小学科学教学观察实验设计研究

摘要：在小学阶段开展科学观察实验教学是帮助小学生建立科学认识的基础，对促进小学生的全面发展有着积极作用。但是由于在实践的教学过程中对科学观察实验课程还没有建立起科学的要求与规范，所以就没有对观察实验课程配置相应的仪器与设备，而观察实验又是加强小学生科学认识的有效途径。因此，为了加强小学生的科学认识水平，教师在教学过程中就要加强观察实验进行科学、合理的设计。本文就对小学科学教学中观察实验设计的依据和实践的方法进行探讨。

关键词：小学科学教学；观察实验；设计依据；实践方法

在小学阶段开展科学课程是为了不断提高小学生的科学知识素养，观察和实验是小学生学习科学知识的主要方法和有效手段。但由于小学生的心智还在成长阶段，认知水平有限，认识事物一般先对事物的外部特征和一般的外部关系进行认知，因此教师要根据学生的认知特点进行科学教学。

一、小学生科学认识中观察实验的重要性

观察实验是科学活动开展的前提，首先需要对自然界中的客观事实及规律进行探索和认识，并以此作为科学探索的依据。在小学科学教学中，教师通过设计观察实验能够帮助认知水平、个体经验有限的小学生更加直观、深刻地认识和学习科学课程内容，发挥出辅助教学的作用。《小学科学课程标准》中明确指出：应注重加强与学生实际生活的联系，引导学生从日常学习、生活中通过观察总结分析各种科学现象，从而更好地理解和学习课程内容。由此可见，以课程标准为依据，将观察实验作为开展科学教学的环节之一是很好的思路与途径。小学生的逻辑思维、抽象思维及认知水平处于不断发展的阶段，同时其科学知识储备较少，所以在学习科学课程中难免会受限于个人条件存在迟滞性。因此，通过观察实验丰富学生的客观事实经验，使其能够有所准备地理解课本中的知识，更加有利于提高教学的时效性。首先，科学理论的科学性、合理性需要以观察实验所得的事实数据作为参考依据，教师围绕教学内容设计观察实验并指导学生亲身参与其中，使其获得经验性知识，并能够有效结合自身所具备的知识促进正迁移学习，不仅完善了学生原有相关的知识系统，对培养学生的科学精神也有显效，树立学生严谨、客观的科学态度，以所观察的事实检验书本知识更能加强印象，从而促进学生认知水平的发展；其次，观察实验是学生带着一定具体目标展开的活动，能够促进其观察、分析、总结及验证的逻辑思维能力的发展，在这一过程形成系统性认识，而不是片面、间接、单纯地接受经验性知识，既满足了小学生强烈的好奇心与求知欲，又适时培养了其实践能力与探究思维，有助于促进学生全面发展。

二、观察实验设计的依据和操作方法

（一）加强证实因果关系的观察实验

就一般证实因果关系的观察实验的验证方法来看，都是通过对实验中的现象与特点进行归纳与演绎而得出其内在的因果关系。在观察实验设计的过程中应用归纳法就可以掌握科学知识，使学生能够充分认识和理解科学知识，能够有效说明小学科学知识是具有很强的普遍性和共性，增加学生参与观察实验和科学教学的积极性。通过演绎法来对观察实验进行设计，学生通过在逐步的实验中对科学知识进行验证，可以有效地增强科学知识的可靠性和可行性。虽然归纳法与演绎法对于促进观察实验的设计有积极的促进作用，但二者之间还存在较大的差异。归纳法是通过学生的观察与实验实现其目标，从而对实验进行总结，并对结论进行归纳；而演绎法则是从科学教材中的结论出发，通过设计和实际观察实验来对该结论进行验证，看该结论是否合理。因此，在小学阶段的科学知识学习中，为了能够提高学习的有效性，使小学生掌握一定的科学知识，教师可以向学生传授一般性的科学理论，并能同实验结合起来设计和选用科学的实验设计案例，使小学生能够通过观察实验对科学知识产生正确的认识。但需要注意，教师在设计和践行实验时要保证实验案例的合理性和科学性。

（二）充分发挥学生的知觉特性进行科学教学的观察实验设计

在小学阶段对科学教学观察实验进行设计时，不仅要结合教材设置内容，还要遵循小学生认知外部世界的感觉与知觉上的特点与规律，使学生能够调动其感官系统进行认知与情感体验，从而实现良好的科学观察实验教学效果。所以教师在设计教学内容时要注意将学生的感官系统调动起来，使学生能够参与到教学活动中，对观察实验产生积极的兴趣与求知欲。在应用该方法对观察实验进行设计和实践时，教师要注意遵循以下原则：（1）对象放大化。小学生的认知水平有限，教师要将观察实验中的对象进行合理的放大化，尤其是要将关键特点采取放大化的处理方式，这样学生在观察实验中就可以准确地把握事物特点。（2）对象有机转化。小学生的认知水平较低，尚未培养起良好的逻辑思维能力，教师要注意将观察实验中不清晰的对象向清晰化转化，将抽象的概念用更加具象化的形象展示出来，使学生能够通过更加直观的形象获得科学认知。（3）对象之间和实验的对比。通过在观察实验设计中设计更具对比特征的实验，可以使事物的特征更加明显，学生更容易形成科学认知。

（三）加强探索因果关系的观察实验

科学研究的目的是为了发现自然中各种变化的因果关系，一般使用归纳法。在小学阶段的科学教学设计中，主要以归纳法为思想设置实验，发现客观的因果关系，提高学生的科学素养。根据小学阶段的科学教学特点，一般采用的方法有如下三种：（1）求异法。这种方法指的是针对某个因素的存在与否而造成特定现象的产生与消失进行观察与对比。设置观察实验时，应当在相异环境中选择差异性较大的现象进行观察。（2）求同法。这种方法指的是在相异环境中，存在共同因素的同时也存在共同的现象，就可认为此因素是这个现象存在的原因。在小学阶段的科学教学中有许多具体概念，为了发现同类事物或现象的共同因素，可采取求同法进行实验的设置，在观察、实验的过程中发现它们的共同因素。（3）共变法。这种方法指的是当某个因素的变化与否会引起特定现象的变化，就可认为这个因素与此现象之间存在因果关系。在针对小学阶段的科学教学中存在互相影响关系的概念设置观察实验时，可采取共变法。设置实验时，需要以包含特定规律的观察实例为基础，改变某个因素后研究对应的现象变化，从而发现两者之间的因果关系。归纳法中几种不同的思维模式具有着各自的特点，在设置观察实验时，应当按照科学教学的对象与目的等具体因素，选取恰当的方法。总而言之，通过对小学科学实验教学课堂的观察，可以得知开展小学实验教学课程是为了能够对其中存在的因果关系进行求证与证实。教师通过不断完善观察实验的设计与实践，对影响观察实验的设计和实践中的影响因素进行分析，并能在设计和践行观察实验活动时进行改进与干预，进而提高观察实验设计和实践的科学性与合理性，从而促进小学生主动积极地学习科学知识，促进小学生的全面发展。

参考文献

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［2］任凤芹．有效促进学生能力发展的小学科学教学方式实验设计［J］．当代教师教育，2012（2）．

［3］周敏丽．小学科学实验教学有效性方法探微［J］．当代教育论坛（教学研究），2011（7）．

［4］岳金贵．浅谈如何搞好小学科学教学的实验设计［J］．学周刊，2015（19）．

［5］叶宝生．小学科学教学观察实验设计的依据和方法［J］．课程．教材．教法，2013（12）

作者：李军 单位：江苏省张家港市泗港小学