科学观察实验设计的依据和方法

刘松

[摘 要]设计小学科学观察实验时，教师要对学生的认知基础展开调查，将学生的实际生活与观察实验结合起来，通过验证和拓展训练，激发学生的观察兴趣，发展学生的实验思维，提升学生的科学素养。

[关键词]小学科学；观察实验；实验设计；依据；方法

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 10079068（2018）21005601

小学科学教学中，观察性实验活动不仅能够给学生带来直观的感知体验机会，还能够培养学生良好的学习意识和习惯。因此，设计观察实验时，教师要对学生的认知思维有一定的认识和判断，注意衔接学生的认知基础，使学生在观察体验中形成学科能力。

一、验证因果，激发学生的观察兴趣

教师在筛选观察实验时，要充分考虑教学条件和学生的操作实际，对实验情况进行全面评估，制定切实可行的观察实验操作方案，让学生顺利找到验证因果的思维突破点。

如教学教科版小学科学四年级上册《温度与气温》时，教师设计室内外温度比较的实验。首先，教师提问：“什么是气温？”学生阅读教材后给出答案：“空气的温度就是我们常说的气温，这是天气现象的一个重要特征。”然后教师让学生估测室内外气温的数值，学生纷纷给出自己的判断。最后，教师拿出温度表，让学生实地测量。学生经过测量得出结果：室内温度为16℃，室外温度为19℃。教师组织学生对估测情况进行总结，让学生感受到验证实验的严谨性。

案例中，教师先让学生了解“气温”的概念，然后发动学生猜测室内外的温度，引导学生展开实际测量活动验证猜想。学生通过这些观察操作，不仅对相关概念有了更深刻的理解，而且培养了观察的意识。小学生对天气变化的敏感性不够，设计这样的实验可以帮助学生树立关注天气的意识。

二、接轨生活，衔接学生的认知基础

学生的科学认知基础呈现个性化特征，所以教师要充分挖掘观察实验的生活化特征，将学生的生活认知和实验内容有效衔接，提升观察实验的可操作性。同时，观察实验具有验证特征，要求学生有所发现。教师给学生提出观察要求时，应根据不同群体的学习认知基础展开设计，让不同群体的学生进行不同的观察学习，形成更多学习成长点。

如教学《听听声音》时，教师选择的观察实验是使物体发出声音。学生对声音有一定的生活认知，也熟悉身边物体的发声情况。教师先让学生利用身邊物体制造声音，并对这些声音的特征进行观察分析，找出声音形成的原理，特别是声音个性形成的原因。学生根据教师的设制进行实验，操作热情高涨，纷纷用手边的物体制造声音。有的学生拿出钢尺，将钢尺放在桌沿上，用力弹拨钢尺，使钢尺发出特别的响声；也有的学生打开课文，快速翻动纸张，使纸张发出声音；还有的学生拿出皮筋使劲抻拉，使皮筋弹出声音。经过一番观察操作，学生对身边物体产生的声音有了一定的认知。有学生说：“物体在振动时发出声音，振动频率不一样，声音的大小粗细也不一样。”……

教师发动学生利用身边的物体展开实验操作，成功调动了学生参与实验的积极性。在具体操控时，学生结合生活认知，对声音产生的原因展开探索，找到了声音生成原理。

三、拓展训练，发展学生的实验思维

设计观察实验训练时，教师要考虑学生的生活认知基础、实验操作条件，为学生提供更多的观察机会；要注意筛选观察信息资源，有针对性地取舍，以提升观察实验训练的效果。

如教学《运动起来会怎样》一课时，教师选择的实验是测量心跳和呼吸。为了让学生对运动时心跳和呼吸的影响有清晰的认知，教师让每一个学生先测量自己安静状态下1分钟的呼吸和心跳次数，然后将学生带到操场上，分组快跑100米，让学生测量快跑后的心跳和呼吸次数。最后对运动前后的心跳和呼吸情况进行对比，看出现了哪些变化。学生通过测量，得出结果：“运动前，我每分钟呼吸26次，每分钟心跳70次；运动后，我每分钟呼吸45次，每分钟心跳102次。这样看来，运动对心跳和呼吸的影响是挺大的。”……

学生对自身的了解是非常有限的，教师利用这种实验展开训练，对提升学生的科学意识有重要意义。

在小学科学教学中，教师要对观察实验展开创新设计，以提升观察实验的品质；要精选观察实验内容，提升学生学习科学的兴趣，使之能够在观察中逐渐明晰学科内容核心，建立科学的认知体系。

（特约编辑 木 清）