科學觀察實驗教學“四步法”

徐海婷

[摘要]小學科學是一門以實驗為基礎的學科，觀察實驗作為其中的重要組成，在小學科學學科教學中占據著不可動搖的關鍵地位。從明確主題，篩選材料;分層觀察，準確記錄;歸納整合，構建結論;合理拓展，實踐應用四個方面，簡單論述了小學科學觀察實驗的“四步教學法”。

[關鍵詞]小學科學;觀察實驗;四步教學法

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼]A [文章編號] 1007-9068（ 2020 ）27-0082-02

當前小學科學教師最津津樂道的教育話題都是“體驗”“探究”“生成”，越來越重視學生親自動手參與的探究性實驗教學設計，觀察實驗卻慢慢被大家忽視。這種不平衡的實驗教學模式忽略了學生基本科學素養(yǎng)的塑造，并不利于學生實驗能力的培養(yǎng)。觀察實驗是學生獲得科學認知的基礎，對學生科學認知發(fā)展有著重要的奠基作用，教師應優(yōu)化創(chuàng)新觀察實驗教學設計，加強實驗過程的課堂指導和思維啟發(fā)，為學生進行深層次的探究式學習奠定堅實的能力基礎。

一、明確主題，篩選材料

小學科學觀察實驗要凸顯簡潔性和可視性，實驗裝置、實驗材料的選擇不宜太過復雜，否則會給學生實驗觀察帶來不必要的困擾;實驗現象要直觀、明顯，讓教室內每個學生都能清楚地觀察到。這要求教師選擇實驗材料時，要在實驗室器材合理運用的基礎上，盡可能地從學生生活中開發(fā)實驗資源，利用學生生活物品設計觀察實驗，弱化科學實驗的距離感和陌生感，激發(fā)學生參與實驗的積極性，簡化實驗觀察難度和理解難度。

例如，在“證明大氣壓強存在”觀察實驗中，學校器材室中配備了“馬德堡半球”實驗器材，但考慮到該裝置與學生生活認知相脫離，不利于學生抽象建構，教師從社區(qū)衛(wèi)生所收集了一些一次性注射器，消毒后帶到課堂中。演示不堵住針管口的情況下，可以輕松推進、拔出針管推柄;再演示將針管推柄完全推入后，用手堵住針管口，針管推柄便難以拔出的實驗現象。有些學生觀察后提出質疑，認為第二組實驗并不是無法拔出，只是教師沒有用力。教師順勢發(fā)放準備好的注射器，讓學生親自參與實驗，增強學生實驗體驗。

該觀察實驗教學中，教師充分聯系學生生活實際，利用注射器這一學生熟知的生活材料取代實驗室器材開展實驗，拉近了學生與觀察實驗的距離，使得觀察實驗的變量單一，更加直觀可視，學生可以直接觀察到針管內是否存在空氣，順利將實驗現象與大氣壓強聯系到一起，降低了實驗現象和新知建構難度。

二、分層觀察，準確記錄

對實驗主題不同的觀察實驗，教師要采取不同的分層觀察設計方案。一般來說，耗時相對較短，一節(jié)課堂時間可以多次完成的實驗，教師將分層觀察設計為初次觀察、再次觀察、反復觀察，每次觀察布置不同的觀察問題，層層遞進的深化學生觀察認知;耗時較長的實驗，教師以觀察日記的形式設計分層觀察，要求學生定期對觀察結果進行準確記錄。

例如，蘇教版三年級上冊《關心天氣》主要從氣溫、降雨、風向等方面研究了天氣情況。要想提高學生對各類天氣情況的認知理解，僅靠語言講解是遠遠不夠的，需要學生長期、有效的觀察記錄。教師完成這一單元教學后，與語文學科相鏈接，要求學生每次寫日記、寫周記的時候，在開篇先劃分出一塊“天氣專欄”，可以結合學習的氣溫、降雨、風向等知識記錄天氣情況，也可以根據實際觀察情況，用自己的語言進行記錄。同時告知學生盡量不詢問他人或查詢網絡，要通過自主觀察完成天氣記錄。

三年級是學生剛剛開始接觸小學科學這門學科，培養(yǎng)學生正確的科學意識和學習習慣，提高學生科學學習興趣是學科教學的重要方向。教師立足教學內容，設置天氣觀察和記錄的實驗任務，能夠讓學生在長期堅持下，形成持之以恒、嚴謹認真的科學學習態(tài)度，多學科鏈接教學也能幫助學生各項能力的協同進步，促進學生全面發(fā)展。

三、歸納整合，構建結論

小學生的思維特點是以具象思維為主導，抽象思維能力較弱，雖然有實驗現象、實驗數據為支撐，很多學生還是難以將其與科學知識聯系到一起。這時，教師加強實驗思維引導，可以設置一連串的啟發(fā)性問題，揭示不同的實驗現象反映出的科學規(guī)律。或直接給予恰當的實驗指導，為學生抽象思維展開提供立足點和生長點。也可以組織學生以小組為單位展開合作學習，發(fā)揮學生主觀能動性，讓學生自主總結實驗結論，建構科學知識。

例如，教學《聲音是怎樣產生的》相關知識時，教師常使用的觀察實驗是敲擊音叉，把發(fā)聲的音叉插入水中或靠近吊著細線的乒乓球，可以觀察到水面水花四濺、乒乓球快速彈開的實驗現象。雖然實驗現象非常明顯，但還是有很多學生不能把實驗現象與“聲音是由振動產生的”聯系到一起。教師加強構建結論的課堂指導，啟發(fā)學生思考：鉛筆、圓珠筆等不發(fā)聲的物品插入水中或靠近乒乓球，會造成水花四濺、乒乓球彈開的現象嗎？為什么發(fā)聲的音叉可以呢？

這個實驗課例中，面對學生構建實驗結論時出現的思維障礙，教師并沒有直接揭示其中的科學知識，而是聯系學生熟悉的生活現象進行對比，啟發(fā)學生課堂思維，使學生在兩相對比下，能夠清楚認識到引發(fā)實驗現象的直接原因是物品產生了振動，引導學生正確認知科學概念，提高學生實驗學習效果的同時，也鍛煉了學生抽象思維能力和對比思維能力。

四、合理拓展，實踐應用

小學科學觀察實驗教學不能把目光局限于課堂，還要合理拓展，延伸到學生實際生活當中。教師應從兩個維度展開實驗拓展：一是加強實驗內容的拓展，在完成觀察實驗的基礎上，組織學生把所學內容應用于生活問題解決，通過布置家庭實驗作業(yè)、課外實踐活動等形式，鞏固課堂知識理解，加深實驗學習印象;二是拓寬學生科學視野，培養(yǎng)學生用科學眼光看待生活現象、生活問題的意識，通過鼓勵學生認真觀察生活中與科學知識相關的各類現象、了解科技發(fā)展的熱點新聞和最新動態(tài)等方式，開闊學生科學視野，豐富學生科學知識面，培養(yǎng)學生科學學習情感。

例如，《觀察與測量》的主要教學目標是初步培養(yǎng)學生觀察能力、表述能力以及利用工具測量簡單數據的操作能力，是觀察實驗與實踐操作并重的一個單元。教師適當拓展延伸，組織學生結合所學知識，自選一個感興趣的生活事物，觀察和測量它的某一項或多項數據。雖然學生實驗材料選擇和觀察測量數據都不盡相同，但基本都較好地完成了觀察、描述、測量、記錄的活動任務。教師根據學生反饋情況，只需針對活動報告的一些細節(jié)內容，進行個別指導即可。

教師以開放性的學習課題組織學生開展課外實踐活動，為學生留出了充足的活動空間，發(fā)揮了學生科學實踐的自主性，可以讓學生在生活應用中，進一步鞏固課堂所學知識，感受科學知識就存在于生活的方方面面，有利于拓寬學生科學認知視角，培養(yǎng)學生科學應用意識和應用能力，提高科學學習的實效性。

小學生身心發(fā)展和認知行為有其客觀規(guī)律，小學科學教師要遵循小學生能力發(fā)展的階段性特點，加強觀察實驗的教學設計和實驗指導，強化學生觀察意識和觀察能力，按部就班地教會學生科學實驗的一般方法。在此基礎上，再合理開展更深層次的實驗教學，為學生主動動手實驗提供更多機會，促進學生多元化、多維度的發(fā)展，提高學生科學課堂學習效果，發(fā)展學生綜合素養(yǎng)。

（責編韋 淑紅）