通過“觀察和比較實驗”教學，構建科學概念，理解現象本質

梁杏翠

摘 要：根據四年級學生的認知水平和特點，學生對周圍世界具有強烈的好奇心和求知欲，通過觀察現象和比較實驗探究相結合，實施“溶解”教學。以故事導入的方式吸引學生注意，調動學生的學習積極性，并配以大量的實物圖片和小組合作探究實驗，引導學生在觀察、比較、探究、實驗中理解并建立溶解的概念，滲透科學探究的一般程序和思維方法。經過測評，學生學習興趣濃厚，教學效果較好。

關鍵詞：觀察；比較實驗；小組合作探究；溶解；科學探究

一、問題的提出

培養學生的科學素養是科學課程的宗旨。在科學教學中，對科學概念的理解與準確描述一直是學生認知的難點。本文選擇教科版科學四年級上冊中“溶解”一節為對象，探討用“觀察和對比實驗”教學實現這一教學難點的突破。

為了培養學生的科學素養，本節課的設計中對實驗方法進行處理。1. 讓學生通過動手做實驗、觀察等活動，學習和理解科學概念。2. 以探究學習為主要教學方式。在開展探究式學習中，引導學生參與科學探究的各個環節：提出問題、收集證據、解釋現象、交流反思。培養學生的科學思維方法。

本節課還對教材中實驗材料與實驗裝置進行改進：1. 替換實驗材料，簡化過濾操作。2. 改進實驗裝置，縮短過濾時間。原教材中關于過濾實驗介紹了專業的實驗器材，如三腳架、漏斗、玻璃棒、燒杯等。在實際操作中，教師可用專業器材進行演示。但為了使過濾操作更為簡便，學生使用實驗器材時更加安全，于是選用了濾布、濾紙、一次性塑料杯、木筷等生活中常見的簡易材料。讓學生在探究實驗現象時，激發學生學習科學的興趣，積累生活經驗，增強課程的趣味性、生活性和意義性。

二、教學理念與設計

（一）教學思想

本節課以“觀察和比較實驗”為主要教學手段，將小學科學課程學習中的一個重要概念“溶解”生活化、形象化，讓學生初步感知溶解。本節課又介紹了過濾的方法，讓學生進一步觀察，比較食鹽、沙子和面粉能否用過濾的方法從水中分離出來，從而建立溶解的概念和掌握比較實驗的技能。

（二）教學目標

1. 科學概念。

一些物質可以溶解在水中，一些物質不能溶解在水中。

溶解時指物質均勻地穩定地分散在水中，不會自行沉降，不能用過濾的方法把物質從水中分離出來。

2. 過程與方法。

觀察和描述幾種固體物質在水中溶解和不溶解的現象。

3. 情感、態度與價值觀。

發展研究溶解現象的樂趣，激發進一步探究溶解問題的興趣。

認識到嚴格按規范利用溶解裝置等科學工具進行試驗和測量的必要性。

形成細致、客觀地觀察的態度。

（三）教學流程

環節1：故事導入，引出新知。

環節2：觀察現象，探究新知。

活動一：食鹽、沙子在水中的溶解。

活動二：面粉在水中溶解了嗎？

活動三：探究過濾。

環節3：課堂小結，技能提升。

（四）解決措施

1. 故事導入，引出新知。

利用多媒體課件與設備進行故事導入與引出新知的教學。在故事引入環節，出示故事，激發學習興趣：小毛驢馱著鹽袋過河，過河后發現，鹽袋變輕了。并提問：“為什么呢？”接著提出新知，學生討論交流故事原理。簡單分析原理，引入“溶解”。

通過故事引入，激發學生的學習興趣。學生在故事中發現科學原理，從而引出本節課的關鍵詞“溶解”。

2. 觀察現象，探究新知。

活動一：食鹽和沙子在水中的溶解。

觀察：分別觀察食鹽和沙子沒放入水之前的樣子。（顆粒狀）

小組合作：兩名組員分別把少量的食鹽和沙子放入盛有水的燒杯中，充分攪拌后，靜置。（強調玻璃棒攪拌時的注意事項）一名組員觀察顆粒的變化，是否有沉淀，是否溶解。

比較：食鹽充分攪拌后看不到顆粒，沒有沉淀——食鹽溶解了。沙子充分攪拌后有顆粒，有沉淀——沙子沒有溶解。

活動二：面粉在水中溶解了嗎？

猜想：面粉能否在水中溶解？（能？不能？）

小組合作，自主探究：一名同學在盛有水的燒杯里放進一些面粉，充分攪拌，靜置，觀察。其余成員觀察、思考、猜測，能否看到顆粒？能否看到沉淀？面粉在水中能否溶解？

討論：面粉與沙子、食鹽在水中有什么相同與不同？用什么方法來證明？

活動三：學習過濾的方法，理解溶解的本質特征。

介紹過濾實驗的器材，操作注意事項。介紹改進后的食鹽裝置。小組合作，分別過濾食鹽和水、沙子和水、面粉和水的混合物。觀察過濾后的現象：觀察過濾完沙子和食鹽的濾紙。描述為什么出現這樣的現象。觀察過濾完面粉的濾紙上會有什么現象？說明面粉能溶解在水中嗎？

學生通過參與探究活動，在觀察、比較實驗、小組合作探究實驗中發現現象本質，理解溶解概念，了解過濾操作流程與意義，充分調動了學生參與學習的積極性和主動性。

3. 課堂總結，技能提升。

知識總結：（1）溶解的含義；（2）食鹽能溶解在水中，面粉和沙子不能溶解在水中——水能溶解一些物質；（3）用過濾的方法可以把不溶解在水中的物質分離出來。

技能升華：思考并討論交流：生活中常見的物質，哪些能溶解在水中？哪些不能？溶解在生活中有哪些應用？

整節課的總結部分結合教學目標進行總結，層層遞進，為學生以后進一步學習物質的溶解打下良好基礎。

（五）成效分析

完成本節教學內容后，通過紙筆測試法，從“科學概念”“過程與方法”“情感態度與價值觀”三個方面評價學生的學習效果。（見下頁表）

從學生的答題平均分反饋顯示，整體平均分達到9.431，學生的學習效果理想。其中“溶解的含義”達到了9.62，“列舉溶解與不溶解現象”平均分9.63，“溶解現象的特征”平均分9.48，體現了“觀察與比較教學”對學生的科學學習有促進作用?！斑^濾的注意事項”平均分9.88，“過濾的操作過程”平均分9.86，全卷最高，說明實驗教學得到了很好的學習效果。

綜合以上分析，本節課主要通過“觀察和比較實驗”教學突破了2個“溶解”學習中的重難點，即描述交流所觀察到的現象，對不溶物質的溶解和不溶解的觀察比較，并對沉淀物質的分離操作。在教學設計中，采用小組合作探究的教學形式，利用觀察、比較實驗的教學手段，三維目標達成度較高，教學方法獲得學生喜愛，整節課達到了較好的教學效果。

（六）教學反思與建議

教科版小學《科學》教材從“科學探究是一種多側面的活動”的觀點出發，將親身經歷作為學生學習科學的主要途徑。本節課選擇了活動作為基本結構和主要的呈現方式，通過活動實現課程目標。

學生在學習過程中要將這些分解概念聯系起來，進而逐層建構核心概念奠定基礎。通過觀察、測量、分析、交流與表達等探究過程技能訓練，旨在讓學生不僅能動手做，而且會動腦想。在實驗操作過程中學會思變，讓學生能夠運用科學探究方法解決日常生活問題，同時學會利用科學語言提升與人交流和溝通的能力。

“觀察與比較實驗”教學給學生提供了充分的動手操作的機會，在觀察中激發學生學習興趣，從而使課堂氣氛活躍、積極，學生學習效率較高。建議今后能積極將“觀察與比較實驗”教學模式應用在小學科學教學中，結合有效的課堂組織形式來提高教學水平和質量。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］劉恩山.義務教育小學科學課程標準解讀［M］.北京：高等教育出版社，2017.

［3］王晨光.義務教育小學科學課程標準：科學概念·術語與實驗［M］.北京：北京師范大學出版社，2018.