以“有效觀察”為主線設計《觀察細胞》課教學

◇陳飛琴（浙江：杭州蕭山區銀河實驗小學）

《義務教育科學課程標準（2022 年版）》明確指出：科學課程旨在培養學生的核心素養，為學生的終身發展奠定基礎。掌握基本的科學方法，具有初步的探究實踐能力，是科學素養的核心內容之一，而“觀察”是科學方法中的一個重要內容，是學生實踐體驗，獲得實驗信息的一種重要能力、實現共同建構科學概念的重要環節。本文以“觀察細胞”的教學為例，談談基于“有效觀察”的教學設計與思考。

一、“有效觀察”問題分析

觀察，是指人們通過各種感官或借助儀器，有目的、有計劃地考察研究對象的一種科學方法。縱觀小學科學課堂，同時結合自身的科學教學，“有效觀察”教學存在以下問題。

（一）觀察活動有探無究

在科學觀察活動中，往往出現觀察的范圍太大、指向性不強，導致操作后不知道該如何表達；也有的觀察活動設計不合理，觀察方法不明確，導致學生有動手而無思考，自然無法實現有效觀察。

（二）觀察記錄內容繁雜

活動記錄表的內容繁雜，記錄形式煩瑣，從而導致學生在研討時不斷地修改學習單而忽視了自己的觀察活動環節。

（三）研討形式過于單一

研討環節只用講授法，經常采用“教師問—學生答—教師評價或追問”的形式，對于學生而言，往往比較枯燥，研討流于表面淺層。長此以往，在接下來的觀察活動中，學生的參與興趣就會低下，也就無法進行有效觀察。

二、“有效觀察”教學策略

（一）確定學習目標

1.新課程標準目標解讀

《觀察細胞》是教科版六年級上冊“微小世界”單元第4 課和第5 課的整合，之所以進行整合，是因為在新課標的指引下，明確5～6 年級科學觀念學段目標是“認識細胞是生物體結構的基本單位”，探究實踐學段目標是“能利用相關儀器設備進行觀察并記錄”，學科核心概念涉及“生命系統的構成層次”和“工程、技術與社會”，包含學習內容為“細胞是生物體結構與生命活動的基本單位”和“科學、技術、工程相互影響與促進”，內容要求為“初步學會使用顯微鏡觀察細胞，知道細胞是生物體的基本結構單位”和“初步認識技術與工程對科學發展的促進作用，應用儀器設備進行觀察并進行記錄”。第4 課中原本關于“制作洋蔥表皮臨時裝片”和第5 課中關于“細胞的作用”已作為7～9 年級的學習內容，于是筆者便嘗試將兩課剩余的內容進行了整合，并加入了對非生物玻片標本的觀察。總結以上的目標可知，與本課“觀察”相關的目標包括對顯微鏡結構的觀察、正確使用顯微鏡進行細胞的觀察、觀察結果的記錄等。

2.基于學情的目標定位

在前一課中，學生通過顯微鏡發現微小生物的一些細節之后，對微小世界已經產生了濃厚的興趣和強烈的好奇心。在課前，筆者對學生進行了前測，包括問題和測試。從測試情況來看，主要反映出如下幾個特點。

在學生以往的知識中，他們通過課外的學習已經知道細胞這個名稱，對細胞有一定的認識，也知道細胞有一定的形態結構，但是對于單個細胞的界定不清。

對于哪些物體有細胞結構這一問題，學生的概念比較模糊。在生物玻片標本中，學生對于根尖、草履蟲存在較多的疑問；在非生物玻片標本中，學生對于灰塵和土壤這樣的顆粒狀的物體存在疑問。學生會有一種只要有小顆粒就等同于細胞的前概念。

在對于使用什么工具可以觀察到細胞的調查中，我們發現：絕大部分學生都認為顯微鏡能觀察到細胞。這些數據表明，學生通過前幾節課的學習，對顯微鏡及細胞有一定的認識。

在對同一生物的不同細胞形態結構調查中我們發現，大部分學生對于生物的不同部位有相應的認識，也能根據知識進行推斷。

最后對于學生感興趣的關于細胞調查統計，發現學生對于細胞的作用、細胞的形成、細胞的形態等問題較為感興趣。

根據以上情況，教師可制定以下學習目標：讓學生通過觀察洋蔥表皮細胞和其他生物體細胞，知道自然界中大多數生物體都是由細胞組成，認識細胞是生物體最基本的結構單位；能在教師的引導下，通過顯微鏡觀察并記錄多種細胞結構，比較分析植物細胞和動物細胞的相同之處；通過對生物體與非生物的觀察比較，分析判斷細胞是生物體的基本結構單位；學生在教師的指導下，能用顯微鏡觀察一些植物、動物的細胞及非生物，并在觀察過程中，會畫圖記錄顯微鏡下的結構；學生通過觀察生物體的細胞，認識到細致觀察和詳盡記錄的重要性，也懂得由于觀察工具的改進，人們才能觀察到許多自然界的秘密。

（二）以“有效觀察”為主線的教學設計

1.課前圖像觀察，熟練使用顯微鏡

本課需要學生在熟練使用顯微鏡的基礎上進行進一步的觀察，于是筆者在課前設計了復習顯微鏡的結構及使用方法的環節，在設計中，采用了“找一找問題，并提出解決方案”的方式，讓學生當一回“專家”，既復習知識點，解決后續課堂中由于使用顯微鏡不當而影響觀察結果的困擾，同時也培養了學生的觀察能力。

2.課中實物觀察，突破教學重難點

（1）聚焦問題，激發觀察欲望

教師用英國科學家羅伯特胡克在用顯微鏡觀察時，發現軟木薄片上有特殊的結構的故事引入新課，明確軟木薄片上一個個小房間是指細胞，為后續“其他物體有細胞結構嗎”以及“有的話，細胞是什么樣的”等驅動性問題做鋪墊，同時也激發了學生觀察的欲望，讓學生更快地進入學習狀態。

（2）觀察洋蔥表皮細胞，初識細胞結構

筆者出示洋蔥表皮細胞玻片標本，直入主題，明確學生觀察任務。

提問1：你們都在顯微鏡下看到洋蔥表皮細胞了嗎？說說你的收獲。

學生個體觀察的展示和描述，結果分享。

提問2：一個洋蔥細胞有什么特點？

提問3：一個細胞有多大？

學生集體論證，歸納一個洋蔥表皮細胞的特點，初識“細胞”的結構，并修正自己所記錄的洋蔥表皮細胞。

（3）觀察更多的生物和非生物，初建細胞模型

筆者提供了更多種類的生物細胞和非生物玻片標本，并將兩個觀察活動進行了整合，使學生可以進行長時觀察和探究，幫助學生對記錄的內容進行比較和分析。

研討時，讓學生圍繞“介紹自己的發現”“我們想到了什么”“我們有什么補充”三方面進行描述。如遇到爭議的問題時則進行電子目鏡投屏集體論證。打破了以往研討形式過于單一（教師問，學生答）的局面，讓學生真正成為課堂的主人，對自己的觀察進行總結和思考，為后續的“有效觀察”學習打下基礎。

當然，除了學生自己觀察的生物細胞外，筆者還提供了一些其他的生物細胞的圖片，讓學生對更多細胞結構進行觀察、對比和分析，最終初建“細胞”的模型，同時通過對生物和非生物的觀察，初步了解生物體與細胞的關系。

3.課尾文本觀察，助力建構科學概念

課尾，教師出示資料閱讀，并以問題鏈的形式引導學生進行文本觀察，助力建構科學概念。

提問1：通過我們剛剛的觀察后，發現生物體都是由細胞構成的，那真的是這樣嗎？請閱讀資料，說說你的發現。

提問2：通過資料學習后，你還有其他新的認識嗎？

學生之所以能完成教師所預設的教學目標，一是對觀察工具顯微鏡的使用比較熟練，二是教師給予了學生充分的時間和空間，觀察要求明確，學生帶著目的進行充分的觀察學習，實現了觀察的有效性。

（三）對“有效觀察”設計的再思考

1.充分進行“前測后測”，精準把握學情

本課教學前，筆者通過前測的幾個問題對學生進行了學情分析，不難發現，學生對細胞還是有些陌生的，于是在教學結束后，筆者對他們進行了后測。

從測試情況來看，學生對于教學內容掌握較好，能在顯微鏡下觀察細胞的基本結構，并能從觀察到的圖像，推測生物與非生物以及植物與動物細胞。如果說后測中第一題和第二題反映了學生對知識的認知水平。從第三題的測試中，可以看出學生對于生物和非生物區分的問題，還是掌握得較好的。第四題重在對單細胞和多細胞生物的認知，從檢測情況來看，學生都能正確認識到絕大部分生物是由細胞構成的這一觀點。

2.巧搭“腳手架”，進行“有效觀察”

（1）學習單的設計，明確觀察任務

本課實際有3 個活動任務，一是觀察洋蔥表皮細胞，二是觀察更多的生物細胞，三是觀察非生物玻片標本。筆者在實際教學中，將二和三的活動進行了整合，同時在教學中，為了方便觀察記錄，筆者又將觀察活動中所需記錄的內容整合在了一張學習單上，均要求畫出顯微鏡下的結構，用關鍵字描述它的特點，以及表達自己的所思所想，讓學生能夠像科學家一樣經歷探究的過程，有觀察、有記錄、有思考。由于學生記錄指向性明確，從而也使得觀察任務更有方向。

（2）實驗材料、設備的選擇，激發觀察興趣

在課堂教學活動中，筆者選擇2 人一臺顯微鏡，輪流觀察，人人記錄。所選擇的四種材料具有一定的思維推進，先通過觀察結構較為簡單的洋蔥表皮細胞，根據顯微鏡下的結構，初步認識細胞，為活動二觀察和比較奠定基礎。筆者在活動二中安排了植物細胞、動物細胞、非生物玻片標本以及細胞圖片，學生可以根據前面所得出的結論來尋找細胞結構，從而發現植物細胞和動物細胞結構相似，都是一個個小房間，里面有小黑點，而非生物沒有細胞結構。當學生發生意見分歧的時候，筆者準備了電子目鏡，將其投屏在電腦上進行集體論證，激發學生的觀察興趣，當學生有了觀察的興趣后，觀察的習慣養成以及核心素養的形成也就不再是一件難事。

3.關注學生觀察活動，優化觀察過程

學生在進行觀察活動時，教師在做什么？（1）關注學生使用顯微鏡的操作技巧；（2）引導學生把自己觀察的內容真實地記錄在學習單上；（3）提醒學生觀察結束后要對觀察的內容進行整理和思考。學生的觀察在教師的指導下，會更有方向，更有成就感。

三、結語

綜上所述，“有效觀察”是學生學習和掌握科學知識的關鍵。在小學科學教學中，探究的動機來源于問題，而問題的產生則來自觀察。培養學生“有效觀察”的能力，讓我們的科學課真正有利于學生素養發展，并深受學生喜愛。