小学科学教学观察实验设计的依据和方法

摘 要：小学科学教学为学生提供了良好的科学认知途径，促进了学生良好认知能力的发展。观察实验是科学教学中重要的教学手段，对于提高科学学科教学效率具有重要作用。近年来，随着教育水平的发展，科学教学越发受到重视，各个小学开始进行专业的科学教学设备配置，为科学教学中观察实验的开展提供了基础条件。

关键词：小学;科学教学;观察实验

一、 引言

观察和实验是小学生进行科学探究的重要方式。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。因此，科学教学中，教师应该转变传统教学理念，积极对教学方式进行创新，并有效地对观察实验进行设计与应用。教师在科学教学中遵循一定的方式和依据进行科学实验设计，可以使观察实验效益最大化，使得学生在观察实验中对科学内容形成一个良好的认知，提高学生的科学认知能力，促进学生综合素养的形成。

二、 科学教学中观察实验的应用价值

《小学科学课程标准》提出：“小学科学课程的学习，使学生掌握基础科学知识和科学技能，培养学生科学思维和科学兴趣。”在小学科学教学中，教师可以利用各种观察实验促进学生进行实践，促进了学生综合素养的发展。小学科学教学中观察实验教学的价值是让学生通过自主观察、自主实验去有效地学习科学理论，促进学生科学素养的形成。一是学生进行自主探究，培养了学生的主动性。小学生正处于懵懂时期，对于很多科学现象都存在好奇感。教师展开科学观察实教学，可以充分利用学生的好奇心，让学生在实验中进行自主探究学习，以此来培养学生的学习主动性。二是促进学生科学理论的积累，提高了学生的认知能力。科学观察实验过程是学生自己动手探索，通过不断的实验去进行总结、分析的过程。学生在科学观察实验中可以密切地对实验中的每一个步骤、每一个变化进行分析，不断地推翻论点、归纳总结，深化对科学理论的了解，提高认知能力。三是科学观察实验的展开，促进学生科学素养形成。科学观察实验是学生融入环境，进行自主探究的过程，可以培养学生爱科学、爱自然、爱家乡、爱祖国的思想，促进学生良好科学素养的形成，培养了学生积极向上的人生价值观。

三、 科学教学观察实验的设计依据及操作方法

（一） 设计探索因果关系的观察实验

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，在三年级科学教学中，在学到“植物的生长变化”内容时，教师可以让学生自己动手去培养新的植物，每日观察植物的生长情况，制作植物的生长报告。学生在观察过程中得出的結论可能存在误差，教师可以给学生提出问题：为什么培养的植物与其他人生长情况不同？学生可以自主去探究。最后学生可能得出结论：因为我将它放在了屋子里，光线不足，或是我这几天给它浇了太多水。

（二） 设计证实因果关系的观察实验

科学课本上给出了很多科学理论，因此，教师在引导学生进行科学观察实验设计时，更多的是在于引导学生进行理论验证，而非理论发现。理论验证中最常见的是因果关系验证，事物有因必有果，有果也可以推因。目前在小学科学学科教学中，常使用两种观察实验设计法对因果关系进行证实，即归纳法和演绎法。归纳法从实验、观察出发，对结果进行归纳;演绎法从结论出发，利用观察和实验对结论进行证实。因此，教师在展开小学科学观察实验教学时，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。证实因果关系的科学观察实验展开，要么对教材上的科学理论进行证实，要么对科学理论进行进一步的研究，保证观察实验教学展开的效益。例如，在科学课程“磁铁能吸引什么物体”中，学生通过用磁铁对木块、纸片、铜片、铁片等吸引，在不断试验中得出科学结论：磁铁能够吸引铁片。科学学科要求学生在实验探究的过程中明白科学理论，发展学生的自我个性。观察实验是学生自己动手探索，通过不断的实验去进行总结、分析的过程。学生在观察实验中可以密切的观察到实验中的每一个变化，不断地推翻论点、不断地归纳总结，证实其中的因果关系，明白其中的科学理论。

四、 总结语

小学科学教学中展开观察实验教学对于培养学生的实践动手能力，激发学生的求知欲望具有重要作用。观察实验教学是科学学科教学的重要组成，其可以促进学生的在实践中去探索和证实科学世界中存在的因果关系，提高学生的认知能力，促进学生全面素养的发展。另外，教师作为课堂教学的引导者，在引导学生进行科学观察实验设计时应该要基于具体的理论依据，采用具体的设计方式，以此来提高科学观察实验的有效性，如，探索因果关系的观察实验中，可以基于求同法、存异法、共变法进行观察实验设计;证实因果关系的观察实验中，可以基于归纳法、演绎法进行观察实验设计。

参考文献：

[1]佚名.浅论小学科学教学观察实验设计的依据和方法[J].中国校外教育（上旬刊），2018，642（8）：124+133.

[2]吴抄金.探析小学科学教学观察实验设计的依据和方法[J].考试周刊，2017（96）：30.

作者简介：

聂晓臻，湖南省永州市，湖南省蓝山县祠堂圩中心小学。