從學生認知特點視角探討實驗教學策略

〔摘 要〕 科學實驗教學是小學科學教育的重要組成部分，其策略選擇直接影響學生對科學知識的理解與掌握。本研究以小學生為研究對象，力圖從其認知特點的視角，探討合適的科學實驗教學策略，以期促進學生科學知識的學習和科學素養的提升。通過對小學生心理和認知發展特點的研究，我們確定了以“學生為主體、教師為導向、實踐體驗為主”的實驗教學原則，并在此基礎上設計了以探究式和任務引導式相結合的教學策略。實踐證明，這種教學策略關注小學生的個體差異，充分利用學生的主觀能動性，鼓勵學生自主學習。這不僅有助于提高學生科學知識的學習效果，也能夠引導學生形成科學的思維習慣和實驗技能，對培養學生科學素養、提高科學教育質量具有重要意義。

〔關鍵詞〕 小學科學；實驗教學；認知特點；探討

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻標識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2025） 03 091-093

在當今的教育體系中，科學課程既是學生的敲門磚，也是他們對未知世界的探索過程。當我們談論小學的科學教育時，必須意識到這個年齡段的學生雖然求知欲強、好奇心盛，但他們的認知特點與大人的有所不同，不能簡單地用成人的方式來教授其科學知識。因此，科學實驗教學方式的選擇，需要結合小學生的認知特點。本研究即著眼于此，研究小學生的認知特點，并在此基礎上探尋科學實驗教學的最佳策略。現有的一些教學策略往往忽視了幾個關鍵的因素：如何更好地激發學生的積極性；如何把教學過程整合到學生的日常生活中；如何幫助學生形成科學的思維方式。為了解決這些問題，我們對小學生的心理和認知發展特點進行了深入的研究，基于“學生為主體、教師為導向、實踐體驗為主”的教學原則，設計了一種綜合探究式和任務引導式的教學策略。這種教學策略不僅注重符合小學生的認知特點，而且強調個性訓練，寓教于樂，讓學生在快樂中學到知識，從而實現科學知識的有效傳授和科學素養的全面提升。

一、小學生的認知特點

（一）小學生的認知發展概述

小學生正處于認知發展的關鍵時期，其認知能力隨著生理和心理的成熟逐漸提升。認知發展理論認為，小學生的認知能力主要包括注意力、記憶力、觀察力和思維能力等方面。在這一階段，學生開始形成基本的邏輯思維能力，能夠理解具體事物間的關系，但抽象思維能力尚未完全發展，理解比較復雜和抽象的概念存在一定困難。

小學生的注意力集中時間較短，對新奇的事物有較強的興趣，且容易受外界環境的影響。此階段學生的記憶特點表現為機械記憶能力強，理解記憶也逐步發展，但對于需要長時間保存的信息則表現出一定難度。觀察力方面，小學生能夠通過觀察積累經驗，但其觀察往往是片面的，需要經過指導才能形成系統和全面的觀察能力。

在思維發展上，小學生呈現出具體形象思維的特點。他們更容易理解直觀、形象的事物，對抽象概念的理解相對困難。他們的邏輯思維能力逐步發展，但還需借助具體的實例或操作來輔助理解。這意味著其問題解決能力有限。小學生在解決實際問題時，更依賴于試錯和具體體驗，而非抽象推理。

在此背景下，科學實驗教學策略應充分考慮小學生的認知發展特點，通過提供直觀的實驗操作和具體的實例解釋，幫助學生將抽象的科學概念轉化為可理解的知識。這樣不僅有助于學生對知識的理解和掌握，還能促進其思維能力的發展。這一策略的有效性在于，它不僅關注學生的認知特點，而且能夠通過實驗操作提升學生的認知能力，最終實現促進科學素養提升的目的。

（二）小學生的心理發展特點對實驗教學的影響

小學生的心理發展特點對科學實驗教學有著重要影響。此年齡階段的學生表現出強烈的好奇心和求知欲，喜歡通過動手操作和親身體驗來探索周圍的世界，而非被動地接受知識。小學生的注意力時間相對較短且容易分散，需要生動有趣且形式多樣的實驗活動激發其興趣。小學生的思維仍處于形象思維向抽象思維過渡的階段，科學實驗教學應側重具體和形象化的操作過程，以利于學生將抽象概念與具體實踐相結合，促進科學知識的內化。社會性發展特點表明，小學生樂于合作和分享，可通過小組實驗活動培養其團隊合作精神和溝通能力。這些心理特點要求科學實驗教學在設計和實施過程中，不僅要考慮學生的興趣與動機，還應注重實驗內容的具體化與形象化，并通過合作學習來增強學生的參與度和學習效果。

（三）小學生的認知特點對實驗教學的影響

小學階段是學生認知發展的關鍵期，該時期的認知特點對科學實驗教學有深遠影響：認知集中力較短，適應短時、互動性強的實驗活動；具象思維占主導地位，需使用直觀教具和具體實驗操作來強化理解；自我意識逐步增強，對實驗中的自主探索和成功體驗表現出極大興趣，應鼓勵合作與交流；認知靈活性較低，需要結構清晰、步驟明確的實驗指導，以減少認知負擔。通過符合其認知特點的實驗設計，有助于學生提高科學知識掌握程度及動手能力。

二、從學生認知特點的視角確定實驗教學原則

（一）學生為主體

實施學生為主體的教學策略在小學科學實驗教學中具有重要意義。這種策略基于小學生的認知特點，強調學生在學習過程中的主動性和能動性。學生在科學實驗中的參與程度直接影響其學習效果和科學素養的提高。通過將學生置于中心位置，教學活動能夠更加貼近學生的實際需求和興趣，從而激發他們的學習動機和探索精神。

在教學過程中，學生為主體的策略主要體現在以下幾個方面。

注重學生自主探究能力的培養。通過設計開放性的問題和實驗任務，鼓勵學生自主思考、提出假設、設計實驗、收集數據和分析結果。這不僅能提高學生的動手能力和創新思維能力，還能增強他們對科學概念的理解和掌握。

強調學生的合作學習。一方面，小組合作可以促進學生之間的交流與互動，有助于培養團隊合作精神和溝通能力；另一方面，通過合作學習，學生能夠互相啟發，提高解決問題的能力。小組合作還可以讓學生在分享和討論中更加深刻地理解科學原理和實驗操作步驟。

鼓勵學生在實驗過程中進行反思和總結。通過實驗后的小組討論和個人反思，學生可以梳理自己的實驗過程，總結經驗教訓，提出改進意見。這一過程不僅有助于學生鞏固所學知識，還能培養學生的批判性思維和解決問題的能力。

學生為主體的教學策略，關注小學生的個體差異和認知特點，通過鼓勵自主探究、合作學習和反思總結，有效提升了科學實驗教學的效果。這種策略不僅促進學生對科學知識的學習和理解，還在培養學生的科學素養和實驗技能方面發揮了重要作用。

（二）教師為導向

科學實驗教學中，教師的導向作用至關重要。教師通過引導和示范，使學生在實驗過程中能夠明確學習目標和實驗步驟，減少認知負擔，集中精力在關鍵知識點和技能的掌握上。教師利用啟發式提問和積極反饋，不但能激發學生的學習興趣，還能引導學生積極思考和解決問題，培養其科學思維能力。在實驗操作過程中，教師的指導有助于學生克服實驗中的困難，提高實驗成功率，增強成就感和自信心。教師為導向的策略還體現在對實驗結果的分析和討論中，通過科學的分析方法和邏輯思維，學生能夠正確理解實驗現象和結論，從而提高科學知識的掌握水平。教師為導向的教學策略不僅能提高科學實驗教學的效率，還能在認知和情感層面上促進學生全面發展。

（三）實踐體驗為主

實踐體驗為主的教學策略注重在實際操作中培養學生的科學探究能力與科學素養。通過動手實驗，學生能夠更直觀地理解科學概念，并在實際操作中體驗到知識的應用價值。這一策略能夠調動學生的積極性，激發其學習興趣和求知欲，使其在愉快參與中實現自我認知。實踐體驗為主的模式強調了學生在實際操作中的主體地位，不僅有助于學生形成科學探究的基本能力，還能培養他們細致觀察、獨立思考及解決問題的能力，促進科學素養的提升。

三、探究式和任務引導式教學策略的設計與實施

（一）探究式教學策略的設計和實施

探究式教學策略旨在通過引導學生自主發現問題、提出假設、實驗驗證和得出結論的過程，培養學生的科學思維能力和實驗技能。設計探究式教學策略需要了解小學生的認知特點，如其好奇心強、容易受到外界刺激影響、對直觀形象的事物感興趣等。在實際教學過程中，應設置切合小學生認知發展的實驗內容，使用生動形象的實驗材料和教學工具，激發學生的探究興趣。

探究式教學的實施需要教師在課前充分準備，制訂明確的實驗目的和步驟。在課堂上ac27ac2ffad4279e005effc2c3b35835，教師應采取開放式的提問方式，引導學生獨立思考，并鼓勵他們積極參與實驗操作。實驗過程中，教師應注重觀察學生的表現，適時給予指導和支持，幫助學生克服困難，使其正確理解實驗現象和結果。

（二）任務引導式教學策略的設計和實施

任務引導式教學策略的設計和實施旨在通過具體任務，引導小學生在科學實驗中參與探索。設計時應注意任務的明確性和層次性，以符合小學生的認知能力。任務內容需貼近實際生活，具有挑戰性，讓學生在解決問題的過程中掌握科學知識。在實施過程中，教師應重點發揮指導和支持作用，提供必要的方向性建議。教學活動可分為若干小組，引導學生通過合作完成任務，從而提升他們的團隊協作能力和科學探究素養。課堂管理上，應強調鼓勵和表揚，激發學生的積極性和創造力。通過任務引導式教學策略，小學生能夠在實際操作中加深對科學原理的理解，培養動手能力和科學思維方式，實現知識應用與能力拓展的有機結合。

（三）教學策略實施效果的考查與評估

教學策略實施效果的考查與評估重點在于對小學生科學知識學習效果、科學思維習慣形成和實驗技能掌握情況的綜合分析。在實施探究式和任務引導式教學策略后，通過定量和定性研究方法，評估小學生對科學概念的理解程度、探究能力的提升以及自主學習能力的增強。數據收集包含學生的測驗成績、課堂表現、實驗報告和實踐操作記錄等。可以開展學生訪談和教師問卷調查，獲取對教學策略的反饋意見。

本研究從小學生的認知特點視角出發，探討了科學實驗教學策略，提出“學生為主體、教師為導向、實踐體驗為主”的教學原則，并設計了結合探究式和任務引導式的教學策略。實驗結果顯示，該教學策略有效提高了學生對科學知識的理解和掌握程度，促進了科學素養的提升。然而，研究仍存在一定的局限性，如樣本數量較小、缺乏對教學策略長期效果的深入考查等。未來的研究可以結合更多的實證案例，進一步考查和評估不同的教學策略對小學生科學學習成果的影響，以期為實驗教學方法的改進提供更為科學和有力的支持。同時，也可以嘗試引入更先進的教育理念和教學手段，以適應未來教育發展的需求，更好地為提高我國小學科學教育質量做出貢獻。

參考文獻

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