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小学科学教学实验设计的依据和方法

发表时间：2020/8/10 来源：《文化时代》2020年6期作者：杨洁穆高

[导读]

四川省泸州市合江县甘雨镇黄桷小学校


        随着课程改革的推进和深入，小学科学课程不断得到重视，科学教学在学生发展中的这两方面重要作用愈加明显：一是培养学生的钻研探索精神；二是高效提升学生的科学认知水平。其中，实验在科学教学中具有重大作用，对学生实践能力与创新能力的提升也具有巨大的推动作用。所以，教师应当在教学过程中有效合理地做好实验设计，融洽地并入课堂教学中。本文即是笔者对小学科学教学实验设计的依据和方法的见解。

        新时代下的学生思维活跃，可塑性较强，而且和实验是小学学生研究科学的主要方式，所以小学教师应该在尊重科学规律的基础上着眼于培养学生的科学意识，注重于引导学生进行科学探究。本文是笔者依据多年来形成的科学教学经验，总结出了实验的几点重要作用，还总结了一些实验设计的依据和方法。

        一、小学科学教学中实验的重要性

        科学课程主要以探究为主，所以在进行实验的时候也应该让学生注重探究，注重把科学这门学科与实际生活联系在一起，让学生能够在课余的时间周围的环境来发现科学的存在。科学理论本身就是基于事实而言的，但是二者之间又有一定的差别，因为小学生的思维认知不够完善，所以在教学的过程中更应该引导学生进行实验，从而加强学生的科学认知。实验在小学科学教学中，主要表现出两个方面的作用：首先是让同学们通过实验来验证科学理论的合理性；其次是让同学们能够在理论知识的基础之上进行更加深刻的研究，从而形成自己独特的理解。小学生对万事万物都充满好奇，通过实验可以促进学生对科学探究的积极主动性，从而发展学生的动手能力和动脑能力，开拓学生的眼界，让学生增长生活经验，进行迁移学习，建立起科学严谨的学习态度，让科学能更好地为学生的生活服务。

        二、小学科学教学实验设计的依据和有效方法

        （一）使用科学归纳法，根据结果探索原因

        世界上任何事物之间都有一定的联系，万事万物都存在着因果关系，所以重视原因和结果也是探索科学真理的关键所在。根据事物之间的因果关系来设计科学实验是一种非常有效的方法，小学生设计实验时的主要依据就是科学归纳法，虽然科学理论中的科学归纳与其他学科的归纳有所不同，但是经过同学们的有效归纳，仍可以得出进一步的相关推理，从而可以验证科学理论的正确性，保证验证过程的严谨。在根据结果探索原因的时候，主要会从三个不同的途径来完成实验探究的过程：

        首先，要找到这些科学理论中相同的部分，教师在帮助同学们创建实验情景的时候，可以根据不同的场景，创造不同的实验过程，让同学们实验产生的现象，利用科学归纳法对这些实验现象进行归纳分析和总结，从而找到其中的共同点。例如，在验证木条、金属条、塑料条的硬度时，可以拿这三个小条去划纸，实验的过程中尽可能地使用相同大小的力，可以证明的是这三个小条都能把纸划破，说明这三种小条有一个共同点就是硬度比纸大，都会给纸造成不同程度的损伤。

        其次，找到这些科学理论中不同的部分，仍然让学生通过实验的方式，对不同实验之间的现象进行对比和验证，找到不同实验结果产生的不同作用，把不同实验现象进行对比，从而得出正确的结论。

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以三种不同小条实验为例，我们用小刀分别在三个小条上面用同样的力气划一刀，而三个小条会存在不同程度的损伤，塑料条的损伤程度是最大的；其次是木条；损伤程度最小的是金属条，所以说这三个小条的材料的硬度不同，而且硬度越大的小条，就越能防止别的物体破坏它的表面。

        第三种实验设计方法，就是对实验的区别和联系进行对比，要找到一个确定的因素，然后探究另一个因素在变化的过程中是否会对实验结果产生变化进行有效的判定，这种方法也可以称之为控制变量法，既能发现实验的共同点，也能发现实验的不同点。在此实验过程中，教师可以组织学生进行小组共同实验，既可以缩短课堂时间，同时又可以避免同学们因为思路不清晰导致不必要的错误。例如：在我们日常的生活中，木头和金属也都有软硬的差别，塑料制品也是如此，我们可以选择不同硬度的塑料条（切下塑料瓶的一条和生活中常见的一次性塑料吸管）来进行实验，探究不同塑料软硬程度的不同对结果造成的影响。所以，大部分情况下在研究精密的材料的硬度时，科学家会使用专门的仪器来测量，并不是依靠简单的手工实验来完成的。

        （二）应用演绎推理法，遵循过程探究结果

        在小学科学的实验中，还有很多实验都已经给出了具体的过程，为了让同学们能够更加清楚这个实验结果的由来，教师可以引导学生应用演绎推理的方法来验证科学实验的合理性，为的是让同学们在教师的帮助下做好前期的准备工作。例如，在进行“电”的实验时，如果同学们不能在教师的帮助之下排除仪器的缺失和故障，很有可能会因为仪器的不齐全、电池没有电、仪器有其他故障而出现实验失败的现象。同学们充分利用实验工具，在清晰的实验步骤的指导之下按部就班地推导出实验的理论结果，这也是证实结果的一个过程，可以让同学们发现科学认知的普遍性。实验的设计一定要选择与科学理论相联系的材料进行试验，最好是在学生生活中比较常见的事物，这样才能确保实验的正确性，并且遵循客观的规律，同时还能让同学们提高生活的经验，让科学理论在生活中发挥重要的作用。

        在探究物体的浮沉实验中，我们选取日常生活中常见的一些材料，如回形针、铁钉、牙签、石头、橡皮等来让同学们进行实验，先用杯子装上相同多的水，然后拿着这些实验材料放到水的中央，物体是否会下沉碰到杯子的底部，如果碰到了就说明这个物体在水中是下沉的；如果碰不到，就说明这个物体在水中是漂浮的。我们就可以利用生活中最简单的实验工具，通过实验操作和分析，验证我们日常所积累的生活经验。

        总而言之，基于小学科学课程要求，小学科学的实验需要同学们有严谨的态度以及科学的方法，这对于培养学生的科学认知和探究精神都有非常重要的作用，在设计中可以利用演绎法、归纳法等方法来丰富实验的实际内容。希望教师能够带领同学们通过科学的实验满足学生的好奇心，让学生发现自然与科学之间的联系，利用科学知识解决实际生活中的问题，从而更加高效地进行学习。



        参考文献：

        ［1］段春鸿.小学科学教学实验设计的依据和方法［J］.新课程（小学），2018（09）：64.

        ［2］江叶炉.浅析小学科学教学实验设计的依据和方法［J］. 考试周刊，2018（58）：28.