小學科學教育觀察實驗設計的相關思考

陳楊仁

【摘 要】 小學階段的科學教育，更多的是以實驗觀察為基礎的實踐型學科。展示的目的就是為了更好的讓學生們觀察，為了觀察能夠起到更全面的效果，對實驗的設計就顯得尤為重要。好的實驗設計有利于老師因地制宜的講授實驗的基本原理，使得晦澀難懂的科學理論變得通俗易懂，讓學生們將所展示的實驗內(nèi)容與知識融會貫通，達到實驗的目的。

【關鍵詞】 小學科學教育? 觀察實驗? 設計

引言：小學作為科學啟蒙的基礎和關鍵階段，科學教育的普及必不可少。考慮到學生的年齡以及接受能力，用簡單、易操作的實驗讓學生學習科學現(xiàn)象和原理是比較合適的。但是，目前小學科學教育實驗過程還存在不少的問題，諸如一些學校或地區(qū)實驗設備簡陋、實驗設計過于復雜難以實施、實驗理論抽象學生難以理解等問題，這些問題嚴重影響著小學科學教育觀察實驗。因此，要做出有針對性的措施來對實驗的各個階段進行科學引導與有效調(diào)整。

一、應用高科技手段升級小學科學教育觀察實驗的設備

首先，提升實驗設備的軟件實力，要積極利用互聯(lián)網(wǎng)、AI技術、人工智能等新興的前沿科技，增強觀察實驗的前沿性。比如科教版的小學科學5年級下冊關于《熱》這個單元的第6課：熱是如何傳導的。這節(jié)課老師傳統(tǒng)的講授方法是將數(shù)根火柴用膠水粘在鐵絲上面，每根火柴之間的距離相等，然后在不遠處用一個酒精燈加熱鐵絲，就可以觀察到火柴會按照熱傳遞的順序一根一根掉落，進而觀察出以火柴掉落順序為代表的熱量傳導方向。但是這種實驗方式由于使學生近距離接觸明火，老師不易控制實驗的整體或部分進度，非常容易使得學生受傷。在這種情況下，老師可以為每位學生配備VR眼鏡，不僅有效的避免了可能導致的受傷，更大大提升了展示的效果。其次，提升實驗設備的硬件能力，硬件能力是多方面的，主要是指實驗室的安全、實驗環(huán)境的舒適，實驗器材的完備等。對于實驗室的安全，要增添滅火器材，報警器材，添加攝像頭等常規(guī)硬件設置來確保實驗過程的順利進行，也要為學生進行實驗安全的教育，提升學生的安全意識。對于實驗環(huán)境的舒適，就是要配置一體化的實驗桌椅，而不是將零散的課桌臨時拼湊。對于實驗器材的完備，是要求實驗器材的完整，應當包括無菌工作臺、白手套、橡膠手套、護目鏡、精度游標卡尺、精度量桶、精確刻度的天平以及與之配套的砝碼，必要時還需準備白大褂和防毒面具，真正做到無安全，不實驗。

二、簡化小學科學教育觀察實驗的設計流程，提升實驗的可操作性和展示性

首先，要簡化實驗的設計流程。在傳統(tǒng)科學教學中，關于觀察實驗的設計流程過于繁瑣，使得實驗緣木求魚，難以達到真正想要的教學效果。比如，熱脹冷縮現(xiàn)象的展示實驗，按照傳統(tǒng)的實驗方式，老師會準備非常多的瓶子、罐子，以及三種液體，而且這三種液體不能是同一種溫度，同時，還必須保證錐子形燒瓶的接口與氣球嚴格密封。雖然實驗設置看似完整，但是實驗效果難以達到老師所預想的震撼性，學生很難直觀的有強烈印象，復雜程度很高，教學效果很低。為了改變這種現(xiàn)象，關于空氣熱脹冷縮現(xiàn)象的實驗中，老師應該只保留已經(jīng)粘連完好的氣球，摒棄浪費成本又欠缺實驗效果的錐形瓶。老師只需將粘連有氣球的燒瓶依次放入不用水溫中觀察氣球體積變化即可。只要瓶內(nèi)溫度上升，瓶內(nèi)空氣體積就膨脹，紅色小氣球就會吹起，這就說明溫度升高會使體積膨脹;只要瓶內(nèi)溫度下降，瓶內(nèi)空氣體積就縮小，紅色小氣球就會干癟，這就說明溫度下降，會使體積縮小。其次，老師要提升實驗的可操作性和觀賞性，我們很多的實驗操作起來過于繁瑣，尤其是小學的學生動手能力本身就有待提高，如果給予較為復雜的實驗步驟，會打擊他們的試驗積極性，起到適得其反的效果;與此同時，要使實驗具有觀賞性，要讓實驗的結果切實可見，要給學生的內(nèi)心留下震撼的印象，進而激發(fā)同學探索科學的熱情與興趣。

三、要將紛繁復雜的實驗理論化繁為簡、化難為易

要因地制宜的變更實驗材料，不能生搬硬套。在傳統(tǒng)的浮力展示課中，老師要求學生分別記錄下沉砝碼所受到的浮力情況。這就愁壞了學生們，因為有的砝碼只是小部分放入水中，而有的砝碼是全部埋入水中，有的砝碼大部分放入水中，這種多類型的實驗學生很難把握情況。因此做這個實驗，老師可以變更一下實驗的器材，可以因地制宜地把三節(jié)電池連在一起，一節(jié)電池伸入水中為小部分進入，兩節(jié)電池伸入水中為大部分進入，三節(jié)電池伸入水中則為全部進入，這樣可以使學生直觀的把握伸入水中電池的比例以及背后所關聯(lián)的浮力，可以讓孩子們迅速的發(fā)現(xiàn)物體在水中浮力變化的基本規(guī)律。小學階段的學生思考能力正在從抽象向形象階段過渡，引導他們思維能力的提升需要循序漸進，變僵硬為生動，教學方式要有的放矢。

總結：小學科學教育觀察實驗設計，就是要求老師利用互聯(lián)網(wǎng)、AI技術、人工智能能新興的高科技手段升級實驗設備;要簡化實驗設計流程，提升科學實驗的可操作性與展示性;要將紛繁復雜的實驗理論化繁為簡、化難為易，使學生能夠學懂弄通。

參考文獻

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