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如何培养小学生的科学观察能力业的内容为：每位学员编制一份小学科学观察教学的教学设计。、什么是能力能力，就是指顺利完成某一活动所必需的主观条件。 能力是直接影响活动效率，并使活动顺利完成的个性心理特征。如何理解能力呢？ （一）能力总是和人所完成一定的活动联系在一起的。离开了具体活动既不能表现人的能力，也不能发展人的能力。比如说演讲比赛，某人演讲口如悬河，滔滔不绝，很打动听众，我们说此人口头表达能力强，我们作此判断是基于他进行了演讲，并在演讲活动中表现出较强的口头表达能力，否则，得不出这样的判断，同时经过演讲活动，还会促进演讲者的口头表达能力的进一步提高。 （二）不能认为凡是与活动有关的，并在活动中表现出来的所有心理特征都是能力。只有那些完成活动所必需的直接影响活动效率的，并能使活动能顺利进行的心理特征，才是能力。还是刚才的例子，有的演讲者在演讲时有许多肢体动作，这些肢体动作，是在演讲中表现出来的，但与口头表达能力强无关，不能说他肢体动作能吸引听众，他的口头表达能力强。关于能力，李亦菲博士在他的讲座中进行了大量的讲述，我就不多谈了。 二、什么是观察（一）观察的意义 在讲什么是观察之前，我先引用两位名人的话，说一说 观察的重要意义。世界著名的生理学家巴浦洛夫，在他的研究院门口的石碑上刻下了 “ 观察、观察、再观察 ” 的名句，以此来强调观察对于研究工作的重要性。达尔文也曾经说过：“我没有突出的理解力，也没有过人的机智，只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对他们进行精细观察的能力上，我可能是中上之人。”可见，观察力是十分重要的。 （二）什么是观察 既然观察如此重要，那什么是观察呢？观察是一种有目的、有计划、比较持久的知觉活动。 （三）观察的特点： 第一个特点，观察是一种感性的认识活动。感觉使人们保持和外部世界的直接联系，使人们获得了关于外部世界的经验认识。观察就是通过人的感官而进行的直接认识外界的活动。它记录和报导事实，为自然科学的研究提供经验事实材科。观察具有感性认识活动的长处和短处。 第二个特点，观察具有目的性和计划性。观察并不是一种凭借人的感官而在自然界中进行盲目搜索的活动。观察作为自然科学研究所运用的一种基本方法，它总是要被自然科学研究中要解决的任务所制约。人们正是根据所要解决的科学研究任务，确定了观察的对象、观察的角度、观察的步骤等等。这一特点，使观察区别于一般的感性认识活动。 （四）观察的局限性 在刚开始从事观察活动时，人们是凭借自身的感觉器官直接进行的。人的感觉器官直接作用于观察对象，获取关于观察对象的各种信息。在观察者和观察对象之间，不存在任何中介物，它们保持着直接的联系。但是，人的感官的感知能力使观察受到生理上的局限，观察的局限性表现为：首先，人的感官使观察的范围受到局限；其次，人的感官也使观察的精确性受到局限；此外，人的感官还使观察的速度受到局限。为了克服感觉器官的局限性，科学观察可以直接用肉眼，也可以借助放大镜、显微镜等仪器，或利用照相机、录音机、摄像机等工具，有时还需要测量。 （五）观察的分类 观察分为自然观察和科学实验两大类。 自然观察是指人们对自然界的现象不作任何变革而进行的一种观察。自然观察的特点在于，它是在自然发生的条件下考察对象。人们进行自然观察活动时，对观察的对象不加以人工的变革，而只是对它在自然状态下所呈现的情况进行观察。这一特点，使自然观察区别于科学实验。 在自然观察的范围内使用的仪器，受到自然观察的特点的限制。这就是，无论采用何种仪器，观察者都不能改变观察对象的自然状态。这样，客体的许多属性就无法显示在这些仪器上，因而也就不能为人们所认识。这说明，自然观察，包括使用仪器的自然观察，已不能适应人们日益深刻的认识括动的需要。人们要通过采用一些能够人工地变革和控制观察对象的仪器和工具，使仪器工具和观察对象之间的相互作用更强烈、更明显。这样，观察对象就有更多的属性可以显示在仪器工具上，人们就可以通过这些仪器工具而获得关于观察对象的更多的认识。但是，这样一来，自然观察就越出了自己的界限，而转化为另一种形式的观察 科学实验。自然观察的对象也就转化为实验的对象。 科学实验就是人们根据科学研究的任务，利用专门的仪器对被研究对象进行积极的干预，人工地变革和控制被研究对象，以便在最有利的条件下对它们进行观察。科学实验和自然观察的显著区别就在于，在科学实验中人们要变革和控制被研究对象，而在自然观察中，则不是这样。因而，科学实验就是比自然观察有更强有力的认识手段。科学实验可以把各种偶然的、次要因素加以排除，使被观察对象的本来面目暴露得更加清楚；科学实验可以重复进行，多次再现被研究的对象，以便对其反复进行观察；科学实验可以有各种变换和组合，以便于分别考察被研究对象各方面的特性。在科学实验中，人们的主观能动性得到了更加充分地发挥。 三、观察方法（一）什么是观察法 观察法是指研究者按照一定的计划，为实现一定的研究目标，对研究对象进行系统、全面地观察，从中收集各种现象资料，并进行分析研究的方法。它是一个既包括信息的输入，又包括对原始信息进行初步处理、识别的一个主动认知过程。这种方法首先在物理学、化学、天文学等自然科学领域广泛应用，但随着科学交叉的日益频繁，目前在心理学、经济学、社会学等领域也成为一种基本的学术研究方法。 （二）观察法分类 根据观察过程中观察主体和观察客体之间是否存在仪器中介，可以把观察分为直接观察和间接观察两种类型。 1. 直接观察是指人们主要通过感觉器官来对研究对象进行直接地观察而获得相关信息的过程。比如用肉眼观察天体的位置和分布，中医诊断时所用的“望、闻、问、切”都属于直接观察。它的优点是直接、生动、简单、经济，并且可以随时随地进行，避免其他中间环节引起的差错。它的不足也很明显：首先，观察的范围受到限制；其次，观察的精确性受到局限；再次，人的感觉器官常常会产生错觉，如对比错觉、光渗错觉、位移错觉、高低错觉、干扰错觉等，都会让人对研究对象产生一定的偏离。 2. 间接观察是指人们借助仪器设备来对研究对象进行观察，间接地获得关于研究对象的相关信息，它使观察的范围在深度和广度上都发生了质的变化。首先，它放大了人们对研究对象的感知范围，把人们无法直接感知的信息通过仪器设备转化为可以理解的信息。如通过显微镜、望远镜，研究者可以观察小到单个分子、原子的形象，远到 1 亿光年以外的天体。其次，仪器设备可以帮助人们获得研究对象的定量信息，使观察更加客观、精确。如中医临床上脉象仪、舌象仪的应用，就克服了医生在观察中感官和主观因素的干扰。 但是，这种方法也具有一定的局限：其一，仪器设备的制作受到当时科学技术和工艺水平的限制，其功能只是比人的感官的某些方面有所改进，但不可能完美无缺。其二，仪器设备的制作和使用需要大量的投入，其成本很高。其三，仪器设备的使用需要一定的知识和技术水平支撑，不是所有的人都可以使用的。其四，仪器设备由于种种原因，在使用过程中会有误差存在，这样会降低观察结果的精确性。 （三）观察法的使用规则 我们知道，做事要有规则，观察法的使用也有规则。其规则： 1 、应制定观察计划，尽量形成文字计划； 2 、应持客观公正的立场； 3 、应看到事物的各个方面； 4 、应认真细致，不能浅尝辄止； 5 、应随时记录，尽量详细。 以上我讲解的关键词是能力、观察、观察法；下面的关键词将转为培养，如何培养小学生的科学观察能力呢？ 四、如何培养小学生的科学观察能力要培养学生的科学观察能力，我想应有这样的共识：观察能力和其他能力一样，必须在训练中培养，在实践中提高。 关于培养学生的观察能力的实践载体，因为我们是科学课，那一定是我们的科学教学，我们所用的科学教材。这些我就不展开讲。 培养学生的观察能力重点训练什么，我想除了按照科学课程标准、教材内容训练外，应重点关注如何让学生的观察更 有目的性、 更 有计划、 更 持久。下面我将以案例的形式与大家交流培养学生观察能力应重点训练的三个方面。 （一）科学教学中观察目的性的训练 1 、科学课中观察的目的。 科学教学中观察目的性的训练是核心。 在科学课中，观察的目的主要有两个：其一是通过观察发现探究的问题；其二是通过观察解决问题。就是我们经常讲的“从观察中来，到观察中去”。 2 、如何训练学生通过观察发现探究的问题。 我用具体的例子说明这个问题。在以往我听过的教学中，“电磁铁的磁力大小与哪些因素有关”这个问题都是由教师提出，学生进行猜想，然后进行观察实验，最终探究出电磁铁的磁力大小与串联电池的节数、线圈的匝数等因素有关。当然，这样教学也能产生很好的教学效果，而且教学时间会相对宽裕。但是从培养学生观察能力的角度，特别是发现探究问题的角度考虑，就有了明显的差距。那么教师怎样进行设计呢？在本课教学之前，学生应该已经学会了制作简易电磁铁，因此，在本课中，教师先组织制作电磁铁的活动，并要求学生尝试用电磁铁吸引大头针，比一比看哪组制作的电磁铁吸引的大头针的数量多。学生活动完，教师列表记录各组数量。教师给学生准备的材料应按照对比试验的要求准备，各组铁钉相同、大头针相同，电池都是新的。材料不同的有：电池的节数不同、导线的长短不同。由于准备的材料不同，教师又让学生进行比赛，再加上学生在上节课制作研究电磁铁获得的经验，学生制作的电磁铁所吸引的大头针的数量一定会有较大的差异。 当各组活动及汇报完成后，真正有目的的观察活动开始了。教师用这样的问题引发学生的观察“我们用的都是电磁铁，为什么各组吸引的大头针的个数差距这样明显呢？”注意这句话是教师在课堂中讲的，更是我们教师期望学生遇到此类情景大脑应该思考的，这样的思考预示着创造性的火花在闪现。同时，这句话还起着激发学生好奇心、求知欲的作用。这时，学生就会认真观察自己制作的电磁铁，并会与其他组制作的电磁铁进行认真的比较，最终发现吸引大头针数量不同的原因，同时会作出科学的假设：电磁铁的磁力大小可能与串联电池的节数有关；可能与线圈的圈数有关。 通过这个例子，我们会发现，培养学生有目的的观察，通过观察发现问题，教师应做到：其一，不忽视学生已有的经验；其二，有目的地创设一个真实的情景；其三，准备有结构的材料；其四，通过问题聚焦学生的观察点；其五，有目的地、认真细致地观察才有科学意义上的猜想与假设。 3 、通过观察解决问题。还用前面的例子，学生的猜想与假设是观察实验的开始，教师指导学生通过观察作出：“电磁铁的磁力大小可能与串联电池的节数有关；电磁铁的磁力大小可能与线圈的圈数有关”这样的假设后，接下来的活动是指导学生设计观察活动。在小学科学学科实验设计能力的培养的课程中，我进行了专门的讲解，这里不多谈。我这里谈的是在学生观察实验的过程中，应按照前面讲的观察规则进行观察。教师必须依据规则，指导学生的观察实验活动。学生观察实验后，教学并没有结束，应指导学生将观察实验得到的信息转化为证据，以此说明猜想假设的合理与否，这是科学探究课表达交流的环节，这里不多谈。归纳起来，通过观察解决问题，教师在教学中应做到：（ 1 ）依据假设设计观察计划；（ 2 ）依据观察规则进行实验观察；（ 3 ）将观察实验所得信息转化为证据。 （二）科学教学中观察计划性的训练 在小学科学学科实验设计能力的培养的课程中，我强调了做事有计划的意义。科学教学中的观察活动，同样要有计划性。观察中的计划性指的是在观察目的确定的前提下，如何去观察的问题。包括观察时间、观察地点、观察内容、观察样本的选择、观察顺序、观察记录等等。 我以材料（观察样本）的计划举例。植物茎的共同特征的教学中，一般通过观察茎，找到每株茎的特点，再采用归纳概括的方法，总结植物茎的共同特征。因此观察材料在这节课的教学中就成为关键因素。同时也是培养学生制定观察计划的很好的内容。在教学前，教师应指导学生讨论： 1 、选取几种植物的茎（样本数量，一般不少于 4 种）； 2 、选取哪些植物的茎（样本规格，一般选取当地常见的、节明显的等），如果这些茎是教师准备的，在教学中，也应告诉学生，为什么选这些茎观察。 观察的计划性应由易到难，循序渐进。耳濡目染，持之以恒。由点到面，点面结合的原则。每次观察课训练某一方面的内容，不能急于求成。 科学教学中观察持久性的训练 观察的持久性有两层含义，一种含义是有的观察内容需要很长的时间，如观察月相，需要一个月的时间，观察一年中太阳高度的变化，最少一年；另一种含义是观察某个内容一定基于目标，认真观察，由表及里，透过现象看本质，不能走马观花。 以往的经验告诉我们，学生在观察的过程中半途而废、走马观花的现象普遍存在的。要克服这一点， 培养学生观察时的坚持性应做到： 1 、量力而行。即针对学生的年龄、知识水平、生活地域等的不同，确定不同的观察目标，使学生能够通过观察有所获，有所得。 2 、目的明确。即观察的目的性一定要强，使学生明白观察什么、如何观察、用哪些手段支持观察、通过观察解决什么问题、解决这样的问题与学生或人类有哪些关系。 3 、培养兴趣。这一点特别重要，也是学生观察持久性的关键。培养兴趣一定从有意思、有好处的角度出发，使学生明白，科学观察活动是一种既有意思、还好玩，而且还有用的活动，尽量避免讲空洞的大道理。 4 、评价激励。评价的功能有三个，即甄别、导向、激励。通过激励性评价，始终帮助学生建立我能观察、我会观察、我要将观察进行到底没有结果不放弃的信心。 对于学生的观察能力，在科学课上，包括原来的常识课、自然课，都是重点培养的能力之一。在科学学科的教学研究中有很多值得学习和借鉴的地方，相信我们每个教师在这方面，也都有很多成功的经验。你们是真正的专家。 观察实验是本学科的重要特色，也是科学研究中获取感性知识的重要方法，只要我们全体科学教师重视起来，在教学中大胆实践，一定会在观察能力的培养方面取得可喜的成果。 如何培养学生的数据分析能力作业的内容为：每位学员编制一份以收集、分析数据为主的小学科学课的教学设计。一、什么是数据（一）数据的内涵与外延 所谓数据是指在科学实验、检验、统计等所获得的和用于科学研究、技术设计、查证、决策等的数值。这里有两层含义，其一是数据的来源，科学实验、检验、统计等活动获取的数值是数据；其二是数据的应用，科学研究、技术设计、查证、决策等活动所使用的一些数值，同样也是数据。获取数据的最终目的是应用，有人将当今社会称为数字化社会，也有人称为信息化社会，都同当今对数据的需求密不可分的。举个例子，大的方面，科学研究上，宇宙飞船从研发到发射，再到回收改进再发射等等，都需要大量的数据；经济方面，炒股票，没有对股市行情的分析，对股市数据的掌握，也是不行的；生活方面同样也需要数据。可以说，数据已经渗透到当今社会政治、军事、科学、经济、生活的方方面面，没有对数据足够的认识和把握，很难在当今和未来社会的竞争中获胜。我这里讲的意思是，我们教师应站在这样的高度认识数据，应站在这样的高度认识对学生的数据分析能力的培养。当然培养学生数据分析能力，必须渗透到我们的教学实践中，而不是喊口号。 数据是承载、记录信息的符号。数据可以是数字、文字、图像，也可以是计算机代码。获取数据的目的是从数据中获取有价值的信息，通过有价值的信息指导工作。数据只是一些符号，要想让人们了解这些符号所承载和记录的信息，就必须将符号转化为人们能够读懂的语言。要将数据转化为信息，首先要获取数据，数据获取后，并不等于就获取了信息，要将数据变为信息，还必须对数据背景进行解读，只有对数据背景解读清楚了，再经过一系列的方法，就可以获得相应的信息了。 什么是数据背景呢？数据背景是接收者针对特定数据的信息准备，即当接收者了解符号序列规律，知道每个符号和符号组合的指向性目标或含义时，便可以获得一组数据所载荷的信息。数据转化为信息，可以用公式“数据 + 背景 = 信息”表示。 21 .78 、 21.45 、 20.87 ，这些数字也可以叫数据，但如果没有数据背景，就没有任何的意义，而只是一个个干瘪瘪的数字。如果将这些数字放在运动会铅球比赛这样的背景中，这些数字就有了承载运动会铅球比赛成绩的信息了。比如，这三个数据可以告诉我们男子铅球比赛前三名的信息：第一名 21.78 米，第二名 21.45 米，第三名 20.87 米。除了这三个数据，如果再有以往运动会铅球比赛的数据，就可以告诉我们铅球比赛历史最好成绩，世界纪录、运动会记录、国家记录信息等。 数据不单单是数字，文字、图像也可以成为数据，计算机代码也是数据。这层含义不难理解。在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号的介质的总称，是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。在小学科学教学中，我们主要以数字数据为载体，因此关于计算机代码数据等，我就不多谈了。 （二）数据分类 数据按性质分为：定位数据，如各种坐标数据；定性数据，如表示事物属性的数据；定量数据，即反映事物数量特征的数据，如长度、面积、体积等几何量或重量、速度等物理量；定时数据，反映事物时间特性的数据，如年、月、日、时、分、秒等。按表现形式分为：数字数据，如各种统计或测量数据；模拟数据，由连续函数组成，又分为图形数据（如点、线、面）、符号数据、文字数据和图像数据等。按记录方式分为地图、表格、影像、磁带、纸带。按数字化方式分为矢量数据、格网数据等。 在科学课中，从表现形式上，使用数据主要是测量数据。性质上是定量的数据，即长度、面积、体积、重量、速度等。 归纳起来，小学科学课重点指导学生获取、分析诸如长度、面积、体积、重量、速度等支持探究活动的测量数据。 前面我与大家交流了“什么是数据”，我谈到，数据有了数据背景就可以承载信息了，我们通过了解数据背景就可以读懂这些数据，因为这些信息是外显的。但是那些隐藏在数据之中的信息如何读懂呢，如何从一大批看来杂乱无章的数据中集中、萃取和提炼信息，以找出所研究对象的内在规律呢？ 二、数据分析（一）什么是数据分析 数据也称观测值，是实验、测量、观察、调查等的结果，常以数量的形式给出。数据分析的目的是把隐藏在一大批看来杂乱无章的数据中的信息集中、萃取和提炼出来，以找出所研究对象的内在规律。 数据分析可帮助人们作出判断，以便采取适当行动。数据分析是有组织、有目的地收集数据、分析数据，使之成为信息的过程。 在小学科学教学中，数据分析就是在探究活动中，在教师的指导下，有目的地收集数据、分析数据，最终发现和解决探究问题的过程。 （二）数据分析的类型 数据分析包括：描述性统计分析、探索性数据分析以及验证性数据分析。其中，探索性数据分析侧重于在数据之中发现新的特征，而验证性数据分析则侧重于已有假设的证实或证伪。 （三）数据分析的过程 数据分析的主要活动由识别信息需求、收集数据、分析数据、评价并改进数据分析的有效性四部分组成。我讲的第三个大问题“数据分析过程与教学实践”将围绕这四方面的问题与大家交流。 三、数据分析过程与教学实践（一）识别信息需求识别信息需求是确保数据分析过程有效性的首要条件，可以为收集数据、分析数据提供清晰的目标。在分析数据前，首先应确定数据的有效性与目的性，二者缺一不可，即为什么收集数据，通过收集数据要达到什么目的，收集的数据是否有效。对无目的、无效果的数据，即使分析也没有一点意义，只能劳民伤财。要使收集数据具有目的性，收集的是有效数据，在我们的科学课中，教师应怎样做呢？ 1 、探究情景和学生的有效假设是确保数据目的性的关键。 我以“磁铁的性质中建构磁极的概念”的教学为例，来说明这一点。本课的教学是为四年级学生设计的。 本课的教学目标：（ 1 ）探究磁极的概念。知道磁铁两端磁力强，中间磁力弱；从两端开始向中间，磁力越来越弱。知道磁铁上磁力最强的两端叫磁极，磁铁有两个磁极。（ 2 ）能够根据研究问题主动搜集数据，并根据分析数据所得到的信息对问题进行合理恰当的解释；能在实验过程中细心观察，如实记录；能实事求是地进行交流解释。（ 3 ） 初步具有乐于探究、实事求是、细心操作的科学态度。 目标的描述是决定采取何种方法的关键，在目标（ 1）中，要让学生探究出“ 磁铁两端磁力强，中间磁力弱；从两端开始向中间，磁力越来越弱”，必须收集相应的数据。是否借助数据进行探究活动，是基于教学目标而定的。 在导入环节，教师 出示一个装有水的烧杯，水里有一个曲别针。提问 1 ：要将杯中的曲别针取出，有哪些办法？（意图：发散思维训练，激发兴趣，了解该班学生的前概念，即对磁极的概念了解到哪种程度）当学生回答完毕，教师让一位同学到讲台前演示用磁铁从水中取出曲别针。在演示完成后，教师提问：为什么用磁铁可以把曲别针从水中取出来呢？学生一般都能回答磁铁能吸铁或磁铁隔着物体能吸铁。紧接着教师再提问：老师发现在取曲别针时，用的是磁铁的一端，而没有用正中间的，也没有用其它部位的，这是为什么？学生由于生活经验，能够回答磁铁两端能吸，其它位置不能吸。通过前面的活动和提问，教师基本上了解了学生对磁铁概念的认识，即知道磁铁两端磁力强，但对磁铁的其它部位的吸铁能力，学生的认识模糊。这时教师适时地用总结谈话的方法为学生布置探究任务。总结： 同学们大多数认为磁铁两端能吸，其它位置不能吸，换个表达的方式，就是说，磁铁两端有磁力，其它部位没有磁力，真的是这样吗？同学们刚才的说法，只是猜想，要让大家信服，必须拿出证据。拿出怎样的证据呢？ 通过上面的例子我们不难发现，问题情景与猜想假设在选择研究问题方法上的重要性。不同的问题和猜想对研究方法具有导向性。同时教师的总结对学生方法的选择具有强化和指导作用。对于我们今天交流的话题，通过这样的问题情景，学生的猜想和老师的总结，在学生的大脑中形成了要获取数据进行研究的概念。 2 、实验的设计是数据有效性的前提 我还用磁极的例子解释这个问题。学生在开始环节中对通过数据要达到的目的有了明确的认识，如何收集到有效的数据就成了关键，要使学生获取到有效数据，收集证据前的实验设计是保证和前提。 在如何培养学生实验设计能力的讲座中，我对实验设计讲了一些方法。但是对于四年级的学生来讲，设计一个比较周详的实验方案是非常困难的。因此，教师的有效指导非常重要。在教学中，教师的指导应以启发为主，有时可辅助一些启示。教师的启发以问题的形式，启示则常常用实物来引起学生的联想。在设计实验开始时，先让学生讨论，要证明磁铁各个部位的磁力情况，我们应如何做。如果学生有困难，教师可通过这样的问题给学生启发：首先应该做些什么？（准备磁铁、被吸引的东西曲别针，即必须有物质条件）还要做些什么？（选择吸引点）你们认为选择几个点合适？（不少于五个点）用各个点吸引曲别针时，要注意些什么？（一个一个往上加，连成串，直到吸不住为止）每个点要多吸几次？实验结果怎样处理？（要记录）记录要注意些什么？（真实、准确、清楚、不涂改）实验完成后做些什么？（整理实验材料，分析实验现象，归纳结论）等。常言道：事在事前。要使学生有目的地收集到有效数据，收集数据前的准备必须重视，包括思想准备即明确目的，物质准备即创造条件，方法准备：如何做、先做什么、后做什么。事前的准备充分了，其它的事情就会水到渠成、迎刃而解了。 （二）数据的收集收集数据的过程其实就是学生观察实验的过程。我们知道做一件事情都有先后顺序，有开始有结尾的。在此过程中，前面的活动是后面活动的基础，后面的活动是前面活动的延伸。前面我谈到获取数据前的准备工作非常重要。如果将前面的准备工作做好了，真正的收集数据的活动就相对简单了。这就是基础的重要性。收集数据，分析数据的活动，也必须打好每一步的基础，不做夹生饭。 在这里，需要强调的是，在学生收集数据的过程中，或者在学生观察实验的过程中，学生一般以小组合作的方式进行。在学生收集数据前，教师应提出一些规范学生实验行为的要求 （有条件的放置在投影屏幕上或写好粘贴在学生能够看清楚的地方）实验要求： “按实验设计有条理地进行实验、记录；组内须分工合作，合作愉快；实验应抓紧时间，禁止拖拉，实验时间为 10 分钟；实验数据必须真实可信；实验应注意安全。”有了前面的基础，相信学生会按照要求，基于要研究的问题进行观察实验和收集记录数据的活动，这时应把绝对的时间留给学生，发挥他们的作用。 再一个需要强调的就是在学生收集数据的过程中，我们要求把绝对的时间给学生，那么教师做什么呢？在学生活动中，我们教师并不是无所事事，而是大有可为。在学生活动过程中教师应做到三、二、二。三为三多：多看、多听、多想；二为二少：少说、少指挥；另一个二为二做，即做学生活动的促进者、做信息的收集者。 解释一下教师做的两件事。第一是“学生活动的促进者”。分为三层意思。第一层意思，有的孩子在收集数据时，目的非常明确，做得特别认真。对于这样的孩子，我们老师的促进作用就是鼓励或激励，我们可以拍拍他们的肩膀，或者对他们点点头。 通过老师的鼓励或激励，他们会越做越好。第二层意思，有个别的孩子或个别的组，他们可能出于这样或那样的原因，没有听明白或听清楚要做什么或怎么去做，这 时老师的促进作用就在于告诉他们做什么、如何做。老师在孩子活动时可以走到他们当中去，询问询问怎么回事？是不是不知道要干什么？这时就可以告诉孩子怎么去做。第三层意思，有些孩子多动或比较淘气，上课不认真上，对于这样的孩子，我们的促进作用是让他们做，除了要培养他们的兴趣外，还要督促他们完成任务，不妨站在或坐在他们旁边和他们一起做。这样，通过我们的促进作用，使能够认真做的孩子，越来越敢做，越来越会做；不明白或不知道怎么做的孩子，学会做；不爱做、不想做的孩子，让他们尝试着去做，再到会做。这是老师的促进作用。 老师还有角色叫“做信息的收集者”。孩子在收集数据的过程中，是怎么做的、怎么想的、做得如何、遇到了哪些困难、有没有设计中的问题等。通过教师的观察就会获取这些信息。有了这些信息，教师就可以灵活处理突发问题。等到学生活动结束汇报时，教师就会心里有数，就会知道孩子可能要说什么、会说什么。这样无论孩子怎么说，我们都能做到应对自如，都能对孩子进行恰当地指导或评价。 第三我要强调的是如何记录的问题：记录的方法一般采用在记录表上记录的方法。记录表的设计也应因内容的不同而不同，低年级的记录单应简单，随着年级的增高逐步复杂。有的记录单可以是图，比如对植物的观察，用图画的形式记录可以收到一举多得的效果。需要注意的是，无论采用哪种方法记录，都必须做到实事求是，认真细致，清晰工整，项目齐全。 （三）分析的数据所谓分析数据是将收集的数据通过加工、整理和分析，使其转化为信息，在科学课中通常用表格、线形图、柱状图帮助分析。关于如何画表格、线形图、柱状图，在小学数学课中已有教学。因此，如何画表格、线形图、柱状图不是我们科学教学的主要任务，而是把它们作为工具，重点应放在通过对数据的分析探究科学问题上。在数据分析方面我重点强调如下几个方面： 1 、分析数据，应从低年级抓起。 分析数据不应该只是小学中高年级学生的事，而是从学生刚开始学习科学课时起。只不过学生刚刚学习科学课时让他们分析的数据是简单的，分析出的结果是浅显的，教师的指导是具体的。通常低、中年级以分析表格为主。 例如：分析某地某日（夏季）气温变化的数据 时间 （时） 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 气温 （摄氏度） 28 30 34 37 36 32 这张表中的数据是学生实际测量出来的，因为低年级的学生还没学习过小数，因此表中的数据均为整数。通过这张表格学生就可以分析出一天中气温最高、最低的时段，还能分析出气温变化的趋势等。 到了中高年级分析的数据相对复杂，而且我们对学生提出的要求也比较高，有时可以采取计算平均数的方法帮助学生分析，更多的是引入线形图、柱状图帮助学生分析。举个例子，“磁铁各个部位的吸铁能力是否相同”实验记录单： 例 1 ：“磁铁各个部位的吸铁能力是否相同”实验记录单 磁铁部位 A B C D E 第一次 7 2 0 2 6 第二次 6 2 0 2 7 第三次 5 2 0 2 5 平均数 6 2 0 2 6 像这类实验的数据搜集得比较多、比较凌乱，学生不便于分析，我们就可以指导学生通过计算平均数的方法对数据进行整理。通过整理的数据再去分析就容易了。 下面的数据表示的是某地区一年中每个月份的平均气温。 （ 1）请你利用此表的数据画出一年的气温变化折线图； （ 2）根据绘制的气温变化折线图，分析这个地区的气温变化特点。 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均气温（） 10 7 10 15 20 27 30 32 27 25 18 12 这里的数据比较多，如果从表格中进行分析比较困难。这时可以指导学生绘制柱状图或者线形图。通过柱状图学生就可以一目了然地看出这一地区一年中哪个月的平均气温最高、哪个月的平均气温最低。还能够看出一年中这一地区平均气温的变化规律。 2 、利用分析数据的环节训练学生的表达能力。学生表达能力的强弱是通过反复的训练提高的，通过数据分析的环节训练学生的表达能力不但有助于学生口头表达能力的提高，而且有助于数据分析能力的提高。在这一环节中，训练学生的口头表达能力应结合研究的问题、数据收集的过程以及所得到的结论，让学生完整地进行叙述。例如：磁极的教学，我们可以指导学生这样描述：我们研究的问题是“磁铁的各个部位吸铁的能力一样吗？”我们在条形磁铁上选择了五个点，分别在这五个点上悬挂曲别针，我们每个点悬挂三次，最后各个点悬挂曲别针的平均数分别为 6 、 2 、 0 、 2 、 6 。通过实验我们知道磁铁的各个部位吸铁能力不同。通过实验我们还知道磁铁两端吸铁能力最强，中间最弱。 如果经常指导学生这样表达自己的研究成果，他们的各种能力一定会得到发展和提高。需要和大家交流的是，并不是要求学生一开始就达到这样的水平，也不是这样就是最高的目标，而是我们老师应有这样的意识，有这样的标准，对孩子借此这样去训练。 3 、无论是表格、线形图，还是柱状图，一定要求学生力求美观、大方、精准。 关于对数据的分析我想就谈这么多，我们科学教师平时应翻阅一下小学数学教材，了解一些数学课是如何教学生收集、分析数据的。这样可为我们科学课的教学提供参考。 （四）数据分析过程的改进数据分析过程的改进，用现在时髦的术语就是反思。在工作中，数据分析是质量管理体系的基础。因此对于管理者来讲，对数据的有效性的评估尤为重视。管理者通过数据分析过程的改进，适时对数据以及数据分析的结果进行评估，使数据分析更有效地为管理服务。在科学课教学中的数据分析过程的改进，一般情况下用得比较少，这是因为在教学中的设计是在教师指导下完成的，学生收集数据的过程也是在教师的关注下完成的，但是这并不是说这一过程可以省略。我想是不是这样，教师应有这样的意识，即数据获取和数据分析的过程中是力求完美，但在实际操作过程中不可能完美，需要不断改进这一过程。这样，如果在实际教学中出现数据分析的问题，可以因势利导，告诉学生，应对数据分析的过程进行适时改进，以完善过程。教师有可能的话，还可设计类似的教学活动。 前面我从两个大方面，并结合一些具体的案例介绍了如何培养学生的数据分析能力。最后，我要强调的是，对学生数据分析能力的培养很重要。在科学教学中，我们教师应给予足够重视。培养学生数据分析能力的方法很多，需要我们老师在实践中不断摸索和总结。 具体作业：设计一个小活动，帮助学生增强分析数据的能力。活动要适合你所指导的年级和年龄的学生，要明确活动过程的导向目标，如“对与的相关数据进行解释”。然后给学生分成小组，指导学生进行实验。怎样才能提高学生的实验能力呢？ 一、 明确实验目的 在观察事物、做一件事前，只有给学生提出明确而具体的任务，才能使他们注意力集中到所要做的事上，才能使他们深入细致地去观察去做。因此，每次实验前都要让学生明确实验目的。说的白一点，就是让他们明白为了研究什么做这个实验。以磁铁的磁性这节课为例，在实验前就要向学生说明做这个实验就是要研究磁铁能吸铁，各部分的强弱是不一样的，要学会比较。又如教怎样认识物体岩石，首先明确观察和实验的目的：各种岩石的颜色、光泽、透明度怎样？岩石的构造。遇盐酸有什么反应？用指甲或小刀刻一刻岩石观察有什么现象？观察和实验使学生对各种岩石的外部特征和内在性质都有了大致的认识，教师再加以强调、讲解，这样不但可顺利地完成教学任务，而且还有利于煅炼学生观察和实验的能力。 二、重视训练学生学习和掌握一定基本的科学方法。 实验，是一种手脑并用的操作活动。物理学家杨振宁曾经指出“不该说，读书努力就是好学生。应该说，有很强的动手能力和创新精神才是好学生。”科学课所特有的学科特点为学生的动手实践创造了有利条件。因为，各种自然观点及其发展变化的规律大多是学生在进行实验操作的实践活动中发现和认识的。因此，在科学教学过程中，教师要创造一切有利条件，善于调动学生的多种感官，引导学生充分地动眼、动手、动脑、动口，按一定的要求对研究客体，包括实物、标本、模型以及有关的实验情况进行认真、细致的观察，进行实验和操作，使学生获得更直接、更清晰、印象更新的认识。同时，在这个过程中，通过训练而掌握了一定的科学研究房改，为学生以后进一步的学习、工作、研究，乃至创造发明等打好不可缺少的素养基础。 1 、从具体的认识活动来说，训练学生观察、思考、实验等三种基本的科学方法。如在观察方面，训练学生观察各种自然事物、自然现象的观察方法，包括明确观察目的，把握观察重点，有计划、有步骤地按顺序观察、多角度观察，边观察边思考、边观察边研讨、边观察边记录等等。在思考方面，训练学生比较、分类、概括、归纳、综合等基本的思维方法；训练学生“先思后说”、“先想后做”等良好的思考习惯。在实验方面，训练学生认识和使用一些简单的一起，学习初步的设计实验的方法，会做一些基本的分组实验，包括训练性实验、验证性实验、探索性实验和测定性实验等，从而培养学生认真细致的科学态度，掌握基本的科学方法。 2 、从基本的认识过程来说，教给学生“发现问题作出假设实验验证得出结论”的科学研究的基本方法。以学生的“学”为重心组织教学活动，在学生的“做”字功夫，对学生进行科学认识程序的训练。如面对某一具体的认识对象，采用什么方法去认识；如果用实验的方法，则应该怎样设计实验，如何在实验中找出有用的事实材料；面对大量的事实材料，如何进行整理，又如何找出事实材料之间的相互关系和规律等等。 科学方法是从事学科探究活动所必须采用的一些方法，学生一旦掌握了这些方法，也就学会了“真刀真枪搞科学”的真实本领，就能在自然探索科学的过程中，获取科学新知、发展科学能力、提高科学素质。 三、重视实验教学中的探究学习 科学教学的主要任务是培养学生学科学，用科学，用心去探究科学的能力。“实践出真知”，实践是学生认知的基础，实验中的探究活动是实践的基本形式，也是能力形成的桥梁。学生能否有所发展依赖于是否能充分探究。因此，在实验教学中，探究的过程相当重要。那怎样去培养学生的这种能力呢？以下是我的几点做法： 1 、设时提出问题，引导探究 如我在教学三年级磁铁的磁性一课时，利用了身边的一个玩具“小猫钓鱼”，当孩子们看到鱼被钓上来时，真是兴奋不已！强烈的好奇心和求知欲一下子被激发起来，于是一个个奇怪的问题从小脑袋里冒出来：“为什么鱼会上钩呢？”“鱼嘴里有什么东西呀？”“钩子上并没有鱼饵，鱼怎么会上钩呢？”问题的提出说明了学生心中已对所展示的内容产生了兴趣，同时也说明他们已经进入了研究状态，这是最佳状态。因此对于学生提出的问题，不管在你眼里，有价值的还是没价值的，都应给予适当的鼓励与肯定。 2 、转变教师角色，引导验证 在实验教学中，教师的身份应从一个实验者向辅助实验者转变，教师不能告诉同学“应这样做”、“实验结果是这样的”，而是应该让学生自己去提出问题的解决方案，让他们自己去验证自己的猜想或假设。在实验中，教师应给学生充分的时间。放，就要放到底，同时要注重实验时的正确、耐心的引导，尤其是学生一些创新的的想法，更要鼓励他们去试一试，让每个学生都有一个成功的经验。 3 、抓住探究结果，学以致用 学习的目的在于应用，在于用所学的知识、能力去解决一些实际的问题。在学生通过实践掌握真知后，要激励学生发散思维，运用所学去解释自然现象，解决实际问题，进行“再实践再认知”。我在上压缩空气时，学生认识了压缩空气的性质后，我提出了一系列跟压缩空气有关的问题让学生去思考去解释，巩固学习成果。然后问学生：“既然压缩空气有这么多的用途，你能发挥聪明才智用压缩空气搞些发明创造，作名小科学家吗？”许多学生受到鼓舞后纷纷提出了自己的设想。“我想利用压缩空气的弹性发明一种压缩空气电梯，电梯下的空气包受到压缩后电梯自动升起，这样可以节约电。”“我想帮跳高运动员发明一双压缩空气运动鞋，让他跳得更高。”“我发明一种机器，利用压缩空气的弹性把人造卫星送到天上去。”最后让学生学做“小气枪”，玩中发展能力，使学生的能力上升到一个新层面。 四、重视课后的指导。 学生的好厅心不是仅在课堂上就能满足的，在课后的实践中，他们总能碰上各种各样的科学问题，但如果他们的好奇心得不到正确的引导，可能会造成不良后果。如我某天刚下完课，就有学生来问我：“火药是怎样造的？”这是课本上没有介绍到的，如果让学生自己去造，可能会发生事故，我为了满足学生的求知欲，便让他们去找相关书籍，根据书上的介绍找来硝酸钾、硫磺、木碳粉按比例配制，经过一定的努力配制成了黑火药，并成功点燃了火药。同时通过实验告诉他们，火药威力很大，不要随意拿来玩！ 小学科学跨学科主题单元教学设计李亦菲 博士 北京师范大学教育心理与学校咨询研究所 这门课程共包括 4 大部分。 1.如何理解主题和主题单元2.如何理解跨学科教学 3.跨学科主题单元教学的设计要点 4.跨学科主题单元教学的局限性 一、如何理解主题和主题单元（一）什么是主题？ 所谓主题，是学习内容的要点、中心思想或主要观点，指明学习的关键内容，是将分散信息整合起来的“粘合剂”。 有助于学生发展有意义的知识体系。如何确定主题？ 代表重要意义的词，如“生存” 短语或短句，如“人们可以在各种环境下生存”； 问题，如“人的行为是如何帮助他们在不同的环境中生存的？” 以问题为中心的探究活动，如“在一个不熟悉的环境中，什么可以帮助人生存下来？”（二）什么是主题单元？ 所谓主题单元，就是围绕一个特定的主题组织课程内容而形成的教学单元。 每个主题单元有一套教学目标，并包括概要、课文、活动、练习、测验等内容。 一定数量的主题单元形成层次性的完整课程体系。 小学科学主题单元：生命世界 小学科学主题单元：物质世界 （三）对主题单元教学的质疑 1. 叶圣陶（ 1938 年） 时下颇有好几种国文课本是以内容分类的。把内容相类似的古今现成文章几篇合成一组，题材关于家庭的合在一处，题材关于爱国的合在一处。这种办法，一方面侵犯了公民科的范围，一方面失去了国文科的立场，我们未敢赞同。2. 童庆炳 生活无限宽广，中小学的语文教材的主题单元如何能穷尽它呢？ 把多义性的、蕴含丰富的文学作品，纳入到某一生活主题单元中，限制了教师和学生对课文的不同的解读，丧失了文学的想象的空间。 3. 唐晓敏 这种编法的一大问题就是太凌乱，同一主题单元中的各篇文章在具体内容和风格上完全没有什么共同的地方，学生无法形成对某一家风格的体会。这也是学生作文能力难于提高的主要原因之一。 二、如何理解跨学科教学？（一）跨学科主题教学的基本理念1 关于教学背景信息高速公路上的生活，将包括学生在指定研究和自选研究中对自己学习的解释。 综合性的教学经历将为所有学生提供平等的教育机会。 2 关于教学内容 学生学习的重点应放在寻求不同研究领域内容之间的关系，并据此理解事物的含义。 不仅要关注当地的、地区的和州范围的具有重要意义的问题，还要关注全球的重要问题。 3 关于教学方式 教育主要采用基于探究的方法，这要求学生提出问题，并通过研究和多样化资源的使用来发展自己的思维技能。 （二）跨学科教学的优点 1 激励学生学习 为学生提供主动学习的机会。 使学生有目的地参与到学习中。 学生的参与水平提高了，学习兴趣被激发出来。 2 促进学生学习将所学知识有机整合起来，更利于记忆和利用。 可以适应学生的个体差异，使他们从多个角度学习知识。 3 促进教师成长 能从学校、地区以及地区之外，获得支持及所需的资源。 能增强教师的职业满意感、促进同事关系。 （三）跨学科教学的主要形式 1 渗透式教学 教师以“话题大纲”的形式，计划和安排学科的教学内容和顺序，学生在某个确定的时间接受特定学科的教学。 教师引导学生利用其他学科的内容帮助理解本学科的知识 2. 集中式教学 教师将一天中的大部分或全部教学时间，或者几天的教学时间，用来进行一个主题的教学，这个主题涉及多个学科的知识。 一个学科的知识并不