淺論小學(xué)科學(xué)教學(xué)觀察實驗設(shè)計的依據(jù)和方法

◆劉蔚蘭

(山東臨沂第二實驗小學(xué))

小學(xué)科學(xué)的課堂越加完善，利用各種教學(xué)方式對小學(xué)生進(jìn)行教育能夠更形象生動的對小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，以其中的觀察實驗方法進(jìn)行分析，觀察實驗的設(shè)計在極大程度上對心智未成熟的小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)認(rèn)知世界的培養(yǎng)，對世界萬物從外部先進(jìn)行認(rèn)知并了解其外部關(guān)系。

一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中觀察實驗的重要性

觀察實驗的教學(xué)方法是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中最重要、最基礎(chǔ)的教學(xué)活動，不僅在課堂中輕易吸引小學(xué)生的目光，并激發(fā)小學(xué)生內(nèi)心的好奇心，活躍課堂氛圍，達(dá)到最佳教學(xué)效果。同時觀察實驗的教學(xué)方式將小學(xué)生與課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系，小學(xué)生成為科學(xué)課堂的主體，體現(xiàn)深化改革中的學(xué)本思想，且將教師置于引導(dǎo)的位置，引導(dǎo)小學(xué)生在直觀了解教學(xué)內(nèi)容后對課堂中的學(xué)習(xí)內(nèi)容深入分析，加深小學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的記憶，提高小學(xué)生的學(xué)習(xí)素質(zhì)，開發(fā)小學(xué)生智力、思維與邏輯能力，進(jìn)而完成教學(xué)任務(wù)。并且在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)教學(xué)內(nèi)容增加小學(xué)生的知識儲備，在觀察實驗過程中，理論知識的科學(xué)性與合理性以實際事件發(fā)生在學(xué)生眼前，增加學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)同，開闊學(xué)生眼界，增加學(xué)生經(jīng)驗性知識，并依據(jù)學(xué)生原有知識進(jìn)行正遷移學(xué)習(xí)，逐漸樹立學(xué)生科學(xué)的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

二、觀察實驗設(shè)計的依據(jù)與方法

1.探尋因果關(guān)系展開觀察實驗設(shè)計

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中旨在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各種變化的因果關(guān)系，揭示萬事萬物之間原因與結(jié)果的聯(lián)系，事物變化均先有原因，后引起結(jié)果，兩者是客觀世界中先后相繼、彼此制約的一種關(guān)系。故而組織學(xué)生進(jìn)行觀察實驗，在實驗中引導(dǎo)學(xué)生對事物變化進(jìn)行因果關(guān)系的探尋，在依據(jù)探尋因果關(guān)系為目的的觀察實驗中可利用三種方法對觀察實驗進(jìn)行設(shè)計。一是利用求同法，教師建立觀察實驗的情境時，創(chuàng)建不同的場景，例如，在科學(xué)教學(xué)《聲音的產(chǎn)生》中，教師準(zhǔn)備不同實驗物品，音叉、一杯水、小鼓、豆子、鋼尺等物品，利用這些物品創(chuàng)造不同試驗情景。首先建立音叉發(fā)聲的場景，敲擊音叉，發(fā)出聲音后，用音叉接觸水面，觀察水面產(chǎn)生的現(xiàn)象。其次建立鼓面發(fā)聲的場景，將豆子置于小鼓鼓面，敲擊鼓面，在小鼓發(fā)出聲音后，觀察黃豆與鼓面產(chǎn)生的現(xiàn)象。最后建立鋼尺發(fā)聲的場景，將鋼尺放置于桌邊，使其大部分懸空，撥動鋼尺懸空的一端，發(fā)出聲音后，觀察鋼尺產(chǎn)生的現(xiàn)象。在利用科學(xué)歸納法，引導(dǎo)學(xué)生對觀察實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行歸納分析，最終發(fā)現(xiàn)試驗后所產(chǎn)生的共同現(xiàn)象，在第一個情境中，音叉接觸水面后水面產(chǎn)生一道道波紋；第二個場景中，敲擊鼓面后鼓面上的黃豆跳起；在第三個場景中，撥動鋼尺后鋼尺快速振動。在這些現(xiàn)象中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體共同的振動特點，由震動的原因得出物體發(fā)聲的結(jié)果。二是利用求異法引導(dǎo)學(xué)生對因果關(guān)系展開探尋，教師建立不同觀察實驗，通過不同實驗之間進(jìn)行比較驗證，分辨因素對觀察實驗結(jié)果產(chǎn)生的不同作用。以此來對因果關(guān)系進(jìn)行探尋。三是利用共變法對因果進(jìn)行探尋，驗證某一因素的變化是否會引起結(jié)果的變化，即可認(rèn)定該因素與結(jié)果之間是否存在因果關(guān)系。例如，在聲音產(chǎn)生的觀察實驗設(shè)計中，將鋼尺替換成軟度適宜的普通塑料尺，再撥動塑料尺聽到其產(chǎn)生聲音后，觀察塑料尺是否產(chǎn)生振動現(xiàn)象。或?qū)摮哽o靜擺放在桌子上，觀察實驗得出鋼尺不產(chǎn)生震動，便沒有特定聲音產(chǎn)生。故在此次利用共變法的觀察實驗中我們得出振動才是聲音產(chǎn)生的必要因素，振動才是聲音產(chǎn)生的原因，而聲音的出現(xiàn)是物體振動產(chǎn)生的結(jié)果，與材質(zhì)等其他因素?zé)o關(guān)。

2.檢驗因果關(guān)系展開觀察實驗設(shè)計

檢驗因果關(guān)系是基于探尋因果關(guān)系上的另一種展開觀察實驗的依據(jù)，通過歸納法在探尋因果的觀察實驗后歸納得出科學(xué)理論知識，設(shè)計觀察實驗對得出的科學(xué)理論知識進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗、驗證就是以檢驗因果關(guān)系為依據(jù)而展開的觀察實驗設(shè)計，在檢驗因果關(guān)系中利用演繹法展開觀察實驗。以《物體在水中是沉還是浮》這一課為例，在日常生活中，學(xué)生對于事物沉浮的現(xiàn)象都有觀察，并通過觀察可得出基礎(chǔ)的理論想法。故本課中可針對學(xué)生提出的各種理論進(jìn)行進(jìn)一步的因果檢驗，教師準(zhǔn)備一缸水、玻璃珠、葉子、乒乓球、鐵塊、泡沫塑料等實驗物品，根據(jù)這些物品對學(xué)生提出的物體沉浮原因進(jìn)行驗證。將學(xué)生進(jìn)行分組，每一組提出自己認(rèn)為物品沉浮現(xiàn)象的理論原因，并根據(jù)實驗物品對自己的理論進(jìn)行實驗驗證并對得出結(jié)果進(jìn)行記錄，通過學(xué)生在觀察實驗中的記錄使其自身認(rèn)識到物體的沉浮與物體大小、輕重并無聯(lián)系，繼而鼓勵學(xué)生對物體沉浮原因進(jìn)行猜測，再一次進(jìn)行觀察實驗，依次循環(huán)利用對因果的演繹方式進(jìn)一步印證學(xué)生的理論，最終得出科學(xué)的理論知識與因果認(rèn)識。

3.以學(xué)生知覺特性為依據(jù)展開觀察實驗設(shè)計

小學(xué)生的感覺與知覺具有其特定的規(guī)律，且為照顧小學(xué)生尚未建立健全的心智思想，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中設(shè)計中應(yīng)重視學(xué)生的知覺特性，并依據(jù)小學(xué)生的知覺特性對小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的觀察實驗進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，在設(shè)計時可利用三種方法配合小學(xué)生的知覺特性。一是放大法，將學(xué)生觀察的物品特性進(jìn)行強(qiáng)化放大，使得小學(xué)生對該物品形成具體的感知。例如，在小學(xué)生對種子的認(rèn)知上，將種子泡在水中使其發(fā)育長大，胚芽、胚根將明顯的體現(xiàn)在外部，具體學(xué)生對種子的內(nèi)部了解，在認(rèn)知中完善種子的信息。二是轉(zhuǎn)換法，小學(xué)生的感知與認(rèn)識并非是敏感的、深刻的，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)的觀察實驗中利用轉(zhuǎn)換法，將學(xué)生無法仔細(xì)了解的科學(xué)現(xiàn)象利用另一種可清晰感知的現(xiàn)象進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如，上文中鼓面的振動并不明顯，而在鼓面放置黃豆，通過黃豆的跳躍來突出顯示鼓面的振動。三是利用對比方法對小學(xué)生的知覺特性進(jìn)行配合，將兩個或兩個以上的實驗物品進(jìn)行展示，再將一個物品進(jìn)行實驗，在實驗后使學(xué)生對比其中的區(qū)別，更好的體會科學(xué)理論知識，例如：在熱脹冷縮的實驗中，選取銅球與銅環(huán)，在實驗開始前，學(xué)生觀察到銅球可穿過銅環(huán)，在實驗加熱銅球后，學(xué)生觀察到銅球已經(jīng)不能穿越銅環(huán)，用過實驗前后的對比，得出熱脹冷縮的科學(xué)知識。

三、結(jié)語

通過對小學(xué)科學(xué)教學(xué)中觀察實驗的重要性進(jìn)行分析，繼而從探尋因果關(guān)系展、驗證因果關(guān)系、學(xué)生自身的知覺特性這些依據(jù)對觀察實驗進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，在設(shè)計中利用求同法、求異法、共變法、演繹法、歸納法、放大法等方法豐富觀察實驗的實際內(nèi)容。希望本文能夠?qū)πW(xué)科學(xué)的觀察實驗設(shè)計提供有力幫助，并為小學(xué)科學(xué)教學(xué)的發(fā)展提供積極意義。