浅谈科学教学中怎样培养学生的观察和实验能力

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　　摘 要：科学课是培养小学生学习科学的兴趣，是培养学生善于观察、思维和动手实验的科学态度和良好的学习习惯，逐步把学生兴趣引导到学科学、用科学的轨道上。观察与实验是认识事物的基本途径，用分析综合的教学方法，培养学生的分析概括能力，也是科学教学的一大特点。
　　关键词：培养;学生;观察;实验;分析;概括;能力
　　科学课的教学过程中，是组织和指导学生认识自然事物，认识周围事物，探索各种规律的过程。《课程标准》指出：“初步了解分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法，发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力，以及运用科学语言与他人交流和沟通的能力。”和“对自然现象保持好奇心和探究热情，乐于参加观察、实验、制作、调查等科学活动，并能在活动中克服困难，完成预定的任务。”这些能力的基础来源于观察、实验、分析、概括、动手、动脑的过程，如何在科学教学中发展学生能力，探索知识，获取知识，从而完成教学目标，根据多年的教学经验，我们有以下做法。
　　一、 以观激情
　　自然界的万物各具特色。学生对此颇感兴趣。在科学教学中，为了调动学生的学习兴趣，往往采用以观察实物来激发兴趣。学生受知识水平、年龄特征和思维能力等方面的限制，往往是對实验现象的观察不够深入，只是盲目感受和麻木注视。因此，教师在实验教学中要结合具体观察内容，充分调动学生观察的兴趣，引导自觉的、有目的地进行观察，逐步培养小学生的观察能力。例如：在教学《自行车胎为什么爆裂》时，我把踩瘪的乒乓球往热水中一放，一会儿瘪了的乒乓球鼓起来了，学生见状，这个问题学生回答就有一定难度，回答不够完整。在这个时候，教师可以激发调动学生的求知兴趣：“让我们来通过实验研究这个问题吧！”，这样就把学生的学习兴趣和观察的注意力吸引到课堂上来。
　　二、 观察和实验相结合，培养学生的思维与综合能力
　　在实验教学中教师应注重培养学生的观察能力，教师引导学生全面地、准确地描述实验全过程，进行思考、分析、比较、判断、推理得出结论。这样可以培养学生的逻辑思维能力、归纳推理能力等。如《自行车胎为什么爆裂》一课时，[实验2]，先将不经过受热的铜球通过圆环，然后用酒精灯加热铜球，铜圆环通过对比实验、引导学生描述实验中看到的实验现象，教师可提出对比实验，教师可以提出以下思考题：
　　1. 受热后的铜球为什么不能通过圆环？
　　2. 热铜球放入冷水后，为什么又通过圆环？
　　3. 这两种现象只有哪个条件不同？
　　4. 热铜球和冷铜球前后体积是否发生了变化？
　　5. 这个实验说明了什么？让学生根据观察到的现象，进行自主学习、合作探究学习，然后在教师的启发下，引导学生分析、归纳。
　　三、 让学生在实验中学会观察方法
　　科学课是以各种具体的自然实物为认识对象，这为学生观察能力提供了许多有利的条件，然而，科学课教学建立在实验的基础之上，一切结论都来自对自然界实际实物的抽象和概括，这就决定了观察是提出和解决科学课中各种问题的开始，是一切研究工作的基础。因此，培养学生的观察能力，教给学生正确的观察方法，就成了首要解决的问题，指导学生观察应从以下几点着手：
　　1. 把握重点
　　学生观察中往往被一些非本质的现象所迷惑，容易忽视真正的本质特征。观察植物的花，往往只是观察花的大小、颜色、味道，至于花的构造特征、雄蕊雌蕊的形状及作用则很少涉及。因而教师在指导学生观察时必须让学生明确观察重点。又如教《植物的生活》这一单元前，教师可提前一个星期布置学生做种子的发芽实验。选三粒成熟的豆种分别绑在一支小铁球的上、中、下不同的位置，放在玻璃杯中，向杯内注水，使中间的一粒种子刚好处于水与空气交界处，让学生观察这三粒种子的变化，等到一星期后，再讲这一课时，让学生将自己的实验拿出来进行观察、分析、讨论。这样学生获得的知识就比较扎实牢固。
　　2. 重点观察
　　学生在观察事物时，往往不能把事物的主要特征从次要特征中分离出来。因此，这时教师就要指导学生重点观察。例如：学生在观察水沸腾实验时，往往把水蒸气和“白气”混淆起来。这时我就让学生重点观察：“白气”为什么与管口相隔一小段距离？这样引导学生仔细观察，通过观察合作探究学习进一步认识到水蒸气和空气一样是无色无味的透明气体。又如教学《自行车胎为什么爆裂》时，重点引导学生观察物体的体积变化，这样把握观察重点，观察效果好，收益也好。
　　3. 分散难点
　　《科学》教材中，有些知识离学生生活实际较远，学生对知识感到陌生，也会造成教学难点。碰到此类教学难点，教学可以采用分散难点，把一个难点分散为几个小过程，使难点不再难。
　　如教学《太阳和影子》一课时，太阳的高度学生第一次接触，高度可以用角度表示的方法，第一次碰到测定太阳高度，并用作图法测太阳高度，还要使用测高仪器测量太阳的高度，教学中可以分几步进行：第一步，引导学生弄清物体影子长短与太阳高度相关;第二步，向学生介绍作图步骤;第三步，带领学生到室外亲自试一试，让学生在实践的基础上了解太阳的高度的内涵及测定方法。
　　4. 比较观察法
　　如在教学《铁的生锈》时，部分学生对铁锈与铅锈的颜色分不清。我们就把这两种生锈的金属放在一起，让学生们比较观察，这样学生就能记得清楚了。
　　5. 从不同时间、角度观察
　　“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。”一语道破要观察实物的全貌，不能只从一方面，而要从各个不同角度来观察，从而掌握实物的特征。在《科学》教学中对事物的观察也必须遵守这个规律。如在教学《夏季星空》一文时，学生对一些星座在空中的样子、位置是否有变化，掌握不好，我就让学生采用不同时间进行观察记录，这样学生就很容易接受了。又如教学《动物与环境》这一单元时，对爬行动物的特征及如何运动的？我让学生从侧面观察，把壁虎放在白纸上从下面观察，这样从不同方位观察，使学生对其特征和运动掌握较好。 　　四、 通过“实验观察”的教学，培养学生的归纳概括能力
　　观察实验是人民对自然现象进行考察的有效方法，是人类认识自然的基本途径，也是科学的基础。实验能引导学生的学习兴趣，激发学生的求知欲望，能帮助学生更好地理解科学知识。因此，就必须从观察实验开始，积极培养学生的观察能力。如教学《有趣的磁铁》一课时，首先让学生观察演示电磁铁接通电流后产生磁性吸铁钉，切断电流后失去磁性铁钉落下的实验现象，使学生感到惊奇并产生一种强烈的求知欲望，教师再次演示，使学生通过观察发现，磁性的产生与电流有关系。这对学生迫不及待的想自己亲手“玩一玩”，教师因势利导，指导学生自制电磁铁并进行试验观察。通过实验发现了电磁铁有“接通电流产生磁性，切断电流磁性消失”的性质，以此为基础，又和学生分析了电磁铁的构造之后提出：磁铁有南、北两个极，电磁铁有没有南、北两个极呢？用什么方法可以鉴别？怎样鉴别？根据什么？同学们经过自己的思考、分析、讨论，实验得出了：用指南针可以鉴别电磁铁也有南、北两个磁极，凡与指南针相吸引与北极相排斥的那一端就是电磁铁的北极，凡与指南针南极相排斥与北极相吸引的那一端就是电磁鐵的南极。
　　关于电磁铁磁极变化的这一问题，首先让学生汇报各组通过实验发现电磁铁铁钉尖哪一端是什么级？钉帽哪一端是什么极？汇报的结果出现了差异，这也是课堂上期望所出现的情况，这样就很自然的引起了下面所要探索的磁极问题。教师提出：同样的钉子，缠绕着同样的线圈，为什么有的组钉尖这一端南极，有的组钉尖这一端是北极呢？学生通过观察、对比、实验发现电磁铁两端的导线连接电池的正、负极不同或者线圈缠绕的方向不同，电磁铁的磁极也就不同。在学生获得了足够的事实后，教师运用这些事实激发学生分析、思考，得出了电磁铁的磁极是可以变化的这一结论，电磁铁磁极的变化是与导线两端连接电池的正负极改变了，或者线圈的缠绕方向改变了，电磁铁的两极都会随着改变，为了巩固这些知识让学生们多“玩一玩”，来掌握磁极变化的规律。
　　关于电磁铁磁力大小的这一问题，提出电磁铁的磁力是不是相同呢？电磁铁磁力大小与哪些因素有关呢？同学们经过合作探究学习、分析、实验得出了电磁铁磁力的大小与串联电池的数量和线圈匝数的多少有关系，串联电池多，线圈匝数多，就可以加大电磁铁的磁力。为了巩固学生探索的知识得以巩固和深化，让学生想一想怎样才能吸起更多的铁钉或更大的铁块？各组开展了比一比的活动，使学生在对比中掌握了知识和应用。通过以上的实验观察教学，培养了学生的实验能力和归纳概括的能力并得以应用。
　　五、 用分析综合的方法培养学生的分析概括能力
　　分析能力是使学生在头脑中整体分解成为部分的能力。综合能力是把分组合成整体的能力。为了达到这一目的，就要把学生通过探索而获得知识的能力展开与综合。如教学《空气》一课后，拓展活动：燃烧与灭火的试验就是利用分析的方法，使学生知道燃烧的三个条件。上课时启发学生思考：燃烧是一种常见的现象，同学们说燃烧需要什么呢？学生会很快的想到并答出需要的氧气，氧气确实是燃烧必须具备的条件，除了氧气以外，还需要什么条件呢？这时出示砂、纸、酒精、棉花、石块、煤、水、木材、火柴等物体的课件，让学生辨认哪些能燃烧？哪些不能燃烧？学生自然地把这些物体分成了两类，一类像棉花、火柴等是能燃烧的物体，一类像石头、砂等是不能燃烧的物体。这时告诉学生能在空气中或者氧气中燃烧的物体叫可燃物，没有可燃物是不能燃烧的，从而使学生认识到可燃物是燃烧的第二个条件。
　　在此基础上，再引导学生分析，有了氧气和可燃物一定能燃烧吗？从而使学生展开分析、思考、推理、想象的过程。把点燃的火柴棒，木炭放入氧气瓶中能发出耀眼的光亮，为什么把没有点燃的木柴、木炭放在空气中或者氧气瓶中它也不能燃烧呢？学生通过思考、分析得出了验证自己探索出的结论是否正确，指导学生做用酒精灯“加热火柴”的实验，同学们看到实验的结果与自己探索出的结论完全相符时，感到无比的自豪，通过以上分析、综合，学生们得出了燃烧所需要的三个条件：即氧气、可燃物、适宜的温度，而且只有这三个条件同时具备燃烧才能发生。缺少了三个条件中的任何一个，燃烧就不会发生，而且还在燃烧的物体就会熄灭。
　　在此基础上，指导学生认识燃烧与人类的利害关系。启发学生回答，燃烧对人类有利的一面，如做饭、取暖、冶炼金属等，燃烧也有对人类不利的一面，如火灾能给人类造成巨大的损失。
　　为了使学生的知识得以巩固和深化，出示燃烧与灭火的课件，让学生观察、分析各种灭火的方法与原理，从而达到了学以致用的目的。通过用分析综合的教学方法，培养学生的分析概括能力，收到了明显的教学效果。
　　综上所述，观察、实验、分析、概括、动手、动脑是培养学生探索知识、获取知识的重要途径，较好地培养学生的观察能力、实验能力、动手操作的能力、概括能力，是提高教学效果的有效途径之一，具有事半功倍的效果。
　　参考文献：
　　[1]教师教学用书.青岛出版社.
　　[2]科学《课程标准》.
　　[3]王道太.谈自然教学中学生自行探索知识能力的培养[J].耕耘札记.
　　[4]王乃厚.浅谈自然教学中观察能力的培养[J].耕耘札记.
　　[5]李学云.浅谈自然教学中的观察与实验[J].耕耘札记.
　　作者简介：杨道勇，山东省淄博市，沂源县石桥镇中心小学;杨本瑞，山东省淄博市，沂源县石桥镇东北庄学校。
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