在自然教学的过程中，实验教学（包括教师的演示实验与学生实验）是必不可少的重要环节。因此，如何全面深入地认识实验教学的意义与作用，从而切实加强实验教学的效果，提高自然教学质量是一个值得研究的问题。本文拟从教育心理学的角度对实验教学的几个问题作初步的探讨。
一、实验教学中学生注意力的培养
心理学指出，注意是人的心理活动对一定事物的指向和集中，分为无意注意和有意注意两种。显而易见，注意对于学习是有决定性意义的。可以说，没有注意就没有学习。基于小学生的年龄心理特点，他们的注意的品质还是极不完善的。这不仅表现为具体、形象的直观事物较之枯燥，抽象的课文讲解更容易引起他们的注意同时也表现为在他们的学习过程中，无意注意较之有意注意往往具有更大的影响和支配力。
针对学生的心理实际，教师以直观形象十分突出异常，变化结果较为鲜明显著的演示实验来吸引学生的注意一力，促使他们上好自然课是行之有效的。例如。磷、镁和铁丝等在纯氧里由于剧烈燃烧和放射的色彩绚丽的光芒和随之发出的声响是多么引人入胜！接着，把澄清的石灰水倒进二氧化碳气瓶中，摇晃后清水立即变得浑，现象又是多么新奇！这些相对强烈的声光刺激和瞬息变化的色彩刺激很容易引起学生的注意，使他们的心理活动迅速地指向和集中到学习上来。
二、实验教学激发学生的学习兴趣
教育心理学认为，学习兴趣（包括直接兴趣和间接兴趣）是影响学生学习自觉性和积极性的最直接的因素。有人把学习兴趣的产生和发展分为“兴趣——乐趣——志趣”这样三个逐步深化的过程是不无道理的。因为对学习首先发生兴趣是继而产生乐趣进而形成志趣的起点和开端。
对于激发学生的学习兴趣，实验教学也是十分有效的手段。例如，按照学生最初的想象，空瓶子装水是毫无问题的。可是实验中偏偏有空瓶子上面的水硬是流下去的情形，还有，玻璃管内的液柱在并无外力提、压时居然能自动上升或下降！这些出乎意料的奇特现象使学生感到惊异有趣，疑问激发好奇心理，理解欲推动他们思考探究。这样，就有利于克服他们学习过程中的枯燥、紧张、厌烦、苦恼等消极情绪，促使他们兴趣盎然地进行学习。
当然，这种因实验教学而诱发的直接兴趣还需要进一步加以巩固和发展，使之转化为稳定而持久的间接兴趣。但是，这种直接兴趣毕竟是间接兴趣的前导，具有宝贵的引燃引爆的作用。
三、实验教学促进学生理解与巩固知识
正如教育心理学所指出的，儿童的学习是从对知识的客体进行感知开始的。因此，学生对自然知识的理解，有赖于向他们提供有关知识客体的具体感性材料。
实验教学的最大的优点和特点即是能让学生直接接触到有关知识客体的真实、形象、生动的感性材料。这些具体实在的感性材料有效地作用于学生的感觉器官，刺激大脑皮层形成感备中心，从而促进学生对知识要领的形成与理解。这是其他任何教学手段（如幻灯、电影等）所不及的！例如，通过漏斗在水中受到压力的实验，学生就能明确而深刻地感知物体在水中受到来自上、下、左、右、前、后各方面的压力。这样进行的水的压力知识的教学无疑具有最大的说服力。假如不是直接观察到（甚至可以触摸到）水外部那个漏斗口橡皮膜的鼓起，小学生是难以接受和理解，水的内部也存在着压力的知识的。同样，如果没有观察到真实而具体的实验结果，他们不可能凭空对空气形成物体概念，无从理解“空气是占有空间的实实在在的物体”的知识结论；更无法接受“电流可以产生磁性”的科学论断。
另外，我们知道，巩固知识的过程，就是通过记忆把理解了的知识牢固地保持在大脑中的过程。因此，巩固的心理因素就是记忆。
研究资料表明，人们对同一事物识记时所取得的方法不同，所需要的时间也不一样。例如，通过语言描述事物来识记需要2．8秒；通过图形描述事物为识记需要1．5秒；而通过直接观察事物来识记，只需要0．4秒。教学实践也充分证明，学生对实验中获取的知识印象特别深刻，易记难忘。由此可见，实验教学对于促进学生记忆知识具有最佳效果。
总之，正如俗话所说“百闻不如一见”，用它来形容实验教学对促进学生理解和巩固知识的独特功能是十分恰当的。
四、实验教学培养学生的观察能力
前面提到，实验教学是通过学生对具体感性材料的观察获得知识的。因此，学生知识的获取与观察能力的培养是互相渗透，同步进行的。但是，准确敏锐的观察能力并不会自然而然地产生。实验教学虽然为观察能力的训练创设了条件，却没有也不可能为观察能力的形成提供保证。因此，我们有必要研究，在实验教学中怎样才能促使学生形成良好的观察能力。
以教育心理学的观点看，实验教学培养学生的观察能力应注意以下两个问题：
l、要注意端正学生的观察品质，不能让他们把实验视为“变戏法”，把观察当作“看热闹”。例如，观察物质在纯氧里燃烧的实验时，有的学生居然鼓掌欢呼“放烟花了！”显然，这是一种不正确的观察品质。他们的观察不过是看到光芒耀眼，感觉好玩而已！结果是一笑了之，于学习并无裨益，特别是在室外进行的学生集体实验，事先应做好妥善的组织工作，向学生详尽具体地说明实验观察的目的与要求，教育学生严肃认真地进行观察，及时作好观察记录，防止“视而不见”或一哄而散的无效劳动。
2、要注意帮助学生排除观察干扰。由于年龄的特点，小学生在观察中容易分心，需要教师适时地给予帮助和指导，例如，在演示“水蒸气受冷凝结成水’的实验时，学生往往被众多而新疑的实验仪器所吸引，或者被“为什么要把一块小网子放在酒精灯上烧？”之类的疑问所困惑，于扰他们对本实验的观察重点——“白气”发生的部位的观察。因此，教师应当及时作简要的解释说明，以排除物象的或心理的于扰，并指导学生进行重点，有顺序地观察，培养和发展他们的观察能力。
五、实验教学培养学生的逻辑思维能力
学生从实验中获取知识，不仅有赖于对实验进行认真仔细的观察，而且有赖于观察中得到的感知进行分析、推理、联想、综合和概括等思维加工。这一系列的逻辑思维是一个高级的、复杂的、积极的心理活动过程。这个心理活动过程的顺利完成不是自动的和轻而易举的，而是有条件的。为此，我们必须了解促进学生的逻辑思维的条件。
1、对实验的稳定兴趣是促进逻辑的动力
学生的学习兴趣直接地影响学生的学习态度，这是教育心理学的一条重要原则，实验教学也是如此，如果学生对实验具有稳定的兴趣，就会积极地自觉地对实验现象进行思考探究，形成推动逻辑思维活动的动力。相反，如果学生对实验不感举趣（或仅停留在直接兴趣上），处于被动状态，当然谈不上会有什么积极主动的逻辑思维了。因此，在教学中，我们应当重视学生的非智力因素的作用，教书育人，努力使学生对实验的直接兴趣转化为稳定的间接兴趣，以促进学生逻辑思维的基础。
2、掌握有关的知识是促进逻辑思维的基础
学生通过抽象的逻辑思维获取新的知识，实质上就是实现知识的迁移。而实现知识的迁移，是以有一定的知识基础为前提的，经验证明，学生对先前的有关知识掌握得好，进行逻辑思维实现知识迁移就较为顺利；反之，则十分困难。孔子说的“温故而知新”，就是这个意思。例如，对复杂机械的认识，是以掌握杠杆、轮轴等的作用及传动知识为前提的，没有这些知识基础，学生就不可能理解复杂机械的工作原理。因此，我们应当重视有关旧知的复习巩固，充分发挥其铺垫作用，以促进学生逻辑思维能力的培养。
3、教师的启发诱导是促进逻辑思维的关键
教育心理学指出，小学生的思维正处于从具体的形象思维到抽象的逻辑思维的过渡阶段，他们思维的独立性和判断性很差。同时，限于知识经验的不足，他们的思维也容易产生片面性和表面性。因此，在教学中，我们应当重视对学生的诱导牵引，以促进学生逻辑思维能力的训练与培养。例如，在研究空气成份的实验中，虽然事物变化的过程明朗（烛焰由大到小到灭），对比显著（玻璃罩内水位明显上升）但要学生从这些观察感知中获得关于空气成份的知识，抽象思维的难度较大。教师必须充分发挥主导作用，对学生进行启发，引导学生把各种观察感知依次加以分析、推理和综合。才能逐步推导出关于空气成份及其性质异同的正确结论。否则，学生是无法独立地和顺利地进行逻辑，实现知识迁移的。
同时，也只有通过教学中如此反复的具体锻炼，才能使学生的逻辑能力不断得到培养和发展，更好地完成实验教学在自然课是的教学运用。
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