科學課教學觀察實驗設(shè)計方法分析

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摘要：觀察是最基本的科學研究方法之一，而實驗觀察則是科學發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)。開展科學教學觀察活動能夠有效提升學生的綜合素養(yǎng)，并使學生對自然、科學、社會產(chǎn)生更加深刻的認識。教師應認識到科學教學中觀察實驗的重要性，以學生知覺特性為依據(jù)展開觀察實驗設(shè)計，讓學生探尋和驗證因果關(guān)系。

關(guān)鍵詞：科學課；實驗設(shè)計；觀察；依據(jù)；方法

近年來，學校教學質(zhì)量不斷上升，對科學教育的重視程度也越來越高?？茖W是以實驗為基礎(chǔ)的學科，讓學生通過親身參加實驗獲得知識是提升科學實驗教學的關(guān)鍵，而觀察為科學發(fā)現(xiàn)捕捉信息、積累認識，為推理和判斷奠定基礎(chǔ)。本文從科學教學觀察實驗開展的具體情況出發(fā)，從多個角度分析科學教學觀察中需要使用的有效方法，在此基礎(chǔ)上提出相對應的科學建議。

一、科學教學中觀察實驗的重要性

在探究科學知識的過程中，具備良好的科學思維至關(guān)重要，而良好的科學思維依賴于良好的科學現(xiàn)象觀察能力。教師應在科學教學中合理設(shè)計觀察實驗，不是以教學內(nèi)容為主體，而是以學生的科學思維培養(yǎng)為主要依據(jù)，引導學生從不同的方面對實驗現(xiàn)象進行分析，培養(yǎng)學生的邏輯思維，提高科學教育效果。觀察實驗是一種基礎(chǔ)、全面的教學活動，能讓學生更有探究興趣，使得學生更容易接受教師所傳授的知識，提高學習樂趣，達到教學目的。在設(shè)計觀察實驗的過程中，教師應該充分了解科學知識運用在實際生活中的典型例子，并通過相應的科學思維進行科學事實分析。在因果關(guān)系分析過程中，教師應讓學生通過不同的實驗觀察結(jié)果，確定科學現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，提升學生的探究意識以及科學素養(yǎng)。實驗教學的目的就是在完善學生的理論知識的基礎(chǔ)上進行相應的實踐，既可以激發(fā)學生的科學課學習興趣，又能開闊學生眼界，增長學生實踐經(jīng)驗，而且實驗教學的嚴謹也能讓學生的學習態(tài)度更加嚴謹、端正。

二、觀察實驗設(shè)計的依據(jù)與方法

1.在觀察實驗中探尋因果關(guān)系

教師在開展實驗教學時，可組織學生進行相關(guān)調(diào)查，得出實驗數(shù)據(jù)，進行討論，提高學生的觀察能力。而在這個過程中，可以使用三種不同的方法對實驗進行相關(guān)調(diào)查。（1）求同法。教師可以針對同一教學內(nèi)容創(chuàng)設(shè)不同的觀察實驗場景。例如，在教學“聲音的產(chǎn)生”時，教師可以準備一些實驗物品來輔助教學，如音叉、一杯水、小鼓、豆子、鋼尺等，搭建出不同的實驗場景。首先，教師可以敲擊音叉，使其發(fā)出聲音并振動，然后用音叉接觸水面，讓學生觀察水面產(chǎn)生的現(xiàn)象。其次，教師可利用鼓面，將豆子置于鼓面，敲擊鼓面，在小鼓發(fā)出聲音后使得鼓面小幅度振動，讓學生觀察豆子與鼓面發(fā)生的變化。再次，教師可以利用鋼尺創(chuàng)設(shè)鋼尺發(fā)聲的場景，將鋼尺放置于桌邊，使其大部分懸空，撥動鋼尺懸空的一端，讓學生觀察鋼尺的變化。（2）求異法。教師應充分引導學生在課堂學習的過程中，對現(xiàn)有的問題進行討論與分析，并結(jié)合自己的理解提出不同的觀點。求異法能夠培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，讓學生在學習過程中形成良好的科學探究能力。在科學觀察過程中，教師應鼓勵學生發(fā)表與表面現(xiàn)象不同的觀點。例如，在銅球的加熱實驗過程中，教師可要求學生觀察銅球加熱之前能夠穿過固定的圓環(huán)，但是在加熱過后銅球發(fā)生膨脹無法穿過圓環(huán)的現(xiàn)象，讓學生自己得出物體受熱會膨脹的結(jié)論。（3）共變法。在科學觀察的既定環(huán)境中，如果其中一個單獨的因素發(fā)生變化，那么實驗現(xiàn)象就會發(fā)生改變，教師可讓學生充分分析變化因素對現(xiàn)象產(chǎn)生的實際影響。例如，在研究磁力大小與磁鐵數(shù)量之間關(guān)系的過程中，教師在桌子上倒扣兩個紙杯，在杯子上放置一根木條，木條上面放上具有一定磁力的鐵棒，并通過磁棒隔著木條吸住帶有小鉤的鐵絲，在小鉤上掛上回形針，在此基礎(chǔ)上可以將磁力與磁鐵大小關(guān)系轉(zhuǎn)換成吸住回形針的數(shù)量，再讓學生總結(jié)并歸納，理解磁鐵數(shù)量與磁力大小之間的具體關(guān)系。

2.在觀察實驗中檢驗因果關(guān)系

作為另一種觀察實驗的依據(jù)，開展關(guān)于實驗因果關(guān)系的模塊設(shè)計是一種較好的檢驗方法。以“物體在水中是沉還是浮”這一實驗為例，學生需要在實驗中對物體沉浮現(xiàn)象進行有效的觀察，并寫出相關(guān)的數(shù)據(jù)報告。教師可拿出事先準備的一缸水、玻璃珠、葉子、乒乓球、鐵塊、泡沫塑料等實驗物品，引導學生對不同物體的沉浮原因進行驗證。為使實驗有效進行，教師可對學生進行分組，讓學生分工合作，對物品沉浮現(xiàn)象的原因進行探究，并對自己的觀點進行實驗驗證，得出結(jié)果，記錄數(shù)據(jù)，整理改善。在學生觀察的過程中，教師要讓學生深入了解不同事物之間的關(guān)聯(lián)，鼓勵學生發(fā)揮其豐富的想象力去猜測物體沉浮的原因，并結(jié)合實際情況進行分析，讓學生自行尋找實驗現(xiàn)象的本質(zhì)，如此循環(huán)，最終得出結(jié)論。教師還要給予學生鼓勵，使學生的學習興趣更濃厚。

3.以學生知覺特性為依據(jù)展開觀察實驗設(shè)計

學生天生具有良好的感知力，因此，為了保護學生尚未成熟的心智，教師在教學過程中需要加入具有知覺特性的內(nèi)容，根據(jù)學生的知覺特性，進行觀察實驗的詳細設(shè)計，使學生的感知力成型。有三種較好的輔助學生知覺特性成長的方法：一是放大法。在學生進行觀察的時候，教師可將其感知力進行放大，讓學生更深入地了解事物的形成過程。例如，在“種子成長的過程”的觀察實驗中，教師可通過讓學生觀察種子成長的過程——萌芽、生根、長大，讓學生在實踐過程中了解種子的結(jié)構(gòu)，知道種子的萌發(fā)需要適宜的溫度、適量的水分、充足的空氣。二是轉(zhuǎn)換法。學生的感知力較強，但缺乏敏感度與深刻性，教師可通過反復訓練，將學生無法感知到的細節(jié)轉(zhuǎn)換成學生容易感知到的事物，使學生在觀察實驗中更輕易地理解那些比較容易忽視的細節(jié)，使得他們可以對實驗現(xiàn)象清晰可感。綜上所述，科學教學對培養(yǎng)學生的邏輯思維及想象力有十分重要的作用，還能夠幫助學生正確認識自然界的一些現(xiàn)象，而觀察實驗是一個比較重要的學習渠道。學生通過對實驗現(xiàn)象進行分析，了解其因果關(guān)系，并加以驗證，可以使自身的知覺特性得到有效提高。在科學觀察實驗的設(shè)計過程中，教師應運用不同的方法，如求同法、共變法、演繹法、歸納法、放大法等，來豐富實驗的內(nèi)容，使學生對實驗有更強烈的探究興趣，從而提高學生的科學素養(yǎng)。

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作者：陳清華 單位：福建省閩侯縣實驗小學