小学科学实验教学中观察能力的培养措施研究

魏淑芹(江苏省徐州市铜山区张集镇魏集实验小学 221121)

在科学实验中,敏锐、深刻的观察能力能够让实验者迅速捕捉实验中的变化,抓住事物的重要特征和本质,实现有效的科学探究。然而,目前一些小学生在科学实验中缺乏观察能力或者不愿意观察,导致他们对科学探索的理解停留在表面,难以深入。因此,在小学科学教学的实践中,教师应该结合实验教学要求培养学生的观察能力,以发展学生的科学素养。

一、确定教学目标, 明确实验观察目的

“有目的地观察”是科学观察的基础。在小学科学实验教学中,学生的观察面临着诸多问题,例如观察目的不够具体、观察目的过于表面等。这些问题导致学生在实验中不知道如何开始观察,不清楚应该重点观察什么,难以准确整理观察到的信息。因此,在教学指导中,教师应加强课程内容分析,明确教学目标,并以目标为指导帮助学生明确观察目的,以真正实现科学观察。

例如,在教科版小学科学一年级上册“观察叶”的教学分析中,教师根据教材内容,以生活常识为切入点设定多维度教学目标,并根据教学目标明确学生科学观察目的,即观察多种多样的树叶,了解每一种叶在形状、大小、颜色等方面的特征;知道植物的叶是有生命的,会生长和死亡;能够利用各种感官感知叶的外部形态,并能够用简单的语言进行描述;同时通过观察、比较各种各样的叶,认识植物的叶具有相同和不同之处;能够与同伴进行互动交流观察信息,倾听、分享彼此有关植物的信息;通过观察能够认识植物是有生命的,是大自然的重要组成部分。通过明确观察目的,学生在生活中找到了关注的重点,并带着好奇心运用各种感官感知植物,完成实验要求。

综上所述,观察目的是学生观察科学实验时的具体关注点。只有明确的关注点,学生才知道观察中应该目光投向哪里,才知道什么时候应该进行特写、近景或远景观察。随着观察目的越来越清晰,学生也能够更好地理解实验,更加轻松地进行实验分析,实现科学探究。

二、丰富实验活动, 促使学生综合观察

在科学实验中,我们需要用敏锐的观察力来观察每一个细节,但是观察能力不仅仅体现在视觉感官对信息的捕捉上,其他感官如耳朵、鼻子、双手等也可以参与观察,让观察更加丰富而具体。

例如,在“观察叶”的实验教学中,教师根据教材内容引导学生对叶进行细致观察,通过叶片的多样性探索植物的多样性,从叶片的生命过程思考出植物的生命过程。在实验过程中,为了提升观察效果,教师设计了如下活动:(1)多种感官观察叶。课前让学生准备各种各样的叶子,课堂上让学生通过视觉、嗅觉、触觉等形式感受叶子在大小、颜色、形状、硬度、厚度等方面的不同,通过比较不同种植物的叶子,使学生认识到植物具有多样性,不同种类的植物具有不同的叶子。引导学生观察,让他们发现叶子大多是绿色,形状多样,硬度和厚度各不相同。此环节侧重调动学生多种感官,激发他们的学习兴趣。(2)细致观察理解叶。学生通过观察可以发现这些叶子来自同一株植物,种类是相同的,同时他们也可以发现老叶和嫩叶的差异。此时教师追问:为什么同一株植物的叶子会有这样的差别? 引导学生认识到植物具有生命会生长、变化和死亡。此环节旨在培养学生细致观察、认真思考的能力,培养总结结论的意识。(3)手眼结合绘制叶画。在这一环节中,教师引导学生动手画一片自己最喜欢的叶子,画清楚叶片的各个部位,以深化对植物外部形态特征的认识,促进课堂知识的内化。

在实验中,教师设计多元化的活动,引导学生调动多重感官进行观察、思考,并进行创造性的探索,能够有效吸引学生的注意力,让他们在综合体验中认识科学现象、理解科学规律,进而潜移默化地发展科学素养。

三、合理设计问题, 引导学生理性观察

在小学科学实验教学中,教师可以围绕核心问题创设新颖的探究性情境,吸引学生的注意力,调动学生的思维,促使学生围绕疑问进行猜想、验证、交流和整理等活动,并在每一个环节认真观察,捕捉细节,思考答案,进而发展观察能力。

例如,在教科版小学科学三年级上册“空气有质量吗?”的教学设计中,教师准备了天平及配件、绿豆、气嘴、打气筒、气球、气球夹、小木块等器材,指导学生进行创造性实验。为了让学生在实验过程中更加顺利地进行观察活动,教师首先提出了生活中常见的问题:“木块是否有质量?”学生纷纷回答:“有。”并在教师的追问下,认为用手掂一掂就可以感知到木块的质量,或者用秤称一下也可以知道木块质量。在此基础上,教师继续提问:“空气有没有质量呢? 我们又可以通过什么方法来测量呢?”在问题的驱动下,学生将自封袋和气球充气,类比确定木块有质量的方法先可用手掂一掂。教师趁机提问:“自封袋和气球发生了什么变化?”学生纷纷回答:“它们都膨胀起来了。”教师追问:“这是为什么呢?”学生回答:“因为有空气进去了。”教师继续追问:“那么这些空气有质量吗? 说出你的答案,并通过实验进行验证。”学生通过讨论给出实验方案:“我们可以对空气进行称重,比如比较充满气的气球和瘪的气球,看一看两者的质量是否一致,这样就可以判断空气是不是有质量了。”教师对学生设计的实验给予了高度肯定,并提问:“在实验中你需要观察哪些信息? 如何保证实验的准确性?”在问题的引导下,学生反复实验,并认真观察充气前后天平的变化情况,最后得出结论:空气也是有质量的。

在小学科学实验教学中,合理利用问题能够激发学生实践探索的热情,让学生经历科学探究学习的全过程,引领学生在探究中体验,在体验中探究,观察每一个环节中的细节,感悟科学探究的乐趣与意义,同时提升他们的观察能力,培养他们认真严谨的科学态度。

四、评价观察结果, 巩固学生观察能力

对观察结果进行有效评价一方面能够检验学生学习目标的完成情况,以及学生观察能力的发展情况;另一方面也能够让学生发现自己在观察实验中存在的问题,激励他们主动改进,在科学实验中实现更加科学有效的观察。

例如,在“解剖并观察蚕豆种子结构”的实验中,教师明确了实验内容与要求,即解剖并观察蚕豆种子的内部结构,并观察比较干燥的蚕豆种子和浸泡后蚕豆种子的外部形态,观察浸泡后蚕豆种子食物内部结构。在实验过程中,学生选择了相应的器材,包括:干燥的蚕豆种子1粒、浸泡一昼夜的蚕豆种子1 粒、镊子1 个、放大镜1 个、培养皿1个等,然后在教师的指导下进行实验,并根据观察结果填写“我的观察”实验记录单,重点描述干燥的种子、浸泡过的种子的状态,并画出种子的内部结构。最后,学生提交实验记录单,教师对观察结果进行评价。评价内容包括:比较干燥的蚕豆种子和浸泡后蚕豆种子的外部形态,观察两者外观上的区别和使用捏的方式比较两者的软硬度;泡后蚕豆种子的内部形态,用镊子轻轻撕开浸泡后蚕豆的种皮,使用放大镜观察蚕豆种子的内部结构,画出蚕豆种子内部结构,并标出胚根、胚芽和子叶;记录整洁程度,是否准确、清晰地运用文字、图画展现了蚕豆种子结构。通过对观察结果的评价,学生能够更加清晰地认识自己的观察结果,并对于蚕豆种子结构形成了系统的认识,对如何继续观察也形成了一定的认识。

在科学实验中针对观察结果进行有效评价培养了学生善于观察的良好习惯,提高了动手能力,同时激发了学生学习科学的兴趣,为其在生活中自主展开实验、观察记录、探究科学规律等奠定了良好的基础。

五、渗透观察方法, 加强学生自主观察

科学观察需要科学的方法。在小学科学实验教学中,教师不仅要为学生安排观察任务,让他们明确观察的目的,还应适当地渗透讲解观察方法,以达到“授之以渔”的效果,为学生自主展开科学探究奠定基础。

例如,在“比较相同距离内运动的快慢”的实验指导中,教师为学生提供材料,指导他们搭建两条同样长的轨道,要求:一端高,一端低;学生在高的一端同时释放两个小球,注意不要推小球,最后观察哪个小球先到终点(到终点的用时少),并记录下来;重复三次实验,保证实验结果的科学性。在这一过程中教师不仅辅助学生完成实验探索,还渗透了动态观察的方法,让学生从两个小球所用的时间来感知事物发展变化,进而比较相同距离内运动的快慢。这一观察过程也是动态观察,即主要从时间的维度观察事物的成长过程,可以让学生更好地理解并掌握动态观察的方法,并在自主实验中形成科学的思路。

除了动态观察,在科学实验中观察方法还有很多,如静态观察、比较观察等。教师在日常教学中应注意渗透、讲解这些观察方法,让学生的观察更加科学有效,也为他们自主学习奠定坚实基础。

观察能力是小学生有效开展科学实验的前提和基础。小学科学教师应继续展开教研工作,积极探索能够提升学生观察能力、科学素养的有效措施,进而达到提升课程教学质量的目标。