小学科学教学观察实验设计的依据和方法

赵连松

摘要：小学阶段正是孩子身心发展、能力养成、品质形成的重要阶段。教师在小学教学中展开科学教学，可以利用科学教学的实践性、生活性，观察性来促进学生综合能力的形成。观察实验是科学教学展开的一种重要方式，其是辅助学生完成科学现象探寻。我国科学教学观察实验展开过程中，并没有明确其规定和限制，也没有配备必要的教材及器材。教师在进行小学科学教学时，需要对观察实验进行有效设计，以此来提高科学教学的实效性。

关键词：小学 科学教学 观察实验设计

引言

小学科学教学的展开观察及实验是其不可缺少的两种教学手段。传统科学课堂上，教师注重理论知识的传授，忽视了学生自主科学探究能力的培养。素质教育提出，教师在课堂教学中应该基于学生实践，对教学方式进行创新，以此来培养学生的全面素养。观察实验教学教学形式、教学内容多变，教师在进行科学教学中使用观察实验教学，可以基于观察的基础，创新教学内容、教学方式，激发学生的科学学习兴趣，培养学生的科学素养。教师进行观察实验设计，是小学科学教学展开的重点步骤。本文就小学科学观察实验设计的依据和方法进行讨论。

1小学科学教学中观察实验的意义

小学生由于受到年龄因素的影响，其大脑发展不成熟，思维能力及空间想象能力较弱，无法充分理解一些抽象复杂的教学内容。小学科学课本教学内容较为复杂抽象，教师利用基于课本进行知识点讲解，学生无法直观的了解知识点内涵。教师在科学教学中引进观察实验，可以将课本内容难点用实验进行表达，促进学生对教学难点的深刻理解，提高教学课堂教学效率。观察实验作为小学科学教学的主要教学方式，不仅能在课堂教学中激发学生的学习兴趣，还可以活跃课堂教学，营造良好的课堂教学气氛、提高课堂教学的实效性。另外，在观察实验教学展开过程中，体现了素质教育理念，突出了学生的课堂主体地位，促进学生自主在观察过程中进行思考、交流、协作，逐步完成实验过程。因此，观察实验教学中在小学科学教学中具有显著的意义。一是利用观察实验教学可以证实小学科学教材中理论的合理性。在小学科学实验教学中，教师利用观察与实验可以进行理论验证，让学生透过现在观察到事物的本质，理解理论的来源，证明理论的合理性。二是利用观察实验教学可以加深学生对小学科学理论的理解。观察实验教学是一种居于自主观察、主动实践的教学。教师在小学科学课上展开观察实验教学，利以充分的提高学生的动手能力、思维能力，有利于加强学生对科学理论的深入研究，促进学生深入理解科学理论。

2小学科学教学观察实验设计的依据和方法

2.1探索科学理论中因果关系的科学实验设计

事物有因必有果，万物之间存在一种普遍联系关系。科学学科主要在于研究事物本原，事物之间的相关关系。因此，科学学科最主要的知识倾向在于对研究事物之间存在的相互关系。其中，因果关系是事物之间最普遍的相关关系。探索事物因果关系的观察实验设计最主要的方式是科学归纳法。科学归纳法是一种由个别到一般、从特殊到普遍、从经验事实到事物内在规律性的认识手段和模式。在小学科学教学中，科学归纳法一般是利用已知的理论、现象去推测出未知的理论、现象。小学科学教学中用来探究事物因果关系的科学归纳法并不是绝对的科学归纳法，它属于一种有效科学归纳法。教学中利用有效科学归纳法研究出的因果关系不具有绝对性但具有一定的合理性。教师利用科学归纳学去进行因果关系探索的观察实验设计有三种方式。一是利用求同法进行观察实验设计。求同发法是指在实验展开过程中研究者利用多种情景去展开多种实验，用多种实验去对一个科学理论进行验证。实验结束后，研究者再对多种实验结果进行归纳总结，最后得出科学结论。二是利用存异法进行科学实验设计。存异法是指在验证某一因素对事物是否具有显著影响时，研究者将次因素作为变量，进行不同实验对比设计，最终得出实验结论。存异法是科学实验教学中常用到的一种方式，其实验展开较为简单，实验现象效果也较为明显。例如，教师在组织学生展开“光照是否对植物的生长有影响”实验设计时，则可以利用存异法进行观察实验设计。首先，教师组织学生准备好三盆品种一样、长势相近的植物幼苗;其次，学生们自主去选择三个关照不同的地点方式植物，例如，阳光能够直接照射的阳台、光线较好的客厅、光线较暗的卧室。学生们将植物在三个不同光射条件的环境中存放一周后，学生将三盆植物拿出进行观察，并对比三盆植物的长势，进行记录。最后，教师实验课上对学生的实验记录进行分析总结：“光照条件越好的地方植物生长情况越好。”最后得出实验结论：阳光对植物的生长情况具有影响。三是利用共变法进行科学实验设计。共变法是指在其他所有条件是一样的情况下，其中一种实验因素随最另外一种实验因素的变化而逐渐变化，为了验证这两个因素之间是否具有因果关系而进行的观察实验设计。

2.2证实科学理论中因果关系的观察实验设计

小学科学实验教材上给出了很多科学理论，因此，教师在展开科学实验教学时，更多的在于证实科学理论，而不是去探寻科学理论。研究者在展开证实科学理论因果关系的科学实验设计中，一般使用两种观察实验方式。一种是利用归纳法进行证实科学理论中因果关系的观察实验设计。归纳法主要是通过利用实验过程中出现的实验现象及实验结论，去进行归纳总结，从而证实科学理论中提出的事物因果关系。归纳法是一种从实验出发去寻求结果的过程，学生在利用归纳法进行观察实验设计的过程中，可以不断的提高自己的观察能力、动手能力、交流能力，培养自己的全面素养。另一种是利用演绎法进行证实科学理论中因果关系的观察实验设计。演绎法是一种基于实验结果，从实验结果出发去展开观察实验，对实验结果进行验证和总结。可以看出演绎法与归纳法不同点在归纳法从实验出发去探究结论，而演绎法从结论出发去验证结论。因此，教师在进行证实科学理论中因果关系实验教学时，应该选用与一般性科学理论进行证实，保证观察实验有迹可循，确保实验展开的正确性。教师在进行证实因果关系的科学实验设计时，要么得出的结论可以证实理论，要么可以通过观察实验结果对理论提出一定的质疑，从而展开下一步科学验证。例如，教师在进行“在封闭的瓶子中吹气球，放开气球口后，气球不会变小”科学实验探讨时。教师和学生在实验过程中发现：“气球变小了。”基于此实验结果，教师和学生可以对理论提出质疑，在展开进一步的探讨。在进行进一步探索后，教师和学生可能发现：“原来是第一个瓶子出现漏气现象，所有才会产生实验误差。”教师引导学生展开观察实验教学去进行理论证实，其目的不是在于去用实验结果证明理论，而是在实验过程中不断的发现疑问解决疑问不断的提高学生观察能力、分析能力、实践能力，培养学生成为一名细心、大胆、自信的青少年儿童。

3总结

小学教学中进行科学教学对于培养学生具有重要作用，其不仅可以培养学生的科学意识、科学认知，还可以激发学生的探知欲望，培养学生实践动手能力。观察实验教学是小学科学教学的重要组成，通过观察和实验，学生可以切身的去探索和证实科学理论中的因果关系，以此来加强学生对于知识点内涵的理解。另外，教师在组织学生进行观察实验设计时，应该根据具体的实验内容去选择合适的方法。探索因果关系的观察实验中，教师和学生可以选用求同法、存异法、共变法进行观察实验设计。证实因果關系的观察实验中，教师和学生可以选用归纳法、演绎法进行观察实验设计。

参考文献

[1]韩晓玲.浅谈小学科学教学观察实验设计的依据和方法[J].《考试周刊》.2017