小学科学教育观察实验设计的相关思考

陈杨仁

【摘 要】 小学阶段的科学教育，更多的是以实验观察为基础的实践型学科。展示的目的就是为了更好的让学生们观察，为了观察能够起到更全面的效果，对实验的设计就显得尤为重要。好的实验设计有利于老师因地制宜的讲授实验的基本原理，使得晦涩难懂的科学理论变得通俗易懂，让学生们将所展示的实验内容与知识融会贯通，达到实验的目的。

【关键词】 小学科学教育  观察实验  设计

引言：小学作为科学启蒙的基础和关键阶段，科学教育的普及必不可少。考虑到学生的年龄以及接受能力，用简单、易操作的实验让学生学习科学现象和原理是比较合适的。但是，目前小学科学教育实验过程还存在不少的问题，诸如一些学校或地区实验设备简陋、实验设计过于复杂难以实施、实验理论抽象学生难以理解等问题，这些问题严重影响着小学科学教育观察实验。因此，要做出有针对性的措施来对实验的各个阶段进行科学引导与有效调整。

一、应用高科技手段升级小学科学教育观察实验的设备

首先，提升实验设备的软件实力，要积极利用互联网、AI技术、人工智能等新兴的前沿科技，增强观察实验的前沿性。比如科教版的小学科学5年级下册关于《热》这个单元的第6课：热是如何传导的。这节课老师传统的讲授方法是将数根火柴用胶水粘在铁丝上面，每根火柴之间的距离相等，然后在不远处用一个酒精灯加热铁丝，就可以观察到火柴会按照热传递的顺序一根一根掉落，进而观察出以火柴掉落顺序为代表的热量传导方向。但是这种实验方式由于使学生近距离接触明火，老师不易控制实验的整体或部分进度，非常容易使得学生受伤。在这种情况下，老师可以为每位学生配备VR眼鏡，不仅有效的避免了可能导致的受伤，更大大提升了展示的效果。其次，提升实验设备的硬件能力，硬件能力是多方面的，主要是指实验室的安全、实验环境的舒适，实验器材的完备等。对于实验室的安全，要增添灭火器材，报警器材，添加摄像头等常规硬件设置来确保实验过程的顺利进行，也要为学生进行实验安全的教育，提升学生的安全意识。对于实验环境的舒适，就是要配置一体化的实验桌椅，而不是将零散的课桌临时拼凑。对于实验器材的完备，是要求实验器材的完整，应当包括无菌工作台、白手套、橡胶手套、护目镜、精度游标卡尺、精度量桶、精确刻度的天平以及与之配套的砝码，必要时还需准备白大褂和防毒面具，真正做到无安全，不实验。

二、简化小学科学教育观察实验的设计流程，提升实验的可操作性和展示性

首先，要简化实验的设计流程。在传统科学教学中，关于观察实验的设计流程过于繁琐，使得实验缘木求鱼，难以达到真正想要的教学效果。比如，热胀冷缩现象的展示实验，按照传统的实验方式，老师会准备非常多的瓶子、罐子，以及三种液体，而且这三种液体不能是同一种温度，同时，还必须保证锥子形烧瓶的接口与气球严格密封。虽然实验设置看似完整，但是实验效果难以达到老师所预想的震撼性，学生很难直观的有强烈印象，复杂程度很高，教学效果很低。为了改变这种现象，关于空气热胀冷缩现象的实验中，老师应该只保留已经粘连完好的气球，摒弃浪费成本又欠缺实验效果的锥形瓶。老师只需将粘连有气球的烧瓶依次放入不用水温中观察气球体积变化即可。只要瓶内温度上升，瓶内空气体积就膨胀，红色小气球就会吹起，这就说明温度升高会使体积膨胀;只要瓶内温度下降，瓶内空气体积就缩小，红色小气球就会干瘪，这就说明温度下降，会使体积缩小。其次，老师要提升实验的可操作性和观赏性，我们很多的实验操作起来过于繁琐，尤其是小学的学生动手能力本身就有待提高，如果给予较为复杂的实验步骤，会打击他们的试验积极性，起到适得其反的效果;与此同时，要使实验具有观赏性，要让实验的结果切实可见，要给学生的内心留下震撼的印象，进而激发同学探索科学的热情与兴趣。

三、要将纷繁复杂的实验理论化繁为简、化难为易

要因地制宜的变更实验材料，不能生搬硬套。在传统的浮力展示课中，老师要求学生分别记录下沉砝码所受到的浮力情况。这就愁坏了学生们，因为有的砝码只是小部分放入水中，而有的砝码是全部埋入水中，有的砝码大部分放入水中，这种多类型的实验学生很难把握情况。因此做这个实验，老师可以变更一下实验的器材，可以因地制宜地把三节电池连在一起，一节电池伸入水中为小部分进入，两节电池伸入水中为大部分进入，三节电池伸入水中则为全部进入，这样可以使学生直观的把握伸入水中电池的比例以及背后所关联的浮力，可以让孩子们迅速的发现物体在水中浮力变化的基本规律。小学阶段的学生思考能力正在从抽象向形象阶段过渡，引导他们思维能力的提升需要循序渐进，变僵硬为生动，教学方式要有的放矢。

总结：小学科学教育观察实验设计，就是要求老师利用互联网、AI技术、人工智能能新兴的高科技手段升级实验设备;要简化实验设计流程，提升科学实验的可操作性与展示性;要将纷繁复杂的实验理论化繁为简、化难为易，使学生能够学懂弄通。

参考文献

[1] 李军.小学科学教学观察实验设计的依据及实践方法[J].新课程导学，2016（6）：74-75.

[2] 成先锋.小学科学实验要讲究方法注重实效[J].中国教育技术装备，2018，437（11）：127-128.