小學(xué)科學(xué)教學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究

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摘要：在小學(xué)階段開展科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)教學(xué)是幫助小學(xué)生建立科學(xué)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)促進(jìn)小學(xué)生的全面發(fā)展有著積極作用。但是由于在實(shí)踐的教學(xué)過程中對(duì)科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)課程還沒有建立起科學(xué)的要求與規(guī)范，所以就沒有對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)課程配置相應(yīng)的儀器與設(shè)備，而觀察實(shí)驗(yàn)又是加強(qiáng)小學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)的有效途徑。因此，為了加強(qiáng)小學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識(shí)水平，教師在教學(xué)過程中就要加強(qiáng)觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)。本文就對(duì)小學(xué)科學(xué)教學(xué)中觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和實(shí)踐的方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)教學(xué)；觀察實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)依據(jù)；實(shí)踐方法

在小學(xué)階段開展科學(xué)課程是為了不斷提高小學(xué)生的科學(xué)知識(shí)素養(yǎng)，觀察和實(shí)驗(yàn)是小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的主要方法和有效手段。但由于小學(xué)生的心智還在成長階段，認(rèn)知水平有限，認(rèn)識(shí)事物一般先對(duì)事物的外部特征和一般的外部關(guān)系進(jìn)行認(rèn)知，因此教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)教學(xué)。

一、小學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)中觀察實(shí)驗(yàn)的重要性

觀察實(shí)驗(yàn)是科學(xué)活動(dòng)開展的前提，首先需要對(duì)自然界中的客觀事實(shí)及規(guī)律進(jìn)行探索和認(rèn)識(shí)，并以此作為科學(xué)探索的依據(jù)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師通過設(shè)計(jì)觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭J(rèn)知水平、個(gè)體經(jīng)驗(yàn)有限的小學(xué)生更加直觀、深刻地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)科學(xué)課程內(nèi)容，發(fā)揮出輔助教學(xué)的作用?！缎W(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出：應(yīng)注重加強(qiáng)與學(xué)生實(shí)際生活的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生從日常學(xué)習(xí)、生活中通過觀察總結(jié)分析各種科學(xué)現(xiàn)象，從而更好地理解和學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。由此可見，以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，將觀察實(shí)驗(yàn)作為開展科學(xué)教學(xué)的環(huán)節(jié)之一是很好的思路與途徑。小學(xué)生的邏輯思維、抽象思維及認(rèn)知水平處于不斷發(fā)展的階段，同時(shí)其科學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備較少，所以在學(xué)習(xí)科學(xué)課程中難免會(huì)受限于個(gè)人條件存在遲滯性。因此，通過觀察實(shí)驗(yàn)豐富學(xué)生的客觀事實(shí)經(jīng)驗(yàn)，使其能夠有所準(zhǔn)備地理解課本中的知識(shí)，更加有利于提高教學(xué)的時(shí)效性。首先，科學(xué)理論的科學(xué)性、合理性需要以觀察實(shí)驗(yàn)所得的事實(shí)數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)，教師圍繞教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)觀察實(shí)驗(yàn)并指導(dǎo)學(xué)生親身參與其中，使其獲得經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，并能夠有效結(jié)合自身所具備的知識(shí)促進(jìn)正遷移學(xué)習(xí)，不僅完善了學(xué)生原有相關(guān)的知識(shí)系統(tǒng)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神也有顯效，樹立學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的科學(xué)態(tài)度，以所觀察的事實(shí)檢驗(yàn)書本知識(shí)更能加強(qiáng)印象，從而促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展；其次，觀察實(shí)驗(yàn)是學(xué)生帶著一定具體目標(biāo)展開的活動(dòng)，能夠促進(jìn)其觀察、分析、總結(jié)及驗(yàn)證的邏輯思維能力的發(fā)展，在這一過程形成系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，而不是片面、間接、單純地接受經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，既滿足了小學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心與求知欲，又適時(shí)培養(yǎng)了其實(shí)踐能力與探究思維，有助于促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

二、觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和操作方法

（一）加強(qiáng)證實(shí)因果關(guān)系的觀察實(shí)驗(yàn)

就一般證實(shí)因果關(guān)系的觀察實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證方法來看，都是通過對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象與特點(diǎn)進(jìn)行歸納與演繹而得出其內(nèi)在的因果關(guān)系。在觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)用歸納法就可以掌握科學(xué)知識(shí)，使學(xué)生能夠充分認(rèn)識(shí)和理解科學(xué)知識(shí)，能夠有效說明小學(xué)科學(xué)知識(shí)是具有很強(qiáng)的普遍性和共性，增加學(xué)生參與觀察實(shí)驗(yàn)和科學(xué)教學(xué)的積極性。通過演繹法來對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生通過在逐步的實(shí)驗(yàn)中對(duì)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，可以有效地增強(qiáng)科學(xué)知識(shí)的可靠性和可行性。雖然歸納法與演繹法對(duì)于促進(jìn)觀察實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有積極的促進(jìn)作用，但二者之間還存在較大的差異。歸納法是通過學(xué)生的觀察與實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，從而對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)結(jié)論進(jìn)行歸納；而演繹法則是從科學(xué)教材中的結(jié)論出發(fā)，通過設(shè)計(jì)和實(shí)際觀察實(shí)驗(yàn)來對(duì)該結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證，看該結(jié)論是否合理。因此，在小學(xué)階段的科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)中，為了能夠提高學(xué)習(xí)的有效性，使小學(xué)生掌握一定的科學(xué)知識(shí)，教師可以向?qū)W生傳授一般性的科學(xué)理論，并能同實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來設(shè)計(jì)和選用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例，使小學(xué)生能夠通過觀察實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生正確的認(rèn)識(shí)。但需要注意，教師在設(shè)計(jì)和踐行實(shí)驗(yàn)時(shí)要保證實(shí)驗(yàn)案例的合理性和科學(xué)性。

（二）充分發(fā)揮學(xué)生的知覺特性進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在小學(xué)階段對(duì)科學(xué)教學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要結(jié)合教材設(shè)置內(nèi)容，還要遵循小學(xué)生認(rèn)知外部世界的感覺與知覺上的特點(diǎn)與規(guī)律，使學(xué)生能夠調(diào)動(dòng)其感官系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知與情感體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)良好的科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。所以教師在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)要注意將學(xué)生的感官系統(tǒng)調(diào)動(dòng)起來，使學(xué)生能夠參與到教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生積極的興趣與求知欲。在應(yīng)用該方法對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)踐時(shí)，教師要注意遵循以下原則：（1）對(duì)象放大化。小學(xué)生的認(rèn)知水平有限，教師要將觀察實(shí)驗(yàn)中的對(duì)象進(jìn)行合理的放大化，尤其是要將關(guān)鍵特點(diǎn)采取放大化的處理方式，這樣學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)中就可以準(zhǔn)確地把握事物特點(diǎn)。（2）對(duì)象有機(jī)轉(zhuǎn)化。小學(xué)生的認(rèn)知水平較低，尚未培養(yǎng)起良好的邏輯思維能力，教師要注意將觀察實(shí)驗(yàn)中不清晰的對(duì)象向清晰化轉(zhuǎn)化，將抽象的概念用更加具象化的形象展示出來，使學(xué)生能夠通過更加直觀的形象獲得科學(xué)認(rèn)知。（3）對(duì)象之間和實(shí)驗(yàn)的對(duì)比。通過在觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)更具對(duì)比特征的實(shí)驗(yàn)，可以使事物的特征更加明顯，學(xué)生更容易形成科學(xué)認(rèn)知。

（三）加強(qiáng)探索因果關(guān)系的觀察實(shí)驗(yàn)

科學(xué)研究的目的是為了發(fā)現(xiàn)自然中各種變化的因果關(guān)系，一般使用歸納法。在小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)中，主要以歸納法為思想設(shè)置實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)客觀的因果關(guān)系，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。根據(jù)小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)特點(diǎn)，一般采用的方法有如下三種：（1）求異法。這種方法指的是針對(duì)某個(gè)因素的存在與否而造成特定現(xiàn)象的產(chǎn)生與消失進(jìn)行觀察與對(duì)比。設(shè)置觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在相異環(huán)境中選擇差異性較大的現(xiàn)象進(jìn)行觀察。（2）求同法。這種方法指的是在相異環(huán)境中，存在共同因素的同時(shí)也存在共同的現(xiàn)象，就可認(rèn)為此因素是這個(gè)現(xiàn)象存在的原因。在小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)中有許多具體概念，為了發(fā)現(xiàn)同類事物或現(xiàn)象的共同因素，可采取求同法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，在觀察、實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)它們的共同因素。（3）共變法。這種方法指的是當(dāng)某個(gè)因素的變化與否會(huì)引起特定現(xiàn)象的變化，就可認(rèn)為這個(gè)因素與此現(xiàn)象之間存在因果關(guān)系。在針對(duì)小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)中存在互相影響關(guān)系的概念設(shè)置觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，可采取共變法。設(shè)置實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要以包含特定規(guī)律的觀察實(shí)例為基礎(chǔ)，改變某個(gè)因素后研究對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象變化，從而發(fā)現(xiàn)兩者之間的因果關(guān)系。歸納法中幾種不同的思維模式具有著各自的特點(diǎn)，在設(shè)置觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照科學(xué)教學(xué)的對(duì)象與目的等具體因素，選取恰當(dāng)?shù)姆椒??？偠灾ㄟ^對(duì)小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂的觀察，可以得知開展小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程是為了能夠?qū)ζ渲写嬖诘囊蚬P(guān)系進(jìn)行求證與證實(shí)。教師通過不斷完善觀察實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，對(duì)影響觀察實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐中的影響因素進(jìn)行分析，并能在設(shè)計(jì)和踐行觀察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)進(jìn)行改進(jìn)與干預(yù)，進(jìn)而提高觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)踐的科學(xué)性與合理性，從而促進(jìn)小學(xué)生主動(dòng)積極地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，促進(jìn)小學(xué)生的全面發(fā)展。

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作者：李軍 單位：江蘇省張家港市泗港小學(xué)