以“有效观察”为主线设计《观察细胞》课教学

2022-12-31陈飞琴浙江杭州萧山区银河实验小学

小学科学 2022年20期

◇陈飞琴（浙江：杭州萧山区银河实验小学）

《义务教育科学课程标准（2022 年版）》明确指出：科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身发展奠定基础。掌握基本的科学方法，具有初步的探究实践能力，是科学素养的核心内容之一，而“观察”是科学方法中的一个重要内容，是学生实践体验，获得实验信息的一种重要能力、实现共同建构科学概念的重要环节。本文以“观察细胞”的教学为例，谈谈基于“有效观察”的教学设计与思考。

一、“有效观察”问题分析

观察，是指人们通过各种感官或借助仪器，有目的、有计划地考察研究对象的一种科学方法。纵观小学科学课堂，同时结合自身的科学教学，“有效观察”教学存在以下问题。

（一）观察活动有探无究

在科学观察活动中，往往出现观察的范围太大、指向性不强，导致操作后不知道该如何表达；也有的观察活动设计不合理，观察方法不明确，导致学生有动手而无思考，自然无法实现有效观察。

（二）观察记录内容繁杂

活动记录表的内容繁杂，记录形式烦琐，从而导致学生在研讨时不断地修改学习单而忽视了自己的观察活动环节。

（三）研讨形式过于单一

研讨环节只用讲授法，经常采用“教师问—学生答—教师评价或追问”的形式，对于学生而言，往往比较枯燥，研讨流于表面浅层。长此以往，在接下来的观察活动中，学生的参与兴趣就会低下，也就无法进行有效观察。

二、“有效观察”教学策略

（一）确定学习目标

1.新课程标准目标解读

《观察细胞》是教科版六年级上册“微小世界”单元第4 课和第5 课的整合，之所以进行整合，是因为在新课标的指引下，明确5～6 年级科学观念学段目标是“认识细胞是生物体结构的基本单位”，探究实践学段目标是“能利用相关仪器设备进行观察并记录”，学科核心概念涉及“生命系统的构成层次”和“工程、技术与社会”，包含学习内容为“细胞是生物体结构与生命活动的基本单位”和“科学、技术、工程相互影响与促进”，内容要求为“初步学会使用显微镜观察细胞，知道细胞是生物体的基本结构单位”和“初步认识技术与工程对科学发展的促进作用，应用仪器设备进行观察并进行记录”。第4 课中原本关于“制作洋葱表皮临时装片”和第5 课中关于“细胞的作用”已作为7～9 年级的学习内容，于是笔者便尝试将两课剩余的内容进行了整合，并加入了对非生物玻片标本的观察。总结以上的目标可知，与本课“观察”相关的目标包括对显微镜结构的观察、正确使用显微镜进行细胞的观察、观察结果的记录等。

2.基于学情的目标定位

在前一课中，学生通过显微镜发现微小生物的一些细节之后，对微小世界已经产生了浓厚的兴趣和强烈的好奇心。在课前，笔者对学生进行了前测，包括问题和测试。从测试情况来看，主要反映出如下几个特点。

在学生以往的知识中，他们通过课外的学习已经知道细胞这个名称，对细胞有一定的认识，也知道细胞有一定的形态结构，但是对于单个细胞的界定不清。

对于哪些物体有细胞结构这一问题，学生的概念比较模糊。在生物玻片标本中，学生对于根尖、草履虫存在较多的疑问；在非生物玻片标本中，学生对于灰尘和土壤这样的颗粒状的物体存在疑问。学生会有一种只要有小颗粒就等同于细胞的前概念。

在对于使用什么工具可以观察到细胞的调查中，我们发现：绝大部分学生都认为显微镜能观察到细胞。这些数据表明，学生通过前几节课的学习，对显微镜及细胞有一定的认识。

在对同一生物的不同细胞形态结构调查中我们发现，大部分学生对于生物的不同部位有相应的认识，也能根据知识进行推断。

最后对于学生感兴趣的关于细胞调查统计，发现学生对于细胞的作用、细胞的形成、细胞的形态等问题较为感兴趣。

根据以上情况，教师可制定以下学习目标：让学生通过观察洋葱表皮细胞和其他生物体细胞，知道自然界中大多数生物体都是由细胞组成，认识细胞是生物体最基本的结构单位；能在教师的引导下，通过显微镜观察并记录多种细胞结构，比较分析植物细胞和动物细胞的相同之处；通过对生物体与非生物的观察比较，分析判断细胞是生物体的基本结构单位；学生在教师的指导下，能用显微镜观察一些植物、动物的细胞及非生物，并在观察过程中，会画图记录显微镜下的结构；学生通过观察生物体的细胞，认识到细致观察和详尽记录的重要性，也懂得由于观察工具的改进，人们才能观察到许多自然界的秘密。

（二）以“有效观察”为主线的教学设计

1.课前图像观察，熟练使用显微镜

本课需要学生在熟练使用显微镜的基础上进行进一步的观察，于是笔者在课前设计了复习显微镜的结构及使用方法的环节，在设计中，采用了“找一找问题，并提出解决方案”的方式，让学生当一回“专家”，既复习知识点，解决后续课堂中由于使用显微镜不当而影响观察结果的困扰，同时也培养了学生的观察能力。

2.课中实物观察，突破教学重难点

（1）聚焦问题，激发观察欲望

教师用英国科学家罗伯特胡克在用显微镜观察时，发现软木薄片上有特殊的结构的故事引入新课，明确软木薄片上一个个小房间是指细胞，为后续“其他物体有细胞结构吗”以及“有的话，细胞是什么样的”等驱动性问题做铺垫，同时也激发了学生观察的欲望，让学生更快地进入学习状态。

（2）观察洋葱表皮细胞，初识细胞结构

笔者出示洋葱表皮细胞玻片标本，直入主题，明确学生观察任务。

提问1：你们都在显微镜下看到洋葱表皮细胞了吗？说说你的收获。

学生个体观察的展示和描述，结果分享。

提问2：一个洋葱细胞有什么特点？

提问3：一个细胞有多大？

学生集体论证，归纳一个洋葱表皮细胞的特点，初识“细胞”的结构，并修正自己所记录的洋葱表皮细胞。

（3）观察更多的生物和非生物，初建细胞模型

笔者提供了更多种类的生物细胞和非生物玻片标本，并将两个观察活动进行了整合，使学生可以进行长时观察和探究，帮助学生对记录的内容进行比较和分析。

研讨时，让学生围绕“介绍自己的发现”“我们想到了什么”“我们有什么补充”三方面进行描述。如遇到争议的问题时则进行电子目镜投屏集体论证。打破了以往研讨形式过于单一（教师问，学生答）的局面，让学生真正成为课堂的主人，对自己的观察进行总结和思考，为后续的“有效观察”学习打下基础。

当然，除了学生自己观察的生物细胞外，笔者还提供了一些其他的生物细胞的图片，让学生对更多细胞结构进行观察、对比和分析，最终初建“细胞”的模型，同时通过对生物和非生物的观察，初步了解生物体与细胞的关系。

3.课尾文本观察，助力建构科学概念

课尾，教师出示资料阅读，并以问题链的形式引导学生进行文本观察，助力建构科学概念。

提问1：通过我们刚刚的观察后，发现生物体都是由细胞构成的，那真的是这样吗？请阅读资料，说说你的发现。

提问2：通过资料学习后，你还有其他新的认识吗？

学生之所以能完成教师所预设的教学目标，一是对观察工具显微镜的使用比较熟练，二是教师给予了学生充分的时间和空间，观察要求明确，学生带着目的进行充分的观察学习，实现了观察的有效性。

（三）对“有效观察”设计的再思考

1.充分进行“前测后测”，精准把握学情

本课教学前，笔者通过前测的几个问题对学生进行了学情分析，不难发现，学生对细胞还是有些陌生的，于是在教学结束后，笔者对他们进行了后测。

从测试情况来看，学生对于教学内容掌握较好，能在显微镜下观察细胞的基本结构，并能从观察到的图像，推测生物与非生物以及植物与动物细胞。如果说后测中第一题和第二题反映了学生对知识的认知水平。从第三题的测试中，可以看出学生对于生物和非生物区分的问题，还是掌握得较好的。第四题重在对单细胞和多细胞生物的认知，从检测情况来看，学生都能正确认识到绝大部分生物是由细胞构成的这一观点。

2.巧搭“脚手架”，进行“有效观察”

（1）学习单的设计，明确观察任务

本课实际有3 个活动任务，一是观察洋葱表皮细胞，二是观察更多的生物细胞，三是观察非生物玻片标本。笔者在实际教学中，将二和三的活动进行了整合，同时在教学中，为了方便观察记录，笔者又将观察活动中所需记录的内容整合在了一张学习单上，均要求画出显微镜下的结构，用关键字描述它的特点，以及表达自己的所思所想，让学生能够像科学家一样经历探究的过程，有观察、有记录、有思考。由于学生记录指向性明确，从而也使得观察任务更有方向。

（2）实验材料、设备的选择，激发观察兴趣

在课堂教学活动中，笔者选择2 人一台显微镜，轮流观察，人人记录。所选择的四种材料具有一定的思维推进，先通过观察结构较为简单的洋葱表皮细胞，根据显微镜下的结构，初步认识细胞，为活动二观察和比较奠定基础。笔者在活动二中安排了植物细胞、动物细胞、非生物玻片标本以及细胞图片，学生可以根据前面所得出的结论来寻找细胞结构，从而发现植物细胞和动物细胞结构相似，都是一个个小房间，里面有小黑点，而非生物没有细胞结构。当学生发生意见分歧的时候，笔者准备了电子目镜，将其投屏在电脑上进行集体论证，激发学生的观察兴趣，当学生有了观察的兴趣后，观察的习惯养成以及核心素养的形成也就不再是一件难事。

3.关注学生观察活动，优化观察过程

学生在进行观察活动时，教师在做什么？（1）关注学生使用显微镜的操作技巧；（2）引导学生把自己观察的内容真实地记录在学习单上；（3）提醒学生观察结束后要对观察的内容进行整理和思考。学生的观察在教师的指导下，会更有方向，更有成就感。