小學(xué)科學(xué)教育觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)思考

陳楊仁

【摘 要】 小學(xué)階段的科學(xué)教育，更多的是以實(shí)驗(yàn)觀察為基礎(chǔ)的實(shí)踐型學(xué)科。展示的目的就是為了更好的讓學(xué)生們觀察，為了觀察能夠起到更全面的效果，對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有利于老師因地制宜的講授實(shí)驗(yàn)的基本原理，使得晦澀難懂的科學(xué)理論變得通俗易懂，讓學(xué)生們將所展示的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與知識(shí)融會(huì)貫通，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。

【關(guān)鍵詞】 小學(xué)科學(xué)教育? 觀察實(shí)驗(yàn)? 設(shè)計(jì)

引言：小學(xué)作為科學(xué)啟蒙的基礎(chǔ)和關(guān)鍵階段，科學(xué)教育的普及必不可少?？紤]到學(xué)生的年齡以及接受能力，用簡(jiǎn)單、易操作的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)現(xiàn)象和原理是比較合適的。但是，目前小學(xué)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)過(guò)程還存在不少的問(wèn)題，諸如一些學(xué)校或地區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)陋、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜難以實(shí)施、實(shí)驗(yàn)理論抽象學(xué)生難以理解等問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響著小學(xué)科學(xué)教育觀察實(shí)驗(yàn)。因此，要做出有針對(duì)性的措施來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)的各個(gè)階段進(jìn)行科學(xué)引導(dǎo)與有效調(diào)整。

一、應(yīng)用高科技手段升級(jí)小學(xué)科學(xué)教育觀察實(shí)驗(yàn)的設(shè)備

首先，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)備的軟件實(shí)力，要積極利用互聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)、人工智能等新興的前沿科技，增強(qiáng)觀察實(shí)驗(yàn)的前沿性。比如科教版的小學(xué)科學(xué)5年級(jí)下冊(cè)關(guān)于《熱》這個(gè)單元的第6課：熱是如何傳導(dǎo)的。這節(jié)課老師傳統(tǒng)的講授方法是將數(shù)根火柴用膠水粘在鐵絲上面，每根火柴之間的距離相等，然后在不遠(yuǎn)處用一個(gè)酒精燈加熱鐵絲，就可以觀察到火柴會(huì)按照熱傳遞的順序一根一根掉落，進(jìn)而觀察出以火柴掉落順序?yàn)榇淼臒崃總鲗?dǎo)方向。但是這種實(shí)驗(yàn)方式由于使學(xué)生近距離接觸明火，老師不易控制實(shí)驗(yàn)的整體或部分進(jìn)度，非常容易使得學(xué)生受傷。在這種情況下，老師可以為每位學(xué)生配備VR眼鏡，不僅有效的避免了可能導(dǎo)致的受傷，更大大提升了展示的效果。其次，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)備的硬件能力，硬件能力是多方面的，主要是指實(shí)驗(yàn)室的安全、實(shí)驗(yàn)環(huán)境的舒適，實(shí)驗(yàn)器材的完備等。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的安全，要增添滅火器材，報(bào)警器材，添加攝像頭等常規(guī)硬件設(shè)置來(lái)確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行，也要為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安全的教育，提升學(xué)生的安全意識(shí)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)境的舒適，就是要配置一體化的實(shí)驗(yàn)桌椅，而不是將零散的課桌臨時(shí)拼湊。對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的完備，是要求實(shí)驗(yàn)器材的完整，應(yīng)當(dāng)包括無(wú)菌工作臺(tái)、白手套、橡膠手套、護(hù)目鏡、精度游標(biāo)卡尺、精度量桶、精確刻度的天平以及與之配套的砝碼，必要時(shí)還需準(zhǔn)備白大褂和防毒面具，真正做到無(wú)安全，不實(shí)驗(yàn)。

二、簡(jiǎn)化小學(xué)科學(xué)教育觀察實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程，提升實(shí)驗(yàn)的可操作性和展示性

首先，要簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程。在傳統(tǒng)科學(xué)教學(xué)中，關(guān)于觀察實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程過(guò)于繁瑣，使得實(shí)驗(yàn)緣木求魚，難以達(dá)到真正想要的教學(xué)效果。比如，熱脹冷縮現(xiàn)象的展示實(shí)驗(yàn)，按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式，老師會(huì)準(zhǔn)備非常多的瓶子、罐子，以及三種液體，而且這三種液體不能是同一種溫度，同時(shí)，還必須保證錐子形燒瓶的接口與氣球嚴(yán)格密封。雖然實(shí)驗(yàn)設(shè)置看似完整，但是實(shí)驗(yàn)效果難以達(dá)到老師所預(yù)想的震撼性，學(xué)生很難直觀的有強(qiáng)烈印象，復(fù)雜程度很高，教學(xué)效果很低。為了改變這種現(xiàn)象，關(guān)于空氣熱脹冷縮現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，老師應(yīng)該只保留已經(jīng)粘連完好的氣球，摒棄浪費(fèi)成本又欠缺實(shí)驗(yàn)效果的錐形瓶。老師只需將粘連有氣球的燒瓶依次放入不用水溫中觀察氣球體積變化即可。只要瓶?jī)?nèi)溫度上升，瓶?jī)?nèi)空氣體積就膨脹，紅色小氣球就會(huì)吹起，這就說(shuō)明溫度升高會(huì)使體積膨脹;只要瓶?jī)?nèi)溫度下降，瓶?jī)?nèi)空氣體積就縮小，紅色小氣球就會(huì)干癟，這就說(shuō)明溫度下降，會(huì)使體積縮小。其次，老師要提升實(shí)驗(yàn)的可操作性和觀賞性，我們很多的實(shí)驗(yàn)操作起來(lái)過(guò)于繁瑣，尤其是小學(xué)的學(xué)生動(dòng)手能力本身就有待提高，如果給予較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)步驟，會(huì)打擊他們的試驗(yàn)積極性，起到適得其反的效果;與此同時(shí)，要使實(shí)驗(yàn)具有觀賞性，要讓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果切實(shí)可見(jiàn)，要給學(xué)生的內(nèi)心留下震撼的印象，進(jìn)而激發(fā)同學(xué)探索科學(xué)的熱情與興趣。

三、要將紛繁復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)理論化繁為簡(jiǎn)、化難為易

要因地制宜的變更實(shí)驗(yàn)材料，不能生搬硬套。在傳統(tǒng)的浮力展示課中，老師要求學(xué)生分別記錄下沉砝碼所受到的浮力情況。這就愁壞了學(xué)生們，因?yàn)橛械捻来a只是小部分放入水中，而有的砝碼是全部埋入水中，有的砝碼大部分放入水中，這種多類型的實(shí)驗(yàn)學(xué)生很難把握情況。因此做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，老師可以變更一下實(shí)驗(yàn)的器材，可以因地制宜地把三節(jié)電池連在一起，一節(jié)電池伸入水中為小部分進(jìn)入，兩節(jié)電池伸入水中為大部分進(jìn)入，三節(jié)電池伸入水中則為全部進(jìn)入，這樣可以使學(xué)生直觀的把握伸入水中電池的比例以及背后所關(guān)聯(lián)的浮力，可以讓孩子們迅速的發(fā)現(xiàn)物體在水中浮力變化的基本規(guī)律。小學(xué)階段的學(xué)生思考能力正在從抽象向形象階段過(guò)渡，引導(dǎo)他們思維能力的提升需要循序漸進(jìn)，變僵硬為生動(dòng)，教學(xué)方式要有的放矢。

總結(jié)：小學(xué)科學(xué)教育觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，就是要求老師利用互聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)、人工智能能新興的高科技手段升級(jí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備;要簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程，提升科學(xué)實(shí)驗(yàn)的可操作性與展示性;要將紛繁復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)理論化繁為簡(jiǎn)、化難為易，使學(xué)生能夠?qū)W懂弄通。

參考文獻(xiàn)

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