小学科学教学主要是为了提高学生的科学素养，培养学生自主学习、探究能力，观察实验是学生科学认识的基础，能够全面提高学生各方面能力。小学科学教师在设计观察实验中，要明确所依据的是什么，实验方法又是如何确定的。保证观察实验设计的有效性，进而提高学生学习效率。
一、小学科学教学观察实验设计的作用
教师对小学生展开科学教学活动中，使用观察实验设计，主要目的是培养学生自主学习探究能力，给学生充分的发展空间，观察实验设计对小学科学教学具有一定的辅助性。在素质教育背景下，要求教师在对学生展开科学教学活动中，注重与实际生活相结合，教师在实际教学中，注重引导学生主动去观察生活周围的环境，使小学科学观察实验没有固定的要求，也不需要专业的实验仪器。小学科学教学观察实验能够打破以往的教学模式，有效改变了课堂教学以教师为中心的教学模式，教师不再只是凭借教材对小学生展开教学，观察实验能够突出学生的主体地位，有效改变学生被动接受知识的状态，使学生能够在实验观察中，提高自主学习能力，学生有充足的时间去思考，发散学生创造性思维，对学生日后的发展具有积极的促进作用。在教学小学科学中，存在客观事实与科学经验事实两种概念，客观事实是科学经验事实的基础，在开展实验中，要有一定的客观事实作为理论基础。观察实验能够有效证明客观事实的合理性，教师在组织学生进行观察实验中，能够通过实验的结果证明客观的理论，进而提高学生的认知水平，充分调动学生学习的积极性，使学生将掌握的知识能够有效运用到实际生活中。
二、小学科学教学观察实验设计的依方法
1.寻求因果关系的观察实验设计
世间万物有因必有果，自然界的一切事物都存在着一定的联系。因此，教师组织学生进行观察实验中，可以通过寻求因果关系展开教学。寻求因果关系的观察实验设计可以依据科学归纳法，在实验中有效进行归纳总结，能够验证客观事实的理论基础。例如，教师在教学《周围的空气》中，不需要专业的实验仪器，教师准备透明塑料袋、扇子、气球、海绵、粉笔、土块、碎砖块、水槽、矿泉水瓶、塑料吸管、大烧杯、锥子即可。第一，采用求同法。教师为学生创建不同的情境，会形成多种实验现象，以便学生进行观察，然后根据实验现象，去验证客观科学理论知识的准确性。在这一过程中，教师能够对学生进行有效指导，通过对实验现象的观察，并做出有效的归纳总结，培养学生具有一定的推理能力，进而使学生对科学知识有一个认识的过程。第二，采用求异法。在进行实验过程中，可以利用不同的实验进行比较，进而验证哪些因素对实验产生作用，然后，将多种实验作对比，进而获得相关结论。第三，采用共变法。要在共同环境下，对其产生的影响，进而判断存在的因果联系。在采用此类方法中，需要教师组织学生进行小组实验，统一完成进而获得结论。
2.验证因果关系的观察实验设计
在验证科学理论知识的因果关系中，所依据的是客观事实。在寻求因果关系基础上，采用演绎法展开实验教学。利用归纳法，得出相关的理论知识，使学生对科学知识具有一定的认知。采用演绎法，是以基本的科学结论为基础，从而开展实验活动，进而对其展开验证。例如，教师在教学《电磁铁的磁力》这一实验中，准备若干电池、两根带有绝缘层的导线（粗细各一根）、大小铁钉、若干回形针。在验证电磁铁磁力大小与哪些因素有关中，教材给出的结论是磁性大小与电池节数有关，电池节数越多，磁性越强。根据这一结论，教师可以组织学生进行分组实验，每组所使用的电视节数不同，然后根据每组实验的现象，验证相应的结论。学生在具体实验中，能够清楚感受到实验的'变化，并能更好地理解科学基本结论，提高学生自主学习能力以及探究能力。
3.充分调动学生的知觉系统
教师在开展科学观察实验中，一定要注重调动学生的知觉系统，使其能够更好地感受实验过程，并激发学生的积极性。学生在对实验进行观察中，充分调动良好的知觉，对实验具有整体的感知。保证学生能够更好地理解实验的内容，进而提高学生对实验的兴趣，培养学生自主学习能力。在此过程中，主要采用的方法如下：第一，在具体进行实验设计中，教师要将实验对象不断进行放大，使学生有针对性地感受实验对象的相关特点；第二，学生在进行实验中，观察对象并不是很清晰，教师要及时将观察对象转为清晰；第三，在实验中教师要注重引导学生进行对比，来获取相关的科学理论，保证观察实验设计的高效性。综上所述，观察实验设计对小学生开展科学教学活动具有重要作用，使学生能够对科学知识有正确的认知，并能激发学生对学习科学的兴趣。通过具体的观察实验操作，学生能够真正感受到相关理论知识的形成过程，有效提高了小学科学课堂教学的质量与学生学习效率，进而推动我国小学科学教育事业的发展进程。
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