小學科學教學主要是為了提高學生的科學素養，培養學生自主學習、探究能力，觀察實驗是學生科學認識的基礎，能夠全面提高學生各方面能力。小學科學教師在設計觀察實驗中，要明確所依據的是什么，實驗方法又是如何確定的。保證觀察實驗設計的有效性，進而提高學生學習效率。
一、小學科學教學觀察實驗設計的作用
教師對小學生展開科學教學活動中，使用觀察實驗設計，主要目的是培養學生自主學習探究能力，給學生充分的發展空間，觀察實驗設計對小學科學教學具有一定的輔助性。在素質教育背景下，要求教師在對學生展開科學教學活動中，注重與實際生活相結合，教師在實際教學中，注重引導學生主動去觀察生活周圍的環境，使小學科學觀察實驗沒有固定的要求，也不需要專業的實驗儀器。小學科學教學觀察實驗能夠打破以往的教學模式，有效改變了課堂教學以教師為中心的教學模式，教師不再只是憑借教材對小學生展開教學，觀察實驗能夠突出學生的主體地位，有效改變學生被動接受知識的狀態，使學生能夠在實驗觀察中，提高自主學習能力，學生有充足的時間去思考，發散學生創造性思維，對學生日后的發展具有積極的促進作用。在教學小學科學中，存在客觀事實與科學經驗事實兩種概念，客觀事實是科學經驗事實的基礎，在開展實驗中，要有一定的客觀事實作為理論基礎。觀察實驗能夠有效證明客觀事實的合理性，教師在組織學生進行觀察實驗中，能夠通過實驗的結果證明客觀的理論，進而提高學生的認知水平，充分調動學生學習的積極性，使學生將掌握的知識能夠有效運用到實際生活中。
二、小學科學教學觀察實驗設計的依方法
1.尋求因果關系的觀察實驗設計
世間萬物有因必有果，自然界的一切事物都存在著一定的聯系。因此，教師組織學生進行觀察實驗中，可以通過尋求因果關系展開教學。尋求因果關系的觀察實驗設計可以依據科學歸納法，在實驗中有效進行歸納總結，能夠驗證客觀事實的理論基礎。例如，教師在教學《周圍的空氣》中，不需要專業的實驗儀器，教師準備透明塑料袋、扇子、氣球、海綿、粉筆、土塊、碎磚塊、水槽、礦泉水瓶、塑料吸管、大燒杯、錐子即可。第一，采用求同法。教師為學生創建不同的情境，會形成多種實驗現象，以便學生進行觀察，然后根據實驗現象，去驗證客觀科學理論知識的準確性。在這一過程中，教師能夠對學生進行有效指導，通過對實驗現象的觀察，并做出有效的歸納總結，培養學生具有一定的推理能力，進而使學生對科學知識有一個認識的過程。第二，采用求異法。在進行實驗過程中，可以利用不同的實驗進行比較，進而驗證哪些因素對實驗產生作用，然后，將多種實驗作對比，進而獲得相關結論。第三，采用共變法。要在共同環境下，對其產生的影響，進而判斷存在的因果聯系。在采用此類方法中，需要教師組織學生進行小組實驗，統一完成進而獲得結論。
2.驗證因果關系的觀察實驗設計
在驗證科學理論知識的因果關系中，所依據的是客觀事實。在尋求因果關系基礎上，采用演繹法展開實驗教學。利用歸納法，得出相關的理論知識，使學生對科學知識具有一定的認知。采用演繹法，是以基本的科學結論為基礎，從而開展實驗活動，進而對其展開驗證。例如，教師在教學《電磁鐵的磁力》這一實驗中，準備若干電池、兩根帶有絕緣層的導線（粗細各一根）、大小鐵釘、若干回形針。在驗證電磁鐵磁力大小與哪些因素有關中，教材給出的結論是磁性大小與電池節數有關，電池節數越多，磁性越強。根據這一結論，教師可以組織學生進行分組實驗，每組所使用的電視節數不同，然后根據每組實驗的現象，驗證相應的結論。學生在具體實驗中，能夠清楚感受到實驗的'變化，并能更好地理解科學基本結論，提高學生自主學習能力以及探究能力。
3.充分調動學生的知覺系統
教師在開展科學觀察實驗中，一定要注重調動學生的知覺系統，使其能夠更好地感受實驗過程，并激發學生的積極性。學生在對實驗進行觀察中，充分調動良好的知覺，對實驗具有整體的感知。保證學生能夠更好地理解實驗的內容，進而提高學生對實驗的興趣，培養學生自主學習能力。在此過程中，主要采用的方法如下：第一，在具體進行實驗設計中，教師要將實驗對象不斷進行放大，使學生有針對性地感受實驗對象的相關特點；第二，學生在進行實驗中，觀察對象并不是很清晰，教師要及時將觀察對象轉為清晰；第三，在實驗中教師要注重引導學生進行對比，來獲取相關的科學理論，保證觀察實驗設計的高效性。綜上所述，觀察實驗設計對小學生開展科學教學活動具有重要作用，使學生能夠對科學知識有正確的認知，并能激發學生對學習科學的興趣。通過具體的觀察實驗操作，學生能夠真正感受到相關理論知識的形成過程，有效提高了小學科學課堂教學的質量與學生學習效率，進而推動我國小學科學教育事業的發展進程。
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