科学教学观察实验设计研究

何志辉

在小学课程设置中，小学科学应该是一门很重要的课程，小学科学能够不断提高小学生的科学知识素养以及探究能力，其中以观察和实验为小学生学习科学知识的主要方法和有效手段。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。

在小学科学教学中，观察实验是其中的重要教学方式。科学的主要学习方式是观察和实验。学习科学课的过程，是从观察现象，动手实验出发，经过形象思维和抽象思维形成概念、规律，然后再回到实践中去进行检验和运用，是“实践—认识—再实践—再认识”的过程。基于此，教师需要对观察实验进行科学的设计，以提高学生的科学探究能力。本文主要围绕小学科学教学观察实验设计进行研究。

一、在科学教学中，观察实验的主要作用

在小学科学教学中，一般是采用探究式的学习方式，由此可知，在小学科学课程学习中，观察实验在其中能够发挥较大的作用。在小学科学学科的设置上，我国教育部门更重视课程与生活实际的联系，所以对教学活动也没有提出较为明确的规定或者要求，也没有对仪器和设备进行规定。众所周知，科学理论不是空穴来风的，它是基于事实而言的，有以下两种状态，一种是科学经验事实，另一种是客观事实，这两者之间有着较大的区别，也有着密切的联系。在科学认知方面，小学生因为年龄较小，知识储备不够丰富，社会阅历较浅等原因，所以他们的科学认知还不够完善。故此，在科学教学中，就需要通过观察实验加强学生的科学认知。在科学教学活动中，观察实验的作用体现在以下几方面：（1）通过开展观察实验，可以论证一些科学理论的合理性。在教学过程中，通过对事物的观察以及实验，就能够得出相应的结论，这个结论便是对科学理论的检验。（2）通过开展观察实验，可以加深学生对科学理论的理解。小学生有着强烈的好奇心，他们对许多新奇的事物都充满着好奇，而在科学教学中，通过观察实验，就能够增强学生的探究能力，加深他们对科学理论的认知。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。

二、观察实验设计的依据和方法

1.探究因果关系的实验设计

万事万物有因有果，在自然界中，任何事物都有着一定的联系。故此，在观察实验中，教师可以引导学生去探究因果关系。那么在探究因果关系的观察实验中，教师可以根据科学归纳法，让学生对实验中的现象进行归纳。如，在“周围的空气”教学中，在没有专业实验仪器的情况下，教师可以准备一些简单的工具来展开实验，如扇子、塑料吸管、土块、粉笔、大烧杯等等。首先，采用求同法。通过创设不同的情境，那么就会产生不同的实验现象，然后让学生根据这些实验现象进行观察，并让他们进行归纳，这样就可以培养他们的推理能力，使他们对科学的知識有着更好的认知。其次，采用求异法。在观察实验中，教师可以开展不通过的实验，然后让学生来进行比较，让学生探究是哪些因素对实验产生了作用。再通过多方验证与对比，就能够使学生获得相关的结论。最后，采用共变法。也就是在条件相同的基础上，一个因素的变化受其他因素的变化所影响，那么教师可以让学生对两个因素进行探究，探究其是否具有因果联系。在这个过程中，就需要将学生分为若干小组，以小组为单位开展实验。

2.验证因果关系的实验设计

在许多科学理论中，都存在着一定的因果关系，那么在对这些因果关系进行验证时，就需要以客观事实为根据，然后采用演绎法来进行实验教学。通过运用归纳法，帮助学生得出与实验有关的理论知识，让学生能够对科学知识有所掌握。而采用演绎法，则是要求教师以科学结论为依据来进行实验，再对实验进行验证。

如，在“电磁铁的磁力”的实验教学中，教师可以准备以下器材，电池若干、回形针若干、大小铁钉若干等。在对电磁铁的磁力大小与哪些因素有关进行验证时，教材给出了相应的结论，那就是与电池的节数有关，也即是电池越多，那么电磁铁的磁性就会越强。教师可以根据这个结论来引导学生进行分组实验，让每一个小组使用不同的电池节数开展实验，再让各组观察自己的实验现象，以实现对结论的验证，这样就能够提高他们的探究能力。

3.利用学生的知觉特性的实验设计

在进行观察设计时，教师需要了解学生的知觉特点，并以他们的知觉特点规律为根据进行实验设计，这样才能够发挥观察实验的作用。在观察环节，就可以将学生的感觉系统以及知觉系统调动起来，从而让学生对实验有一个更好的感知。在实验设计之前，教师需要对学生的知觉选择性进行考虑，这样就能够有效激发他们的实验兴趣以及探究欲望。在利用学生的知觉特性进行实验设计时，教师需要遵循以下几种方法，（1）放大法。也就是教师将实验对象进行放大，使学生对观察对象的结构特点有着直观的认识。（2）转换法。也就是采取相应的方法将观察对象进行转换，由不清晰转换为清晰。（3）对象之间和实验的对比法。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。

综上，在小学教育体系中，科学教学能够提升学生的科学认知能力，对他们今后的发展有着较大的影响。而在小学科学教学中，观察实验是其中的重要方法，可以让学生对科学理论有着更深刻的认知。在观察实验设计之时，教师可以探究因果关系来进行实验设计;可以通过验证因果关系来进行观察实验设计;还可以利用学生的知觉特性来进行实验设计。如此，就能够将观察实验的作用更好地发挥出来。附带多说一句，我们科学教师就是丰富的科学资源，在科学实验教学过程中要不断地开发这个很有用的资源，科学教师的素养提高了，学生的科学素养也就会提高的。

【作者单位：漳浦县绥安中心学校福建】