小學科學教學觀察實驗設計的依據和方法

趙連松

摘要：小學階段正是孩子身心發展、能力養成、品質形成的重要階段。教師在小學教學中展開科學教學，可以利用科學教學的實踐性、生活性，觀察性來促進學生綜合能力的形成。觀察實驗是科學教學展開的一種重要方式，其是輔助學生完成科學現象探尋。我國科學教學觀察實驗展開過程中，并沒有明確其規定和限制，也沒有配備必要的教材及器材。教師在進行小學科學教學時，需要對觀察實驗進行有效設計，以此來提高科學教學的實效性。

關鍵詞：小學 科學教學 觀察實驗設計

引言

小學科學教學的展開觀察及實驗是其不可缺少的兩種教學手段。傳統科學課堂上，教師注重理論知識的傳授，忽視了學生自主科學探究能力的培養。素質教育提出，教師在課堂教學中應該基于學生實踐，對教學方式進行創新，以此來培養學生的全面素養。觀察實驗教學教學形式、教學內容多變，教師在進行科學教學中使用觀察實驗教學，可以基于觀察的基礎，創新教學內容、教學方式，激發學生的科學學習興趣，培養學生的科學素養。教師進行觀察實驗設計，是小學科學教學展開的重點步驟。本文就小學科學觀察實驗設計的依據和方法進行討論。

1小學科學教學中觀察實驗的意義

小學生由于受到年齡因素的影響，其大腦發展不成熟，思維能力及空間想象能力較弱，無法充分理解一些抽象復雜的教學內容。小學科學課本教學內容較為復雜抽象，教師利用基于課本進行知識點講解，學生無法直觀的了解知識點內涵。教師在科學教學中引進觀察實驗，可以將課本內容難點用實驗進行表達，促進學生對教學難點的深刻理解，提高教學課堂教學效率。觀察實驗作為小學科學教學的主要教學方式，不僅能在課堂教學中激發學生的學習興趣，還可以活躍課堂教學，營造良好的課堂教學氣氛、提高課堂教學的實效性。另外，在觀察實驗教學展開過程中，體現了素質教育理念，突出了學生的課堂主體地位，促進學生自主在觀察過程中進行思考、交流、協作，逐步完成實驗過程。因此，觀察實驗教學中在小學科學教學中具有顯著的意義。一是利用觀察實驗教學可以證實小學科學教材中理論的合理性。在小學科學實驗教學中，教師利用觀察與實驗可以進行理論驗證，讓學生透過現在觀察到事物的本質，理解理論的來源，證明理論的合理性。二是利用觀察實驗教學可以加深學生對小學科學理論的理解。觀察實驗教學是一種居于自主觀察、主動實踐的教學。教師在小學科學課上展開觀察實驗教學，利以充分的提高學生的動手能力、思維能力，有利于加強學生對科學理論的深入研究，促進學生深入理解科學理論。

2小學科學教學觀察實驗設計的依據和方法

2.1探索科學理論中因果關系的科學實驗設計

事物有因必有果，萬物之間存在一種普遍聯系關系。科學學科主要在于研究事物本原，事物之間的相關關系。因此，科學學科最主要的知識傾向在于對研究事物之間存在的相互關系。其中，因果關系是事物之間最普遍的相關關系。探索事物因果關系的觀察實驗設計最主要的方式是科學歸納法。科學歸納法是一種由個別到一般、從特殊到普遍、從經驗事實到事物內在規律性的認識手段和模式。在小學科學教學中，科學歸納法一般是利用已知的理論、現象去推測出未知的理論、現象。小學科學教學中用來探究事物因果關系的科學歸納法并不是絕對的科學歸納法，它屬于一種有效科學歸納法。教學中利用有效科學歸納法研究出的因果關系不具有絕對性但具有一定的合理性。教師利用科學歸納學去進行因果關系探索的觀察實驗設計有三種方式。一是利用求同法進行觀察實驗設計。求同發法是指在實驗展開過程中研究者利用多種情景去展開多種實驗，用多種實驗去對一個科學理論進行驗證。實驗結束后，研究者再對多種實驗結果進行歸納總結，最后得出科學結論。二是利用存異法進行科學實驗設計。存異法是指在驗證某一因素對事物是否具有顯著影響時，研究者將次因素作為變量，進行不同實驗對比設計，最終得出實驗結論。存異法是科學實驗教學中常用到的一種方式，其實驗展開較為簡單，實驗現象效果也較為明顯。例如，教師在組織學生展開“光照是否對植物的生長有影響”實驗設計時，則可以利用存異法進行觀察實驗設計。首先，教師組織學生準備好三盆品種一樣、長勢相近的植物幼苗;其次，學生們自主去選擇三個關照不同的地點方式植物，例如，陽光能夠直接照射的陽臺、光線較好的客廳、光線較暗的臥室。學生們將植物在三個不同光射條件的環境中存放一周后，學生將三盆植物拿出進行觀察，并對比三盆植物的長勢，進行記錄。最后，教師實驗課上對學生的實驗記錄進行分析總結：“光照條件越好的地方植物生長情況越好。”最后得出實驗結論：陽光對植物的生長情況具有影響。三是利用共變法進行科學實驗設計。共變法是指在其他所有條件是一樣的情況下，其中一種實驗因素隨最另外一種實驗因素的變化而逐漸變化，為了驗證這兩個因素之間是否具有因果關系而進行的觀察實驗設計。

2.2證實科學理論中因果關系的觀察實驗設計

小學科學實驗教材上給出了很多科學理論，因此，教師在展開科學實驗教學時，更多的在于證實科學理論，而不是去探尋科學理論。研究者在展開證實科學理論因果關系的科學實驗設計中，一般使用兩種觀察實驗方式。一種是利用歸納法進行證實科學理論中因果關系的觀察實驗設計。歸納法主要是通過利用實驗過程中出現的實驗現象及實驗結論，去進行歸納總結，從而證實科學理論中提出的事物因果關系。歸納法是一種從實驗出發去尋求結果的過程，學生在利用歸納法進行觀察實驗設計的過程中，可以不斷的提高自己的觀察能力、動手能力、交流能力，培養自己的全面素養。另一種是利用演繹法進行證實科學理論中因果關系的觀察實驗設計。演繹法是一種基于實驗結果，從實驗結果出發去展開觀察實驗，對實驗結果進行驗證和總結。可以看出演繹法與歸納法不同點在歸納法從實驗出發去探究結論，而演繹法從結論出發去驗證結論。因此，教師在進行證實科學理論中因果關系實驗教學時，應該選用與一般性科學理論進行證實，保證觀察實驗有跡可循，確保實驗展開的正確性。教師在進行證實因果關系的科學實驗設計時，要么得出的結論可以證實理論，要么可以通過觀察實驗結果對理論提出一定的質疑，從而展開下一步科學驗證。例如，教師在進行“在封閉的瓶子中吹氣球，放開氣球口后，氣球不會變小”科學實驗探討時。教師和學生在實驗過程中發現：“氣球變小了。”基于此實驗結果，教師和學生可以對理論提出質疑，在展開進一步的探討。在進行進一步探索后，教師和學生可能發現：“原來是第一個瓶子出現漏氣現象，所有才會產生實驗誤差。”教師引導學生展開觀察實驗教學去進行理論證實，其目的不是在于去用實驗結果證明理論，而是在實驗過程中不斷的發現疑問解決疑問不斷的提高學生觀察能力、分析能力、實踐能力，培養學生成為一名細心、大膽、自信的青少年兒童。

3總結

小學教學中進行科學教學對于培養學生具有重要作用，其不僅可以培養學生的科學意識、科學認知，還可以激發學生的探知欲望，培養學生實踐動手能力。觀察實驗教學是小學科學教學的重要組成，通過觀察和實驗，學生可以切身的去探索和證實科學理論中的因果關系，以此來加強學生對于知識點內涵的理解。另外，教師在組織學生進行觀察實驗設計時，應該根據具體的實驗內容去選擇合適的方法。探索因果關系的觀察實驗中，教師和學生可以選用求同法、存異法、共變法進行觀察實驗設計。證實因果關系的觀察實驗中，教師和學生可以選用歸納法、演繹法進行觀察實驗設計。

參考文獻

[1]韓曉玲.淺談小學科學教學觀察實驗設計的依據和方法[J].《考試周刊》.2017