小學(xué)科學(xué)教學(xué)觀察實(shí)驗設(shè)計的依據(jù)和方法

付紅梅

摘要：目前小學(xué)科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)是為小學(xué)生提供良好的科學(xué)認(rèn)知方向，而觀察實(shí)驗對科學(xué)教學(xué)有著十分關(guān)鍵的作用。雖然中國教育部門并無明確規(guī)定和限定小學(xué)科學(xué)教學(xué)的觀察實(shí)驗具體內(nèi)容和要求，也未能配備相關(guān)的儀器和設(shè)備，但觀察實(shí)驗是在教學(xué)過程中是不可或缺的。因此教師應(yīng)該科學(xué)有效地設(shè)計觀察實(shí)驗，以完成小學(xué)科學(xué)的實(shí)際教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；教學(xué)觀察；實(shí)驗設(shè)計；方法

觀察和實(shí)驗是作為小學(xué)生探究科學(xué)的重要過程，教師一定要遵循相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)和方法，傳授學(xué)生科學(xué)課程，以此來實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)知科學(xué)的教學(xué)目的。本文主要圍繞就小學(xué)科學(xué)教學(xué)觀察實(shí)驗設(shè)計的依據(jù)和方法作簡要分析。

一、觀察實(shí)驗在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用

小學(xué)生的科學(xué)課程學(xué)習(xí)主要內(nèi)容是以探究式學(xué)習(xí)為主，因此觀察實(shí)驗對小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)課程具有重要的輔助作用。而科學(xué)理論是以事實(shí)為基礎(chǔ)的，主要分為客觀事實(shí)和科學(xué)經(jīng)驗事實(shí)兩種情況?？陀^事實(shí)與科學(xué)經(jīng)驗事實(shí)存在較大的區(qū)別，二者不等同，但又存在密切的聯(lián)系，客觀事實(shí)是科學(xué)經(jīng)驗事實(shí)的基礎(chǔ)。小學(xué)生對科學(xué)課程缺乏著足夠的認(rèn)知，同時也缺乏著相對嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式，因此，小學(xué)生通過觀察實(shí)驗來加強(qiáng)科學(xué)認(rèn)知是十分必要的。觀察和實(shí)驗在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動過程中的作用具體表現(xiàn)在兩個層面上：首先，觀察實(shí)驗可以驗證科學(xué)理論的相對合理性。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，教師和學(xué)生通過觀察和實(shí)驗具體事物，進(jìn)而總結(jié)出相應(yīng)的結(jié)論，其結(jié)論正是對科學(xué)理論的一種具體驗證，從而可以更加鞏固學(xué)生對科學(xué)理論的認(rèn)知程度；其次，觀察實(shí)驗?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對科學(xué)理論的理解。小學(xué)生都是有著很強(qiáng)烈的好奇心，而學(xué)生通過一定的觀察實(shí)驗，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)學(xué)科的主動性及積極性，進(jìn)而提升學(xué)生的動手動腦能力，有利于加強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)理論的具體理解。

二、觀察實(shí)驗設(shè)計的依據(jù)和實(shí)踐操作方法

（一）探尋因果關(guān)系的觀察實(shí)驗

眾所周知科學(xué)世界的各項事務(wù)都有著直接或間接的因果關(guān)系，因此實(shí)驗設(shè)計需要嚴(yán)格遵循因果聯(lián)系，這是一種相對合理的實(shí)驗方式。這樣的觀察和實(shí)驗設(shè)計主要依據(jù)的是科學(xué)歸納法。盡管科學(xué)理論中的科學(xué)歸納并不屬于是絕對的歸納，但是通過有效的歸納總結(jié)，能夠推理出相關(guān)內(nèi)容，以證實(shí)科學(xué)理論的合理性與準(zhǔn)確性。探尋因果關(guān)系的觀察和實(shí)驗設(shè)計方法主要有以下三種，即：求同法、求異法、共變法。首先求同法，即創(chuàng)設(shè)不同情境來設(shè)計出多個實(shí)驗，然后去驗證一個科學(xué)理論的正確性。師生通過此種方法進(jìn)行總結(jié)歸納和推理，從而完成對科學(xué)認(rèn)識的過程；其次求異法，即在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗過程中，驗證一個因素對實(shí)驗產(chǎn)生的不同的影響，從而將多種不同實(shí)驗進(jìn)行直接對比，以總結(jié)出較為正確的結(jié)論；最后共變法，就是在基礎(chǔ)條件相同的情況上，一個因素與另一個因素之間發(fā)生著多種變化層面，然后判定對兩個因素是否存在著因果聯(lián)系。在此實(shí)驗過程中，需要教師安排學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗，最后根據(jù)判定結(jié)果得到統(tǒng)一結(jié)論。例如在介紹科學(xué)實(shí)驗有關(guān)磁鐵的教學(xué)過程中，要求針對性驗證磁鐵的兩極，而教材中主要就提供兩條線，懸掛住一根條形磁鐵上，然后利用磁鐵的不同位置吸附上去的回形針數(shù)量來判斷兩極磁力的強(qiáng)度，然后然后這樣的設(shè)計是明顯有著不足之處，存在著很多干擾問題，因此可以用到先進(jìn)的杠桿尺來對懸掛的磁鐵進(jìn)行針對性的改造，這樣能夠穩(wěn)定住懸掛的磁鐵，讓后續(xù)的實(shí)驗?zāi)軌蚋苯?，也能通過這個實(shí)驗對磁鐵有更深的認(rèn)知。

（二）證實(shí)因果關(guān)系的觀察實(shí)驗

證實(shí)因果關(guān)系的觀察實(shí)驗依據(jù)和方法主要依據(jù)是歸納法與演繹法。歸納法的觀察實(shí)驗設(shè)計能夠讓師生明白一般性的因果關(guān)系原理，即能夠知曉科學(xué)認(rèn)識的普遍性和共性。演繹法的觀察實(shí)驗設(shè)計能夠增強(qiáng)科學(xué)理論的可信度，以更深層次的保證科學(xué)學(xué)原理的正確性。歸納法主要的方向是從觀察和實(shí)驗出發(fā)，進(jìn)而進(jìn)行有效歸納出相關(guān)結(jié)論；而演繹法的研究方式是從結(jié)論出發(fā)，通過觀察和實(shí)驗來驗證結(jié)論。因此在中國小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，開展觀察實(shí)驗教學(xué)時一定要以一般性的科學(xué)理論作為基礎(chǔ)，觀察實(shí)驗設(shè)計要選擇與科學(xué)理論相聯(lián)系的合適實(shí)驗案例，以保證實(shí)驗的準(zhǔn)確性和客觀性。在我國小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，設(shè)計合理的觀察實(shí)驗的主要依據(jù)的方法就是歸納法和演繹法，兩種方法雖然有著明顯的區(qū)別，但都能夠為證實(shí)科學(xué)原理提供必要的支持。例如在學(xué)習(xí)小學(xué)科學(xué)課程有關(guān)水和空氣時有個有關(guān)空氣占據(jù)空間的實(shí)驗，要求的是杯子內(nèi)塞一定的紙巾，然后倒扣入水中，最后取出的紙巾的狀態(tài)是干的。這是一個相當(dāng)經(jīng)典的科學(xué)實(shí)驗，但是實(shí)際上也存在著一定的問題，主要是紙巾容易濕，不便操作、現(xiàn)象不夠明顯。因此在這個實(shí)驗可以作出相應(yīng)的改變，可以用廢舊的礦泉水瓶裁剪至上半部分，然后取一半水槽水，接下去底幾滴紅墨水，這樣所產(chǎn)生的現(xiàn)象就可以比較直觀，而且我們都知道這個實(shí)驗的原理和結(jié)論，因此通過這樣直觀地設(shè)計實(shí)驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生有著更清晰地認(rèn)識。

結(jié)束語

綜上所述，觀察實(shí)驗直接影響著小學(xué)生進(jìn)行科學(xué)學(xué)科教學(xué)，其不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)正確的認(rèn)知，還能引起學(xué)生對科學(xué)探索的興趣和欲望。通過實(shí)際的觀察和具體的實(shí)驗，學(xué)生可以分析出科學(xué)理論的具體緣由，從而總結(jié)出正確的科學(xué)理論。因此在小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中，教師需要嚴(yán)格按照實(shí)際需要，根據(jù)具體的科學(xué)內(nèi)容，選擇合適有效的觀察和實(shí)驗方法。

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