科學(xué)觀察實驗設(shè)計的依據(jù)和方法

劉松

[摘 要]設(shè)計小學(xué)科學(xué)觀察實驗時，教師要對學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)展開調(diào)查，將學(xué)生的實際生活與觀察實驗結(jié)合起來，通過驗證和拓展訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的觀察興趣，發(fā)展學(xué)生的實驗思維，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]小學(xué)科學(xué)；觀察實驗；實驗設(shè)計；依據(jù)；方法

[中圖分類號] G623.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 10079068（2018）21005601

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，觀察性實驗活動不僅能夠給學(xué)生帶來直觀的感知體驗機會，還能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)意識和習(xí)慣。因此，設(shè)計觀察實驗時，教師要對學(xué)生的認(rèn)知思維有一定的認(rèn)識和判斷，注意銜接學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，使學(xué)生在觀察體驗中形成學(xué)科能力。

一、驗證因果，激發(fā)學(xué)生的觀察興趣

教師在篩選觀察實驗時，要充分考慮教學(xué)條件和學(xué)生的操作實際，對實驗情況進(jìn)行全面評估，制定切實可行的觀察實驗操作方案，讓學(xué)生順利找到驗證因果的思維突破點。

如教學(xué)教科版小學(xué)科學(xué)四年級上冊《溫度與氣溫》時，教師設(shè)計室內(nèi)外溫度比較的實驗。首先，教師提問：“什么是氣溫？”學(xué)生閱讀教材后給出答案：“空氣的溫度就是我們常說的氣溫，這是天氣現(xiàn)象的一個重要特征?！比缓蠼處熥寣W(xué)生估測室內(nèi)外氣溫的數(shù)值，學(xué)生紛紛給出自己的判斷。最后，教師拿出溫度表，讓學(xué)生實地測量。學(xué)生經(jīng)過測量得出結(jié)果：室內(nèi)溫度為16℃，室外溫度為19℃。教師組織學(xué)生對估測情況進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)生感受到驗證實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性。

案例中，教師先讓學(xué)生了解“氣溫”的概念，然后發(fā)動學(xué)生猜測室內(nèi)外的溫度，引導(dǎo)學(xué)生展開實際測量活動驗證猜想。學(xué)生通過這些觀察操作，不僅對相關(guān)概念有了更深刻的理解，而且培養(yǎng)了觀察的意識。小學(xué)生對天氣變化的敏感性不夠，設(shè)計這樣的實驗可以幫助學(xué)生樹立關(guān)注天氣的意識。

二、接軌生活，銜接學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)

學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知基礎(chǔ)呈現(xiàn)個性化特征，所以教師要充分挖掘觀察實驗的生活化特征，將學(xué)生的生活認(rèn)知和實驗內(nèi)容有效銜接，提升觀察實驗的可操作性。同時，觀察實驗具有驗證特征，要求學(xué)生有所發(fā)現(xiàn)。教師給學(xué)生提出觀察要求時，應(yīng)根據(jù)不同群體的學(xué)習(xí)認(rèn)知基礎(chǔ)展開設(shè)計，讓不同群體的學(xué)生進(jìn)行不同的觀察學(xué)習(xí)，形成更多學(xué)習(xí)成長點。

如教學(xué)《聽聽聲音》時，教師選擇的觀察實驗是使物體發(fā)出聲音。學(xué)生對聲音有一定的生活認(rèn)知，也熟悉身邊物體的發(fā)聲情況。教師先讓學(xué)生利用身邊物體制造聲音，并對這些聲音的特征進(jìn)行觀察分析，找出聲音形成的原理，特別是聲音個性形成的原因。學(xué)生根據(jù)教師的設(shè)制進(jìn)行實驗，操作熱情高漲，紛紛用手邊的物體制造聲音。有的學(xué)生拿出鋼尺，將鋼尺放在桌沿上，用力彈撥鋼尺，使鋼尺發(fā)出特別的響聲；也有的學(xué)生打開課文，快速翻動紙張，使紙張發(fā)出聲音；還有的學(xué)生拿出皮筋使勁抻拉，使皮筋彈出聲音。經(jīng)過一番觀察操作，學(xué)生對身邊物體產(chǎn)生的聲音有了一定的認(rèn)知。有學(xué)生說：“物體在振動時發(fā)出聲音，振動頻率不一樣，聲音的大小粗細(xì)也不一樣?！薄?/p>

教師發(fā)動學(xué)生利用身邊的物體展開實驗操作，成功調(diào)動了學(xué)生參與實驗的積極性。在具體操控時，學(xué)生結(jié)合生活認(rèn)知，對聲音產(chǎn)生的原因展開探索，找到了聲音生成原理。

三、拓展訓(xùn)練，發(fā)展學(xué)生的實驗思維

設(shè)計觀察實驗訓(xùn)練時，教師要考慮學(xué)生的生活認(rèn)知基礎(chǔ)、實驗操作條件，為學(xué)生提供更多的觀察機會；要注意篩選觀察信息資源，有針對性地取舍，以提升觀察實驗訓(xùn)練的效果。

如教學(xué)《運動起來會怎樣》一課時，教師選擇的實驗是測量心跳和呼吸。為了讓學(xué)生對運動時心跳和呼吸的影響有清晰的認(rèn)知，教師讓每一個學(xué)生先測量自己安靜狀態(tài)下1分鐘的呼吸和心跳次數(shù)，然后將學(xué)生帶到操場上，分組快跑100米，讓學(xué)生測量快跑后的心跳和呼吸次數(shù)。最后對運動前后的心跳和呼吸情況進(jìn)行對比，看出現(xiàn)了哪些變化。學(xué)生通過測量，得出結(jié)果：“運動前，我每分鐘呼吸26次，每分鐘心跳70次；運動后，我每分鐘呼吸45次，每分鐘心跳102次。這樣看來，運動對心跳和呼吸的影響是挺大的?！薄?/p>

學(xué)生對自身的了解是非常有限的，教師利用這種實驗展開訓(xùn)練，對提升學(xué)生的科學(xué)意識有重要意義。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要對觀察實驗展開創(chuàng)新設(shè)計，以提升觀察實驗的品質(zhì)；要精選觀察實驗內(nèi)容，提升學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，使之能夠在觀察中逐漸明晰學(xué)科內(nèi)容核心，建立科學(xué)的認(rèn)知體系。

（特約編輯 木 清）