淺談科學實驗教學中學生觀察能力的培養

摘要：科學是一門以實驗為基礎的學科，而觀察是實驗中的重要環節。觀察能力的提高，有助于學生加深對科學基礎知識的理解，有助于發展學生的思維能力，從而達到提高學生的科學素養的目的。本文就針對科學實驗教學中學生觀察能力的培養進行闡述。

關鍵詞：科學；實驗教學；觀察能力：培養

科學是一門以實驗為基礎的學科，而觀察是實驗中的重要環節。實驗裝置的安裝、實驗程序的排列、實驗現象的剖析、實驗數據的讀取、實驗誤差的分析等過程都離不開觀察。觀察能力的提高，有助于學生加深對科學基礎知識的理解，有助于發展學生的思維能力，從而達到提高學生的科學素養的目的。因此，在科學實驗教學中重視對學生觀察能力的培養具有重要的意義。本文就針對科學實驗教學中學生觀察能力的培養進行闡述。

一、圍繞實驗目的，培養學生觀察能力的定向性

實驗中的觀察，都要有一定的目的。只有有目的地觀察，才能深入、細致、有效。因此，在實驗過程中必須圍繞實驗目的，積極運用心理學中的“注意”規律，把學生的觀察活動引向正確的軌道。“注意”是心理活動對客觀研究對象的指向和集中，培養觀察能力的定向性就是要強化“有意識的注意”，盡量減弱“無意識注意”的影響，使觀察有明確的目的。例如，在氫氣還原氧化銅實驗時，教師除了要交待學生如何操作外，還應指導學生如何觀察，觀察哪幾個地方，然后教師再進行操作，使學生通過對該實驗的儀器、藥品、操作和現象的觀察，掌握氫氣有關還原性的知識和做該實驗必須要注意的地方。

二、嚴格操作規程，培養學生觀察能力的有序性

觀察能力的有序性是指實驗操作要有一定的順序。這個順序的編排首先必須注意到知識本身的邏輯性，只有依據知識的前后順序，順理成章進行科學性和可行性的編排，才能得出正確的實驗結論，反之就不能達到實驗目的。例如在“溫度的測量”中我們為了說明不能利用人體感覺，必須用溫度計來測量溫度的道理，安排了這樣一個實驗：取三盆溫度不同的水，請一個同學將左手浸在熱水中、右手浸在冷水中，停頓片刻后將雙手同時浸入溫水中，則學生會感到左手浸在冷水中，右手浸在熱水中。對同一盆水雙手的感覺都不一樣，這就清楚地說明了單憑人體直覺是無法測量溫度的。但是如果把實驗順序編排錯了，開始將雙手浸入溫水中，經過一段時間后，左、右手分別浸入熱水和冷水中，學生就能得出左手浸在熱水中，右手浸在冷水中的正確判斷，這樣就達不到實驗的目的。又比如“探究溫度對酶活性的影響”，需要進行如下實驗操作：(1)取3支試管，編號并各注入2毫升淀粉溶液；(2)向各試管注入1毫升淀粉酶溶液，搖勻后。再將3支試管分別放在冰塊、沸水和37℃水中維持溫度5分鐘；(3)向各試管滴入1滴碘液；(4)將3支試管分別放在冰塊、沸水和37℃水中維持溫度5分鐘；(5)觀察實驗現象。其實驗操作步驟最合理的順序為：(1)—(4)—(2)—(3)—(5)。可見實驗操作的順序，也是不能隨意排列的。其次，在編排操作原理時，還必須考慮學生的認知水平和接受能力，實驗操作的設計要符合由淺入深、由特殊到一般的思維順序，使學生的觀察能力得以逐步提高。

三、運用對比手段，培養學生觀察能力的敏銳性

觀察實驗能培養學生的能力，但是由于觀察只能起到接受信息的作用，人腦接受到的各種信息中，既有本質的有用信息，也有大量非本質的無用的信息，必須對它們進行篩選、加工。抽取其本質的可用的部分，這就要求觀察者具有敏銳的觀察力。這種敏銳的觀察力，學生往往不是一開始就具備的，需要我們運用多種方法加以培養鍛煉。科學實驗教學中較常使用的比較法，特別是對比這種手段，對同一研究對象采用不同的實驗方法，比較其異同。將能去偽存真、由表及里，抓住事物的本質，實驗時可以用對比手段來加強對學生觀察能力敏銳性的培養。同時，實驗室中做實驗能培養學生敏銳的觀察能力。但學生學習的課堂決不單純是實驗室，還應包括日常生活這個大課堂。所以我們還應常常讓學生把實驗現象與日常生活中積累的感性認識進行比較，引導他們從生活中常見的現象中探索事物的本質。例如，在講授“大氣的壓強”而做“水杯—硬紙片”實驗時，我們首先讓學生根據日常經驗猜想硬紙片會不會掉下來。再演示這個實驗。當學生看到硬紙片不會掉下來時，無不感到新奇有趣，我們因勢利導讓學生分析硬紙片為什么會與日常經驗相違背不掉下來，再引導學生分析如果杯里只盛少量水或沒有水時硬紙片會不會掉下來。如果雖有滿杯水，但用小刀片把硬紙與杯口接觸處撬開一個小口子，硬紙片會不會掉下來，再進行演示，使學生對大氣壓強有一個比較清晰的認識。然后又讓學生思考實驗與日常生活中哪些現象比較相似。學生紛紛舉手要求發言，有的學生說鋼筆吸墨水就是大氣壓強把墨水壓進鋼筆的；有的學生說茶壺蓋上有個小孔就是為了讓空氣進去以便讓壺內的水倒出，等等。通過學生的討論，使學生的視野得到了拓寬，為今后能敏銳、細致、深入地觀察周圍一切打下了良好的基礎。同時，對于那些現象不甚明顯的實驗，還可用多媒體等現代的電教手段，化靜為動，化小為大，這對提高學生觀察能力的敏銳性是大有裨益的。

四、創造實驗條件，提高學生觀察能力的全面性

提高觀察能力并非教學的目的和歸宿。而是要通過觀察積累大量的感性材料形成概念。因此，必須運用變式觀察，即從各個不同角度、不同情況加以觀察，這就要提高全面的觀察力。例如，在講授“沸騰”時做了如下實驗：在大燒杯中放一盛水的小試管，用酒精燈加熱燒杯，用兩支溫度計分別測量燒杯和試管中的水溫，待燒杯和試管中的水溫都達到100℃時，同學們觀察發現大燒杯中的水不斷地沸騰，而試管中的水溫雖為100℃，卻并沒有沸騰，這個實驗反映了液體沸騰和熱傳遞產生的條件：液體溫度必須達到沸點，沸點后還必須繼續吸熱才能沸騰，發生熱傳遞必須有溫度差。這就改變了學生頭腦中的達到沸點就能沸騰這一片面認識。這種用創造實驗條件，讓學生全面觀察實驗現象形成正確概念的方法是科學教學中必須提倡的。又比如，在觀察鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，只知看那美麗的、光亮的火星四射，顧不得感知過程中在放熱，也沒看到容器底有少量的水或細沙。更不理會生成物的色、態。那么，雖經一番觀察，卻不能形成完整的燃燒概念。對四氧化三鐵的色態也不能描述。若此時叫學生自己親自進行物質的燃燒實驗時，就會出現被燙傷事故或儀器炸裂等事故。而這種概念掌握不好和操作技能不高形成的原因，就是不能系統地進行全面性的觀察，是觀察能力薄弱的表現。

總之，實驗所提供的大量豐富的素材靠觀察來獲取。在科學實驗教學中重視提高學生觀察能力的定向性、有序性、敏銳性、全面性，會對科學教學質量的提高和學生學習能力的培養起到良好的推動作用。

(武義縣武剛中學)