科學觀察實驗設計的依據和方法

江蘇徐州市經濟技術開發區徐莊實驗小學(221000)

小學科學教學中，觀察性實驗活動不僅能夠給學生帶來直觀的感知體驗機會，還能夠培養學生良好的學習意識和習慣。因此，設計觀察實驗時，教師要對學生的認知思維有一定的認識和判斷，注意銜接學生的認知基礎，使學生在觀察體驗中形成學科能力。

一、驗證因果，激發學生的觀察興趣

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

如教學教科版小學科學四年級上冊《溫度與氣溫》時，教師設計室內外溫度比較的實驗。首先，教師提問：“什么是氣溫？”學生閱讀教材后給出答案：“空氣的溫度就是我們常說的氣溫，這是天氣現象的一個重要特征?！比缓蠼處熥寣W生估測室內外氣溫的數值，學生紛紛給出自己的判斷。最后，教師拿出溫度表，讓學生實地測量。學生經過測量得出結果：室內溫度為16℃，室外溫度為19℃。教師組織學生對估測情況進行總結，讓學生感受到驗證實驗的嚴謹性。

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

二、接軌生活，銜接學生的認知基礎

學生的科學認知基礎呈現個性化特征，所以教師要充分挖掘觀察實驗的生活化特征，將學生的生活認知和實驗內容有效銜接，提升觀察實驗的可操作性。同時，觀察實驗具有驗證特征，要求學生有所發現。教師給學生提出觀察要求時，應根據不同群體的學習認知基礎展開設計，讓不同群體的學生進行不同的觀察學習，形成更多學習成長點。

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

教師發動學生利用身邊的物體展開實驗操作，成功調動了學生參與實驗的積極性。在具體操控時，學生結合生活認知，對聲音產生的原因展開探索，找到了聲音生成原理。

三、拓展訓練，發展學生的實驗思維

設計觀察實驗訓練時，教師要考慮學生的生活認知基礎、實驗操作條件，為學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，以提升觀察實驗訓練的效果。

如教學《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。為了讓學生對運動時心跳和呼吸的影響有清晰的認知，教師讓每一個學生先測量自己安靜狀態下1分鐘的呼吸和心跳次數，然后將學生帶到操場上，分組快跑100米，讓學生測量快跑后的心跳和呼吸次數。最后對運動前后的心跳和呼吸情況進行對比，看出現了哪些變化。學生通過測量，得出結果：“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>

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

在小學科學教學中，教師要對觀察實驗展開創新設計，以提升觀察實驗的品質；要精選觀察實驗內容，提升學生學習科學的興趣，使之能夠在觀察中逐漸明晰學科內容核心，建立科學的認知體系。