觀察實驗在小學科學教學中的設計依據和方法

張敏

觀察實驗是小學科學教學中的主要探究方式，學生在教師的帶領下進行科學學習，要遵循科學的依據來設計觀察實驗，合理安排實驗的內容，從而培養學生的觀察思維能力，促進科學學習。觀察實驗是小學科學的重要組成部分，其能夠激發學生的學習興趣，促使學生更喜歡學習小學科學，養成正確的學習方法。

一、觀察實驗在小學科學教學中的作用

小學科學的教學以探究性學習為主，觀察實驗是科學學習的重要部分，引導學生通過學習，學會觀察周圍事物，學會從物質的變化中去發現科學的秘密，掌握科學的規律。科學理論是基于事實而言的，有客觀事實和科學經驗事實兩種狀態。小學生接觸的面比較窄，因此對科學認識比較弱，觀察實驗對加強小學生的知識認識起到了很好的作用。觀察實驗可以證實科學理論的合理性，教師帶領學生對某一特定的事物進行觀察與實驗，加強對書本中科學知識的理解，同時也是對科學理論的檢驗；觀察實驗也可以使學生加深對科學理論的認知程度，小學生正處于好奇心很強的年齡，觀察實驗很容易吸引其注意力，提高動腦能力，促進學生對科學理論的深入探究與理解。如在高錳酸鉀溶解的觀察實驗中，引導學生對高錳酸鉀顆粒在水中的變化進行充分觀察，有助于學生對溶解有正確的理解和認識。

二、證實因果關系的觀察與實驗設計

在小學科學的教學中，常常應用演繹法來提高可信度，證實因果關系的觀察與實驗設計，就是以一般性科學原理為大前提，提供與一般性科學原理性練習的觀察實驗實例，使通過觀察得到的結論與科學原理相一致，從而證實科學原理的正確性，例如“物體受熱膨脹，銅球作為物體被加熱，物體受熱膨脹”，這就是從思維的角度進行的演繹推理。我們假設一個大前提，即“物體受熱膨脹”，把準備好的銅球加熱，觀察加熱后的銅球的體積的變化，由于固體熱膨脹，加熱后的效果不明顯，所以一般添加一個銅環，在室溫下，銅球剛好可以從銅環中穿過，而加熱后的銅球卻不能從銅環中穿過，得到結論，加熱后的銅球體積變大，這個例子就是應用因果關系的觀察實驗設計的演繹法，其目的是證實科學原理，增加其可信度，若實驗結果與科學原理相悖，則提出質疑，促進科學原理的不斷完善與科學的不斷進步。

三、利用與促進知覺選擇性和理解性的觀察與實驗設計

小學科學觀察與實驗設計必須要考慮到小學生的感覺知覺特點與規律，因此，在實驗設計中，應達到能夠更好地感知。知覺是客觀事物直接作用于感官而在頭腦中產生的整體事物的認識，人們對事物的看法、感覺，對實驗的影響是很大的，只有將知覺這一因素考慮在實驗范圍之內，才能更好地進行實驗，觀察儀器與測量儀器的應用，就是人類感官的延伸，放大鏡使視野更加清晰，溫度計使皮膚溫度的測量精確度更高，在小學科學教學中，將知覺特性與小學生的特點相結合，主要是注重知覺的選擇性和理解性，其中主要運用三種方法來進行實驗設計。

1.放大法。顧名思義就是將對象放大，使感知更加清晰明了，例如對種子內部結構的觀察，將大豆、蠶豆以及黃豆等種子浸泡一段時間，使其得到發育，胚芽、胚根等能夠顯示出來，利于學生進行解剖，這樣處理的理由是使學生能夠更加容易觀察到種子的內部結構；液體的熱脹冷縮也是同樣的道理，將裝滿某種顏色的水的燒瓶中間插入玻璃管，用橡膠塞住管口，當燒瓶受熱時，玻璃管內的液柱就會上升，將燒瓶內液體體積的變化放大為玻璃管內液柱高低的變化，也是放大法在小學科學實驗中的有效利用。

2.轉換法。將不明顯的科學現象通過轉換法變為能夠讓人清楚感知到的現象，例如，將振動的音叉觸碰水面，音叉的振動轉化為水的波紋；鼓面上放置塑料小球，鼓面的振動就可以轉化為小球的跳動等等都是轉換法在小學科學實驗中的有效利用。

3.對比法。是將兩個或者兩個以上的觀察對象進行比較觀察，通過對比使觀察對象更加突出或者是做出符合邏輯思維的判斷，例如固體會熱脹冷縮，選擇銅環和銅球進行實驗，在室溫下，銅球剛好可以穿過銅環，將銅球加熱后，銅球被銅環卡住，經過對比說明銅球受熱后體積膨脹。人的呼吸也是運用一樣的方法，將學生自然的呼吸狀態與閉嘴捏鼻子不呼吸的狀態進行對比，通過對比法，發現科學實驗中的原理，也不斷論證科學定理。

綜上所述，在小學科學的觀察實驗設計教學中，需要確定觀察對象之間的因果關系，進而通過實驗證實因果關系，運用感知法來進行觀察，培養學生的學習習慣，從而培養正確的、科學的認知，通過具體的科學實驗，使學生在驗證科學理論的同時，能夠證實科學理論與實驗之間的因果關系，從而培養學習科學的興趣，教師要根據具體的科學內容選擇合理的觀察和實驗的方法，以便學生能夠更好地進行實驗的觀察與學習，從而不斷進步。

[作者單位：太倉市朱棣文小學江蘇]endprint