小学科学教学观察实验设计的依据和方法探索

张晶

摘  要：在小学科学的教学过程中，观察是获得科学知识最直观的方式。通过观察，可以观察到事物的发展规律。本文对小学科学的观察实验的作用做出了论述，并对有效开展小学科学教学中观察实验的有效措施做出列举。

关键词：小学科学;观察实验;因果关系

一、引言

小学科学的教学目标是培养学生的科学素养，以科学的态度去看待事物。在科学教学中，觀察和试验是进行科学教学的最基础的方式。小学的科学教学强调将教材中的知识点与实际生活相结合，主要对事物的表面特征与变化有一个初步的了解。

二、小学科学观察实验的作用

相比于初高中的实验，小学的科学实验没有过于硬性的规定，因此所设置的相关实验设备相对要少。在科学教材的编写上对科学实验的设计上具有很大的自由性。然而在实验内容和实验流程上并未明确说明，学生在学习过程中很容易造成困惑。观察实验教学法是小学科学教学最重要的方式之一，能够有效的吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。与此同时，观察实验还将教材中的内容与实际生活紧密联系起来，使学生在课堂中的主体地位被显露，教师处于引导者的地位，引导学生进行学习，将教材中的知识点牢固记忆，提高学生的学习能力，使学生得到全面发展。此外，在小学科学教学中，观察实验可以增加学生的知识储备，在实验过程中将理论知识用真实的现象表现出来，提高了学生对知识点的接受度，有效开阔学生的视野，使其形成认真的学习态度。

三、观察实验设计的依据和方法

（一）寻找事件的因果关系

在现实生活中，事物之间都有着一定的联系，科学研究中的事物都是相辅相成的，因此在设计观察实验时遵循一定的因果关系是一种较为合理的设计方法。寻找事物之间的因果关系的主要方式是通过一定的科学归纳，对实验结果进行有效的归纳总结，进一步得出正确的结论。寻找事物因果关系的实验设计方法主要有以下几种：求同存异法、共同变化法。求同存异法即创造多个不同的实验情形来验证同一个科学理论的正确性以及运用一个理论验证在不同情形下产生的效果。教师与学生在实验过程中对所得结论进行总结，形成科学的认识流程。共同变化法是指在实验条件相同的情况下，一个因素会随着另外一个因素的变化而变化，验证两个因素的因果关系。在利用共同变化法进行实验时，应将学生分成小组，在小组内部形成统一的结论。如在热辐射的学习中，教师向学生提供现实生活中随处可见的案例：蜡烛的燃烧过程、火炉的工作过程、白炽灯以及太阳等等。教师在组织学生进行观察时，应与观察对象相隔一定的距离，以验证科学理论的正确性。学生得出的观察结果为，在相隔一段距离观察时，会感觉到热量。需要注意的是，在试验过程中，教师应尽可能多的提供观察案例，在每一个案例下形成一个结论，得出“热量可以传递”这样的结论。在这个实验过程中，通过科学的归纳推理对科学有了一定的认识，对得出的结论归纳为，存在一种热量传递方式称为热辐射，使事物之间的因果关系被证实。

（二）证实事物之间的因果关系

在小学科学观察实验的过程中，证实事物的因果关系主要运用演绎法。通过对事物的演绎，证实事物之间所存在的因果关系。运用演绎法对事物进行情境再现，以增加事物之间因果关系的可信度。演绎法通常是从结论入手，通过观察试验进行情境模拟，以验证结论的正确性。如进行热胀冷缩的学习中，“物体受热膨胀，铁球作为物体被加热，在加热过程中，铁球会膨胀。”这是从一般思维角度进行的演绎推理，在“物体受热膨胀”的前提下，提供铁球，在加热过程中观察其体积的变化。由于固体在受热状态下体积变化不明显，一般会用圆环来验证结论的正确性。实验过程中可以观察到，在室温条件下，铁球可以穿过圆环，加热后铁球不能穿过圆环。由此可以得出结论：铁球遇热膨胀。这是运用演绎法证实事物之间的联系，从科学的角度看，得到符合实际的科学理论，提高了其可信度。若实验结论不符合科学理论，则可以提出质疑。

（三）利用学生的感官特性

在小学科学观察实验的设计中，应充分利用学生的主观感官特性，以达到科学的实验效果。在实验过程中，应充分运用学生的感觉系统，使学生对实验有充分的感知。在设计实验过程中，要考虑到学生的主观选择性，以激发学生的学习兴趣和对科学理论探索的欲望，以达到科学教学的预期目标。如，有理论表明，人的听觉范围是二十赫兹到两万赫兹，直觉是人体对外界事物直接作用于身体本身产生的对事物的感知。在实验过程中，还可以借助实验工具对实验结果有更直观的认识。与此同时在学生对事物的认知上也有了一个新的高度。因此，在设计实验的过程中，应根据具体的实验内容选择适当的实验方法，以达到实验的最终目标。

四、结论

在小学科学教学的过程中，观察实验对学生进行科学的学习有着重要的作用。学生通过观察，对事物的变化有了直观的认识，对事物之间的因果关系有了探索的欲望，以得出正确的理论。这对小学生的身心发展非常有利，进而提高教学质量。

参考文献

[1]刘蔚兰.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，2018（22）：118+127.