浅论小学科学教学观察实验设计的依据和方法

◆刘蔚兰

(山东临沂第二实验小学)

小学科学的课堂越加完善，利用各种教学方式对小学生进行教育能够更形象生动的对小学生进行科学素养的培养，以其中的观察实验方法进行分析，观察实验的设计在极大程度上对心智未成熟的小学生进行科学认知世界的培养，对世界万物从外部先进行认知并了解其外部关系。

一、小学科学教学中观察实验的重要性

观察实验的教学方法是小学科学教学中最重要、最基础的教学活动，不仅在课堂中轻易吸引小学生的目光，并激发小学生内心的好奇心，活跃课堂氛围，达到最佳教学效果。同时观察实验的教学方式将小学生与课堂学习内容进行联系，小学生成为科学课堂的主体，体现深化改革中的学本思想，且将教师置于引导的位置，引导小学生在直观了解教学内容后对课堂中的学习内容深入分析，加深小学生对学习内容的记忆，提高小学生的学习素质，开发小学生智力、思维与逻辑能力，进而完成教学任务。并且在小学科学教学中，科学教学内容增加小学生的知识储备，在观察实验过程中，理论知识的科学性与合理性以实际事件发生在学生眼前，增加学生对学习内容的认同，开阔学生眼界，增加学生经验性知识，并依据学生原有知识进行正迁移学习，逐渐树立学生科学的、严谨的学习态度。

二、观察实验设计的依据与方法

1.探寻因果关系展开观察实验设计

在小学科学教学中旨在培养学生发现各种变化的因果关系，揭示万事万物之间原因与结果的联系，事物变化均先有原因，后引起结果，两者是客观世界中先后相继、彼此制约的一种关系。故而组织学生进行观察实验，在实验中引导学生对事物变化进行因果关系的探寻，在依据探寻因果关系为目的的观察实验中可利用三种方法对观察实验进行设计。一是利用求同法，教师建立观察实验的情境时，创建不同的场景，例如，在科学教学《声音的产生》中，教师准备不同实验物品，音叉、一杯水、小鼓、豆子、钢尺等物品，利用这些物品创造不同试验情景。首先建立音叉发声的场景，敲击音叉，发出声音后，用音叉接触水面，观察水面产生的现象。其次建立鼓面发声的场景，将豆子置于小鼓鼓面，敲击鼓面，在小鼓发出声音后，观察黄豆与鼓面产生的现象。最后建立钢尺发声的场景，将钢尺放置于桌边，使其大部分悬空，拨动钢尺悬空的一端，发出声音后，观察钢尺产生的现象。在利用科学归纳法，引导学生对观察实验中产生的现象进行归纳分析，最终发现试验后所产生的共同现象，在第一个情境中，音叉接触水面后水面产生一道道波纹；第二个场景中，敲击鼓面后鼓面上的黄豆跳起；在第三个场景中，拨动钢尺后钢尺快速振动。在这些现象中引导学生发现物体共同的振动特点，由震动的原因得出物体发声的结果。二是利用求异法引导学生对因果关系展开探寻，教师建立不同观察实验，通过不同实验之间进行比较验证，分辨因素对观察实验结果产生的不同作用。以此来对因果关系进行探寻。三是利用共变法对因果进行探寻，验证某一因素的变化是否会引起结果的变化，即可认定该因素与结果之间是否存在因果关系。例如，在声音产生的观察实验设计中，将钢尺替换成软度适宜的普通塑料尺，再拨动塑料尺听到其产生声音后，观察塑料尺是否产生振动现象。或将钢尺静静摆放在桌子上，观察实验得出钢尺不产生震动，便没有特定声音产生。故在此次利用共变法的观察实验中我们得出振动才是声音产生的必要因素，振动才是声音产生的原因，而声音的出现是物体振动产生的结果，与材质等其他因素无关。

2.检验因果关系展开观察实验设计

检验因果关系是基于探寻因果关系上的另一种展开观察实验的依据，通过归纳法在探寻因果的观察实验后归纳得出科学理论知识，设计观察实验对得出的科学理论知识进行进一步的检验、验证就是以检验因果关系为依据而展开的观察实验设计，在检验因果关系中利用演绎法展开观察实验。以《物体在水中是沉还是浮》这一课为例，在日常生活中，学生对于事物沉浮的现象都有观察，并通过观察可得出基础的理论想法。故本课中可针对学生提出的各种理论进行进一步的因果检验，教师准备一缸水、玻璃珠、叶子、乒乓球、铁块、泡沫塑料等实验物品，根据这些物品对学生提出的物体沉浮原因进行验证。将学生进行分组，每一组提出自己认为物品沉浮现象的理论原因，并根据实验物品对自己的理论进行实验验证并对得出结果进行记录，通过学生在观察实验中的记录使其自身认识到物体的沉浮与物体大小、轻重并无联系，继而鼓励学生对物体沉浮原因进行猜测，再一次进行观察实验，依次循环利用对因果的演绎方式进一步印证学生的理论，最终得出科学的理论知识与因果认识。

3.以学生知觉特性为依据展开观察实验设计

小学生的感觉与知觉具有其特定的规律，且为照顾小学生尚未建立健全的心智思想，在小学科学教学过程中设计中应重视学生的知觉特性，并依据小学生的知觉特性对小学科学教学中的观察实验进行详细设计，在设计时可利用三种方法配合小学生的知觉特性。一是放大法，将学生观察的物品特性进行强化放大，使得小学生对该物品形成具体的感知。例如，在小学生对种子的认知上，将种子泡在水中使其发育长大，胚芽、胚根将明显的体现在外部，具体学生对种子的内部了解，在认知中完善种子的信息。二是转换法，小学生的感知与认识并非是敏感的、深刻的，在小学科学教学的观察实验中利用转换法，将学生无法仔细了解的科学现象利用另一种可清晰感知的现象进行转换，例如，上文中鼓面的振动并不明显，而在鼓面放置黄豆，通过黄豆的跳跃来突出显示鼓面的振动。三是利用对比方法对小学生的知觉特性进行配合，将两个或两个以上的实验物品进行展示，再将一个物品进行实验，在实验后使学生对比其中的区别，更好的体会科学理论知识，例如：在热胀冷缩的实验中，选取铜球与铜环，在实验开始前，学生观察到铜球可穿过铜环，在实验加热铜球后，学生观察到铜球已经不能穿越铜环，用过实验前后的对比，得出热胀冷缩的科学知识。

三、结语

通过对小学科学教学中观察实验的重要性进行分析，继而从探寻因果关系展、验证因果关系、学生自身的知觉特性这些依据对观察实验进行详细设计，在设计中利用求同法、求异法、共变法、演绎法、归纳法、放大法等方法丰富观察实验的实际内容。希望本文能够对小学科学的观察实验设计提供有力帮助，并为小学科学教学的发展提供积极意义。