观察实验在小学科学教学中的设计依据和方法

张敏

观察实验是小学科学教学中的主要探究方式，学生在教师的带领下进行科学学习，要遵循科学的依据来设计观察实验，合理安排实验的内容，从而培养学生的观察思维能力，促进科学学习。观察实验是小学科学的重要组成部分，其能够激发学生的学习兴趣，促使学生更喜欢学习小学科学，养成正确的学习方法。

一、观察实验在小学科学教学中的作用

小学科学的教学以探究性学习为主，观察实验是科学学习的重要部分，引导学生通过学习，学会观察周围事物，学会从物质的变化中去发现科学的秘密，掌握科学的规律。科学理论是基于事实而言的，有客观事实和科学经验事实两种状态。小学生接触的面比较窄，因此对科学认识比较弱，观察实验对加强小学生的知识认识起到了很好的作用。观察实验可以证实科学理论的合理性，教师带领学生对某一特定的事物进行观察与实验，加强对书本中科学知识的理解，同时也是对科学理论的检验；观察实验也可以使学生加深对科学理论的认知程度，小学生正处于好奇心很强的年龄，观察实验很容易吸引其注意力，提高动脑能力，促进学生对科学理论的深入探究与理解。如在高锰酸钾溶解的观察实验中，引导学生对高锰酸钾颗粒在水中的变化进行充分观察，有助于学生对溶解有正确的理解和认识。

二、证实因果关系的观察与实验设计

在小学科学的教学中，常常应用演绎法来提高可信度，证实因果关系的观察与实验设计，就是以一般性科学原理为大前提，提供与一般性科学原理性练习的观察实验实例，使通过观察得到的结论与科学原理相一致，从而证实科学原理的正确性，例如“物体受热膨胀，铜球作为物体被加热，物体受热膨胀”，这就是从思维的角度进行的演绎推理。我们假设一个大前提，即“物体受热膨胀”，把准备好的铜球加热，观察加热后的铜球的体积的变化，由于固体热膨胀，加热后的效果不明显，所以一般添加一个铜环，在室温下，铜球刚好可以从铜环中穿过，而加热后的铜球却不能从铜环中穿过，得到结论，加热后的铜球体积变大，这个例子就是应用因果关系的观察实验设计的演绎法，其目的是证实科学原理，增加其可信度，若实验结果与科学原理相悖，则提出质疑，促进科学原理的不断完善与科学的不断进步。

三、利用与促进知觉选择性和理解性的观察与实验设计

小学科学观察与实验设计必须要考虑到小学生的感觉知觉特点与规律，因此，在实验设计中，应达到能够更好地感知。知觉是客观事物直接作用于感官而在头脑中产生的整体事物的认识，人们对事物的看法、感觉，对实验的影响是很大的，只有将知觉这一因素考虑在实验范围之内，才能更好地进行实验，观察仪器与测量仪器的应用，就是人类感官的延伸，放大镜使视野更加清晰，温度计使皮肤温度的测量精确度更高，在小学科学教学中，将知觉特性与小学生的特点相结合，主要是注重知觉的选择性和理解性，其中主要运用三种方法来进行实验设计。

1.放大法。顾名思义就是将对象放大，使感知更加清晰明了，例如对种子内部结构的观察，将大豆、蚕豆以及黄豆等种子浸泡一段时间，使其得到发育，胚芽、胚根等能够显示出来，利于学生进行解剖，这样处理的理由是使学生能够更加容易观察到种子的内部结构；液体的热胀冷缩也是同样的道理，将装满某种颜色的水的烧瓶中间插入玻璃管，用橡胶塞住管口，当烧瓶受热时，玻璃管內的液柱就会上升，将烧瓶内液体体积的变化放大为玻璃管内液柱高低的变化，也是放大法在小学科学实验中的有效利用。

2.转换法。将不明显的科学现象通过转换法变为能够让人清楚感知到的现象，例如，将振动的音叉触碰水面，音叉的振动转化为水的波纹；鼓面上放置塑料小球，鼓面的振动就可以转化为小球的跳动等等都是转换法在小学科学实验中的有效利用。

3.对比法。是将两个或者两个以上的观察对象进行比较观察，通过对比使观察对象更加突出或者是做出符合逻辑思维的判断，例如固体会热胀冷缩，选择铜环和铜球进行实验，在室温下，铜球刚好可以穿过铜环，将铜球加热后，铜球被铜环卡住，经过对比说明铜球受热后体积膨胀。人的呼吸也是运用一样的方法，将学生自然的呼吸状态与闭嘴捏鼻子不呼吸的状态进行对比，通过对比法，发现科学实验中的原理，也不断论证科学定理。

综上所述，在小学科学的观察实验设计教学中，需要确定观察对象之间的因果关系，进而通过实验证实因果关系，运用感知法来进行观察，培养学生的学习习惯，从而培养正确的、科学的认知，通过具体的科学实验，使学生在验证科学理论的同时，能够证实科学理论与实验之间的因果关系，从而培养学习科学的兴趣，教师要根据具体的科学内容选择合理的观察和实验的方法，以便学生能够更好地进行实验的观察与学习，从而不断进步。

[作者单位：太仓市朱棣文小学江苏]endprint