科学课教学观察实验设计方法分析

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摘要：观察是最基本的科学研究方法之一，而实验观察则是科学发现的基础。开展科学教学观察活动能够有效提升学生的综合素养，并使学生对自然、科学、社会产生更加深刻的认识。教师应认识到科学教学中观察实验的重要性，以学生知觉特性为依据展开观察实验设计，让学生探寻和验证因果关系。

关键词：科学课；实验设计；观察；依据；方法

近年来，学校教学质量不断上升，对科学教育的重视程度也越来越高。科学是以实验为基础的学科，让学生通过亲身参加实验获得知识是提升科学实验教学的关键，而观察为科学发现捕捉信息、积累认识，为推理和判断奠定基础。本文从科学教学观察实验开展的具体情况出发，从多个角度分析科学教学观察中需要使用的有效方法，在此基础上提出相对应的科学建议。

一、科学教学中观察实验的重要性

在探究科学知识的过程中，具备良好的科学思维至关重要，而良好的科学思维依赖于良好的科学现象观察能力。教师应在科学教学中合理设计观察实验，不是以教学内容为主体，而是以学生的科学思维培养为主要依据，引导学生从不同的方面对实验现象进行分析，培养学生的逻辑思维，提高科学教育效果。观察实验是一种基础、全面的教学活动，能让学生更有探究兴趣，使得学生更容易接受教师所传授的知识，提高学习乐趣，达到教学目的。在设计观察实验的过程中，教师应该充分了解科学知识运用在实际生活中的典型例子，并通过相应的科学思维进行科学事实分析。在因果关系分析过程中，教师应让学生通过不同的实验观察结果，确定科学现象的内在联系，提升学生的探究意识以及科学素养。实验教学的目的就是在完善学生的理论知识的基础上进行相应的实践，既可以激发学生的科学课学习兴趣，又能开阔学生眼界，增长学生实践经验，而且实验教学的严谨也能让学生的学习态度更加严谨、端正。

二、观察实验设计的依据与方法

1.在观察实验中探寻因果关系

教师在开展实验教学时，可组织学生进行相关调查，得出实验数据，进行讨论，提高学生的观察能力。而在这个过程中，可以使用三种不同的方法对实验进行相关调查。（1）求同法。教师可以针对同一教学内容创设不同的观察实验场景。例如，在教学“声音的产生”时，教师可以准备一些实验物品来辅助教学，如音叉、一杯水、小鼓、豆子、钢尺等，搭建出不同的实验场景。首先，教师可以敲击音叉，使其发出声音并振动，然后用音叉接触水面，让学生观察水面产生的现象。其次，教师可利用鼓面，将豆子置于鼓面，敲击鼓面，在小鼓发出声音后使得鼓面小幅度振动，让学生观察豆子与鼓面发生的变化。再次，教师可以利用钢尺创设钢尺发声的场景，将钢尺放置于桌边，使其大部分悬空，拨动钢尺悬空的一端，让学生观察钢尺的变化。（2）求异法。教师应充分引导学生在课堂学习的过程中，对现有的问题进行讨论与分析，并结合自己的理解提出不同的观点。求异法能够培养学生的发散性思维，让学生在学习过程中形成良好的科学探究能力。在科学观察过程中，教师应鼓励学生发表与表面现象不同的观点。例如，在铜球的加热实验过程中，教师可要求学生观察铜球加热之前能够穿过固定的圆环，但是在加热过后铜球发生膨胀无法穿过圆环的现象，让学生自己得出物体受热会膨胀的结论。（3）共变法。在科学观察的既定环境中，如果其中一个单独的因素发生变化，那么实验现象就会发生改变，教师可让学生充分分析变化因素对现象产生的实际影响。例如，在研究磁力大小与磁铁数量之间关系的过程中，教师在桌子上倒扣两个纸杯，在杯子上放置一根木条，木条上面放上具有一定磁力的铁棒，并通过磁棒隔着木条吸住带有小钩的铁丝，在小钩上挂上回形针，在此基础上可以将磁力与磁铁大小关系转换成吸住回形针的数量，再让学生总结并归纳，理解磁铁数量与磁力大小之间的具体关系。

2.在观察实验中检验因果关系

作为另一种观察实验的依据，开展关于实验因果关系的模块设计是一种较好的检验方法。以“物体在水中是沉还是浮”这一实验为例，学生需要在实验中对物体沉浮现象进行有效的观察，并写出相关的数据报告。教师可拿出事先准备的一缸水、玻璃珠、叶子、乒乓球、铁块、泡沫塑料等实验物品，引导学生对不同物体的沉浮原因进行验证。为使实验有效进行，教师可对学生进行分组，让学生分工合作，对物品沉浮现象的原因进行探究，并对自己的观点进行实验验证，得出结果，记录数据，整理改善。在学生观察的过程中，教师要让学生深入了解不同事物之间的关联，鼓励学生发挥其丰富的想象力去猜测物体沉浮的原因，并结合实际情况进行分析，让学生自行寻找实验现象的本质，如此循环，最终得出结论。教师还要给予学生鼓励，使学生的学习兴趣更浓厚。

3.以学生知觉特性为依据展开观察实验设计

学生天生具有良好的感知力，因此，为了保护学生尚未成熟的心智，教师在教学过程中需要加入具有知觉特性的内容，根据学生的知觉特性，进行观察实验的详细设计，使学生的感知力成型。有三种较好的辅助学生知觉特性成长的方法：一是放大法。在学生进行观察的时候，教师可将其感知力进行放大，让学生更深入地了解事物的形成过程。例如，在“种子成长的过程”的观察实验中，教师可通过让学生观察种子成长的过程——萌芽、生根、长大，让学生在实践过程中了解种子的结构，知道种子的萌发需要适宜的温度、适量的水分、充足的空气。二是转换法。学生的感知力较强，但缺乏敏感度与深刻性，教师可通过反复训练，将学生无法感知到的细节转换成学生容易感知到的事物，使学生在观察实验中更轻易地理解那些比较容易忽视的细节，使得他们可以对实验现象清晰可感。综上所述，科学教学对培养学生的逻辑思维及想象力有十分重要的作用，还能够帮助学生正确认识自然界的一些现象，而观察实验是一个比较重要的学习渠道。学生通过对实验现象进行分析，了解其因果关系，并加以验证，可以使自身的知觉特性得到有效提高。在科学观察实验的设计过程中，教师应运用不同的方法，如求同法、共变法、演绎法、归纳法、放大法等，来丰富实验的内容，使学生对实验有更强烈的探究兴趣，从而提高学生的科学素养。

参考文献：

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作者：陈清华 单位：福建省闽侯县实验小学