观察实验的设计与改善

〔摘 要〕 在小学科学教学中，教师应细致化设计观察实验教学活动，确保小学生能够通过仔细观察日常生活，强化对科学知识的理解与应用，让学生运用科学的方式逐渐掌握课堂上所学习到的科学知识，培养小学生形成良好的科学精神。小学生的理解与认知能力有限，而教师遵循学生客观发展规律，借助科学观察实验的设计，能够不断提高小学生的科学认知与理解水平。本文分析研究在小学科学教学活动中，教师应如何优化观察实验设计的基本细节和结构，以提升科学学科教学水平和教学质量。

〔关键词〕 小学科学；观察实验；设计；改善

〔中图分类号〕 G424 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1674-6317 （2024） 22 079-081

在科学教学中开展观察实验可以有效提升学生的综合能力，让学生可以将所学知识进行运用。在实验过程中，教师可以引导学生进行思考与观察，让学生可以从不同视角进行问题的分析，从而实现观察实验的目标。教师还需通过创新教学的方式，让学生可以在观察实验中主动学习，锻炼学生独立思考的能力，提升学生的观察与探究能力。

一、观察实验设计的依据

首先，需要遵循生活化原则。教师要引导学生通过实践认识并掌握相关的知识，可以选择与实际情况相符合的教育素材，利用融入日常生活的方式，激发学生的个人经验。这样有助于学生更深入地了解和领悟实验中的各种情况，进而提升自己的认知水平及学习效果。

其次，需要遵循自主化原则。为了促进学生思考能力的进步与发展，教师必须让学生独立地执行试验观测任务。同时，教师也需意识到这一点的重要性，并在合适的条件下创造出有利于学生自我探索的环境以培养其自学能力，让学生体验到从被动的观察转变为积极参与的快乐，以提高其学习水平及整体素质。

最后，需要遵循交互化原则。由于生活经历、理解力等多方面的因素，导致学生个体间的差异。因此，当学生参与实验观察时，他们所获得的信息和推断结果也会有所区别。为了克服这种差异并促进学生成长，教师需要鼓励学生之间展开讨论与互动，从而激发其思想火花，推动全体学生共同发展。

二、观察实验在学生科学认知过程中的作用

在观察实验开展的过程中，教师需让学生理解观察实验的目标，以及让学生认识到科学实验的重点。在进行观察实验中，科学认识的第一阶段是让学生通过观察和实验，可以从客观事实中发掘科学知识，了解科学事实。第二阶段是从科学事实到科学知识，这是一种逻辑方法。第三阶段是从科学知识到科学理论的阶段。在这一阶段，学生运用更为复杂的逻辑思维方法，在科学知识的基础上对科学理论进行逻辑建构，形成一个普遍的、结构化的、系统的知识体系。最后是对科学理论的实际应用，让学生利用科学知识预测和解释生活中的科学现象，同时通过一定的方式创新相应的产品。客观事实、科学事实、科学认识、科学理论、科学应用、新科学认识、新科学理论，人类认识科学的过程也是一个不断发展和深化的过程。

三、观察实验的设计与改善

（一）发掘学生的潜力

科学课的学习空间不仅仅在课堂内，还要让学生接触生活，接触社会。观察、实验教学的落实，教学器材缺乏的难题，如果用拓展学生学习科学的时间和空间的观念来思考，或许能得到较好的求解。

1.发挥学生的主体作用

新课程标准强调了“学生是科学教育的核心”的观点，因此，我们必须积极地展示和鼓励学生的自主性和开发他们的潜在能力。

以青岛版小学五年级下学期《科学》课程为例。其一章的主题是关于“生成新物质”的研究。该部分的主要任务在于指导学生对新物质的产生进行观测，例如切开梨子、用白醋泡蛋，观察其变化过程。在此过程中，教师需要思考以下三个关键环节：首先，应寻找校园及学生日常生活中适宜实施此项学习的环境，尽可能地扩大学生的探索空间；其次，需依据实际情况设定学生实验的时间、场所及其具体操作规范；最后，鼓励学生按照预设计划，结合自身情况开展一系列实证调查活动。同时，我们还必须注意到一些重要细节：确保活动的场地安全且易于控制，充分利用学生及其家庭、社区成员的力量；在整个过程中，不仅有教师的监督，也应该听取学生的意见。

2.以问题引导提升学生观察水平

在小学科学观察实验中，教师需重视问题引导，让学生可以在实验过程中形成一定的思维逻辑。教师也要通过合理的问题设置，引导学生在实验中进行思考，通过探究与实际操作解决问题，锻炼学生解决问题的能力以及思辨能力。由于小学科学观察实验对学生的思维能力要求较高，教师通过问题引导，可以让学生由浅入深地进行问题的思考，学生可以提问，在良好的学习氛围中进行知识的掌握。此外，学生通过观察实验验证问题，从而习得科学知识，养成良好的学习习惯，形成良性的教学循环，使科学教学按照计划有效开展，培养学生的综合素养与能力。

例如，在小学科学实验中讲解季节和气候的相关知识时，教师可以先向学生介绍各个季节的气候情况，使学生对这一知识有基础性的了解，之后结合教学内容提出相关的科学知识问题：冬天时的静电现象比夏天频繁，这是为什么呢？学生通过思考，结合自己的经验与知识积累，对问题进行分析。此时，教师可以组织开展科学观察实验，利用丝绸、毛皮等材料，在木尺上悬挂两只充气气球，将气球与丝绸、毛皮进行相互摩擦，引导学生观察摩擦后会出现什么现象。在问题引导下，学生注意力被吸引，全身心投入观察实验中，了解静电现象，并深入思考，掌握知识，完成学习任务。

（二）调动学生的感知能力

1.根据学生的感知特点设计观察实验

小学是学生的启蒙阶段，这一阶段的学生各方面能力较弱，对生活的认知和基础知识也比较弱。在这种情况下，教师需根据学生的实际情况设置观察的目标，在实验中充分调动学生的感知能力，保证学生可以有效地观察到实验的变化。在设计观察实验时，教师在了解学生感知能力的同时还需了解学生对科学知识的掌握程度，从而设置符合学生认知的实验，从而实现学习和探索的目的。观察实验的设计主要是根据学生的感性特点进行的，其主要有以下三种方法：一是放大法。是将观察到的实验对象有效放大，使学生能清晰地感受到物体的结构特征。二是转变方法。主要是把观察对象由不清楚变为清晰。三是比较法。为了使判断更准确，学生必须进行比较实验。

2.以生活实践知识设计观察实验

小学科学学科活动开展的主要目的，是引导小学生通过观察事物的内在规律，实现对生活的细致体会。所以，最高质量的实验观察材料，往往都与日常生活有着紧密相连的关系。小学生对于身边的未知事物通常具有好奇心和求知欲，愿意通过主动探究的方式，进行新知识的挖掘。因此，小学科学教师应遵循小学生的心理发展特点，运用生活实践元素丰富小学科学观察实验内容，激发学生产生浓厚的观察兴趣和观察热情，让学生逐渐养成良好的观察习惯。

例如，当教授《生物与环境》这门课程的小学科学教师，引导学生在学校里研究植物的时候，可以通过提问激发学生的兴趣：“树叶K+/dmJVYggT7QBrOxXW1+cDTx5AJielHnmLso/U7jAQ=有几种分类方式？它们的特征是什么？”“花的每个部分有多少片花瓣呢？为什么有些植物会比其他植物高且粗壮，而另一些则相对较细弱？”这样，学生就能从解答这些问题的过程中发现并归纳出植物的一般特性。最后，教师还需对学生的回答做出反馈，以确保他们在探索的过程中始终保持明确的目标和前进的方向，从而提高教学效果。

例如，在学习《地震》一课时，可以引导学生一起做一个模拟实验，在实验中不断通过观察内化知识，通过简单的实验观察强化认知。具体来说，在教师的引导下，学生通过按压给毛巾施加压力，毛巾产生褶皱，这便是模拟岩层受到压力而产生褶皱从而观察地壳褶皱形成的过程。

（三）优化教学模式

1.借助多媒体模拟，激发学生观察兴趣

多媒体教学的普及，为科学课堂增添了不少生机。科学知识来源于自然，也来源于生活，它不仅可以通过书本呈现给学生，还可以通过现代传媒的形式呈现出来。因此，教师要运用好多媒体教学技术以优化课堂教学。

例如，在教学《地球与地表》这一内容时，如果只是照本宣科地向学生讲解课本知识，学生难以对地球内部构造和运动有较为全面的了解。于是，教师利用多媒体优势，通过一个视频短片向学生介绍地球的内部结构，从而让他们直观地感受地球结构。这样的观察方式，有利于让学生了解地球的内部结构，学生就可以形成较为全面的认识。接着，教师又借助多媒体让学生观看一些危险的观察实验。教师提前在互联网上搜集了很多与地球地壳运动相关的火山爆发的教学视频片段，学生通过观看非常直观地了解并认识到地球内部和表面是时刻发生变化的这一客观事实，进而激起对地球的好奇心和探索地球的欲望。

2.选择性种植植物，便于学生更好地观察

在选择种植植物种类时，教师可以根据实验需求，选择相应的植物品种。如观察期较长的实验，可选择向日葵等植物；如需要不易采集的植物或观察植物种子的传播途径，则可以选择凤仙花等植物。另外，教师可以选择一些学生可以参与种植的品种，如藤蔓类植物；适合采摘实践的植物，如瓜果类植物，根据种植条件及观察实验需求选择品种，引导学生观察植物的根茎叶变化。在开展科学观察实验过程中，教师应充分发挥引导者的作用，向学生提出引导性问题，使学生可以找到观察的重点，遇到问题时能够快速解决，从而锻炼学生的思维能力和解决问题能力，培养学生自主探究、细心观察的好习惯。

例如，在小学科学观察实验中讲解“植物与天气的关系”时，教师可以设置引导性的问题：植物晴天光照充足时的成长状态如何，如阳光过于充足，植物是否被晒蔫；在阴天下雨时，由于雨水冲击，植物是否受到影响；天气寒冷，植物是否会被冻死，植物的根茎会发生怎样的变化……通过问题设置，学生可以找到探索的方向，在观察植物成长时也会更加细心，对植物习性的了解也会更全面，在理解植物与天气的关系时会更透彻，根据天气情况的不同，可以及时采取有效措施应对问题，提升学生的责任感，树立学生的学习自信心。

综上所述，小学科学是小学教育中的基础性学科，其对于培养学生三观具有十分重要的意义。通过观察实验，小学生可以正确认识科学现象。以植物种植为载体，学生可以观察植物成长过程，了解科学知识，满足求知欲望，掌握植物种植技巧，认识植物生长习性以及相关问题。学生在观察、照顾植物的过程中，责任意识增强，对生态平衡了解增多，综合素养一定能有所提升。

参考文献

[1]关欣.小学科学教学中观察实验设计的相关探讨[J].天天爱科学（教学研究），2021（6）：67-68.

[2]屠国平.科学课教学观察实验设计的依据和方法[J].小学科学（教师版），2020（10）：54