精心設計“認識空氣”單元實驗探究活動

〔摘""要〕"本文分析了實驗探究在小學科學教學中的重要性，以“認識空氣”單元為例，展示通過精心設計實驗探究活動，幫助學生深入理解空氣基本性質、作用，以及在日常生活中的運用。通過參考式、探究式的教學法，學生可以掌握空氣科學知識，還可有效提升科學探究能力，同時端正科學態度，提高實踐運用能力。本文分析了實驗探究在激發學生興趣、培養探究精神，提升實驗技能方面的作用，總結了實驗教學的有效策略。

〔關鍵詞〕"小學科學；實驗探究；“認識空氣”；單元教學

〔中圖分類號〕"G424""""""""〔文獻標識碼〕"A"""""〔文章編號〕"1674-6317""（2025）"06""061-063

探究是學生學習科學最主要的方式之一，也是《義務教育科學課程標準》要求實現的教學目標。探究式科學教學的特點是：答案不會由教師直接告知，而是創設情境，讓學生通過探索之后發現。這要求教師改變傳統教學方式，將重點放在條件創造、激發學生探究興趣上。通過有針對、有思維的實驗探究，提高學生學習能力，掌握實驗探究技巧。

在小學科學教育中，實驗探究是不可缺少的環節，可以讓學生直觀感受到科學現象，激發其好奇心，促進深度學習。尤其是在“認識空氣”單元教學中，空氣作為日常生活中無處不在卻又難以直接觀察的物質，其作用、性質對于學生而言，是又熟悉又陌生的。所以通過實驗探究方式，能讓學生親身體驗、觀察，解釋空氣中的各種現象，成為理解空氣本質和掌握相關科學知識的途徑。

一、分析學生已有經驗，找準教學探究起點

在小學科學教育大舞臺上，學生是探索科學奧秘的主力軍，深入理解學生成為我們教學旅程的序曲。教學設計應集中在探究的核心內容上，教師需要細致分析學生已有經驗、面對挑戰時的潛在障礙等。為此教師需要收集、整理學生的初始認識，結合其認識發展觀和科學學科特點，對教學活動做好精心規劃。這個過程不僅是科學課前不可缺少的籌備，更是深入構建探究教學模式的基礎。

二、提煉核心問題，培養學生科學思維

在科學課堂上，三年級學生正處在形象思維向抽象思維過渡的關鍵階段，科學課成為培養其科學思維能力的平臺。導學單作為一種高效學習的輔助工具，通過問題鏈以及實驗指導的設計，可以為學生自主探索科學現象提供支架。

在探究“空氣能占據空間”主題時，由于空間這個概念是比較抽象的，教師需要通過真實生活的例子，幫助學生構建起對空間的直觀理解。從粉筆裝滿盒子、水杯無法再裝水等日常現象出發，學生得以初步感知固體和液體占據空間的形式。隨后，教師巧妙地引入空氣這一看不見、摸不著的氣體，激發學生的好奇心與探索欲，提出核心問題：“空氣占據空間嗎？”

為了深入探究這一問題，教師發放導學單，引導學生遵循“小實驗、提出問題、我的猜想、實驗現象、得出結論”這一邏輯鏈條，開展一系列有針對性的實驗活動。導學單不僅明確了實驗步驟，還鼓勵學生基于個人興趣提出問題、做出猜想，并在實驗過程中觀察、記錄、反思，最終形成自己的結論。在探究過程中，學生可能會遇到與預期不符的實驗現象，如塑料瓶吹氣球實驗中的挫敗感。這一挑戰更促使學生深入思考。通過小組討論，他們逐漸認識到瓶子內的空氣雖然無形，卻實實在在地占據空間，從而阻止氣球進一步膨脹。這一過程不僅加深學生對空氣占據空間特性的理解，更重要的是培養了學生的嚴謹科學態度、敏銳觀察力以及問題解決能力。

三、構建情境，培養學生科學觀念

生活經驗可以讓科學課《空氣占空間嗎》的導入變得生動有趣且富有啟發性。教師巧妙利用一個看似空無一物的黑色塑料袋，激發學生的好奇心和探索欲。一開始，教師讓學生親手觸摸袋子內的物品，不僅活躍了課堂氣氛，還自然而然引出觀察物體的一般方法——看、摸、聞。這些方法在科學探究中是非常重要的。隨著袋子里物品逐一被揭曉，學生的觀察力得到了鍛煉，同時也為接下來的實驗打下了基礎。

當袋子看似被“清空”后，教師設置疑問：“袋子里真的什么都沒有了嗎？”這個問題像一顆石子投入平靜的湖面，激起了學生心中的層層漣漪。他們開始質疑自己的判斷，好奇心完全被激發出來。隨后，教師通過一個簡單的動作——將袋子打結并展示其依然鼓鼓囊囊的形態，直接挑戰學生常識。學生恍然大悟，原來袋子里還有他們看不見、摸不著卻實實在在存在的空氣。

這一發現不僅讓他們對空氣有了更直觀的認識，也深刻體會到“空氣占據空間”這一科學原理。為進一步鞏固這一認知，教師通過讓學生在袋子上扎洞感受空氣噴出，讓學生親身體驗到空氣的存在及其特性。這種親身實踐方式，使抽象科學知識變得具體可感，極大提高了學生的學習興趣和學習效果。

整個導入過程中，教師將科學知識與學生生活實際相結合，通過創設生活化情境，引導學生從身邊現象發現科學奧秘，激發探究科學的興趣和動機。這樣的教學方式，不僅符合學生認知特點，也有助于培養他們的觀察力、思考力和解決問題的能力。

四、設計主題實驗，開展探究實踐工作

（一）完善“質量”概念

在學生日常生活中，無論是和家長去市場買菜，還是體檢時站在體重秤上，都會和“質量”概念產生聯系。這些日常經歷讓學生初步感知所有物體都有一定“重量”，這就是我們科學上所說的“質量”。為了讓學生對這一抽象概念有更系統、清晰的認識，課堂上教師引導學生回顧并分享這些生活中的案例。

“同學們，你們想過沒有，為什么在買菜的時候需要稱重？體檢時為什么要知道自己體重？”教師的問題如同鑰匙，促進學生的交流。他們都舉手發言，分享自己對“質量”這個概念的理解。在這個基礎上，教師可以引入“質量”這一科學概念，解釋它是物體所含物質的多少，是衡量物體慣性大小的物理量，和物體形態、狀態、位置無關，但會伴隨物質的增減而發生變化。

為了讓學生直觀感受并學習如何測量質量，教師展示一臺電子天平，詳細介紹其構造與工作原理。之后播放使用教學視頻，視頻中展示如何正確放置天平、校準零點、放置待測物體、讀取數據等關鍵步驟，強調操作過程注意事項，如避免震動、保持天平清潔等。觀看視頻后，學生都想自己試一試。此時，在教師指導下，學生小心操作電子天平，測量各種物品質量，小組內、全班進行分享交流。

（二）制訂實驗計劃

在課堂上，教師先展示了實驗用具：高精度電子天平、癟氣籃球、打氣筒。這些實驗材料可以成為揭示科學奧秘的關鍵。之后教師宣布實驗目標：

“今天我們試著用天平測量空氣質量。這是一個挑戰，也是對你們探究能力的考驗。”在教師的啟發下，各小組紛紛展開了頭腦風暴。先討論如何確保實驗結果的準確性，比如如何校準電子天平、如何避免外界因素對實驗的影響等。接著圍繞實驗目標，設計富有創意的步驟。有的小組提出可以先測量癟氣籃球的質量，用打氣筒給籃球充氣，記錄下每次充氣后籃球質量的變化，以此來推算空氣的質量。隨著討論深入，學生逐漸形成自己的實驗方案。在教師指導下，他們謹慎認真地進行探究活動。通過這次實驗，學生不僅學會了如何使用電子天平，更重要的是他們親身體驗了科學探究全過程。

（三）做好觀察實驗

學生根據自己所擬定的實驗流程開展實驗，認真觀察并記錄實驗的現象，及時填寫實驗記錄單（如下圖所示）。

（四）規范實驗操作

實驗操作時，教師需要觀察學生的各項操作，及時指出實驗中的不足，同時耐心指導學生對實驗流程進行調整，讓每一步都能記錄準確。教師還特別強調實驗操作的規范性，鼓勵學生培養科學態度，追求最佳實驗探究成效。

這一系列主題的實驗活動，能讓學生體驗從設計、操作、觀察、記錄到完整推論的科學流程，在他們心中埋下科學探究的種子。學生在原有知識框架上，通過親身實驗，收獲新感性認識以及理解。

五、教學評一體化，樹立積極探究態度

在實驗探究活動之后，學生基于親身體驗，對探究內容形成深刻直觀的理解。此時通過構建一體化的教學評體系，融合生生互評與教師評價，不僅能促使學生反思實驗過程中的問題與現象，更激發了科學探究精神與自我提升動力。學生不僅關注實驗結果，還重視過程中的思考、合作與問題解決能力。

以“熱空氣與冷空氣”實驗為例，當學生面對制作空氣流動裝置的挑戰時，教師在教學設計過程中，預設探究過程中的重難點，設計自評、互評評價表。通過實驗探究活動，將理論知識與實踐操作無縫銜接，實現知識傳授與技能培養的一體化。隨后，學生以小組為單位合作實驗，分享各自的心得體會。這一評價過程加深了學生對實驗原理的理解，促進了學生間的相互學習。

評價環節，學生展現出多樣化的視角：有學生強調小組成員細心操作在實驗成功中的關鍵作用，培養嚴謹科學態度；有的對實驗展示方式提出創新建議，如使用彩色箭頭標注煙流路徑，展現跨學科融合的思維火花；更有學生將實驗原理與生活中的孔明燈升空現象相聯系，實現知識遷移與應用。

綜上，實驗探究作為小學科學教學的核心，為學生構建了直觀感知科學現象、深入理解科學原則的橋梁，激發其對自然世界的好奇與探索。以“認識空氣”的單元內容為例，這類實驗活動讓學生意識到空氣雖然沒有顏色、沒有形態，卻無處不在，更通過親手操作、觀察記錄、討論分析等，一步一步揭開空氣特性。

在“認識空氣”教學中，學生從最開始的好奇，到通過實驗建立起對空氣性質、作用、存在形式的科學認識，這個過程不僅是知識積累的過程，更是思維能力和科學思維培養的過程。他們學會如何提出問題、設計實驗、收集證據、得出結論，并在實踐中不斷反思、調整并完善自己的認識。最重要的是，學生在實驗探究中感受到科學發現的樂趣以及成就感。這種積極的學習體驗會進一步激發其學習科學的興趣、動力，且在與同伴合作交流中，學會了傾聽、尊重、理解，培養了良好團隊合作精神及社交能力。

參考文獻

[1]張立新.以“合”為橋構筑小學科學教學新樣態[J].中小學校長，2024（6）：44-48.

[2]楊懌，顏小芳，邊楊婷，等.基于新課標的小學科學課程STEAM理念教學實施探討：以小學科學物理部分“自制彈簧測力計”為例[J].湖北師范大學學報（自然科學版），2024（2）：114-118.

[3]史加祥.小學科學論證教學的理解與實踐[J].中小學科學教育，2024（3）：35-41.

[4]李乾賜.小學科學教學中培養學生高階思維的策略研究[J].華夏教師，2024（12）：85-87.

[5]曹志富.單元視角下的小學科學跨學科學習的設計[J].教育科學論壇，2024（10）：25-28.

[6]張新星，孫藝菲.小學科學教育中發散性思維應用策略研究[J].科學咨詢，2024（6）：252-255.

[7]蘇慧麗.基于科學素養的小學科學課堂教學策略研究[J].國家通用語言文字教學與研究，2024（3）：156-158.

[8]徐燦.指向學生創新思維發展的小學科學教學策略[J].亞太教育，2024（5）：149-151