小学生实验设计的能力培养

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摘要：探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。整个探究过程都应该有学生的参与，不仅仅是操作实验，还有实验设计。而小学科学教学中轻实验设计的现状不利于学生提高科学素养，违背了新课标的基本理念。为此，教师首先应该明确自己的角色，在目标明确的基础上，从材料准备、课堂教学、课后延伸等环节给予学生更多的实验设计的机会与引导，让学生在动手前充分思考，在动手后及时改进及总结。

关键词：实验设计；动力；材料；课内课外

一、小学科学教学“轻实验设计”的现状

目前的科学实验教学中，教师往往过于注重学生的实验过程，过于注重对学生不正确操作的纠正，忽视学生对哪些问题比较好奇，忽视学生是想怎样研究问题，在实验设计方面出现“包办”现象。课堂上，学生缺乏实验设计的训练机会、缺乏实验方式的选择主动性；演示实验是老师们的个人精彩表演，分组实验是“照方抓药”或“按部就班”式地采集数据，完成老师布置的任务。下课后，学生们缺乏自我探究的动力与指导方法，不会甚至不想自行设计实验去继续探索。久而久之，学生对这种“捆住手脚”的实验活动要么失去兴趣，要么当作“娱乐”，对周边的科学现象也会失去发现与探索的好奇心，不利于提高科学素养。

二、把自己当学生去“备”课堂

陶行知说：“我们必须变成小孩子，才配做小孩子的先生。”备课中，教师应该把自己当小学生，想想自己可能会对哪些现象有兴趣，已经掌握的知识有哪些，课堂上可能会有哪些问题与猜想，走出课堂时自己会有哪些收获和不解……（一）激发兴趣，帮助学生形成实验设计动力“为学患无疑，疑则进也。”常有疑问，才能常有思考，教师首先应当触发学生形成明确的研究方向。在教学《谁流得更快一些》时，教师先通过倒醋和番茄酱快慢的“尴尬”对比，让学生对液体流动快慢有一直观感性认识，学习热情充分调动起来。在出示洗洁精、水、油三种液体时，学生对三者“谁流得更快”这一问题兴趣浓厚，立刻讨论起如何进行公平“流速比赛”，在实验中应该注意哪些问题等等。“磁铁隔物吸铁”的教学环节则是通过一个“意外”：磁铁把桌上的一个老虎钳也吸起来了，可是老虎钳的把手是橡胶材料，不会被磁铁吸引。学生于是提出老虎钳的把手是铁制的，只是外面用橡胶皮包裹，猜测磁铁是隔着橡胶皮吸引铁的。此时，学生自然想要验证此推测并研究磁铁隔着哪些物体可以吸铁。（二）准备合理高效的实验器材实验材料是学生进行科学探究的凭借和桥梁，但并不是越多越好。最好的情况是学生主动提出他们的所需，教师提供相应材料。当学生的所需不够高效或是教师准备了其他器材时，也可以引导学生由材料的特性去思索如何运用它们。比如《沉浮与什么因素有关》，利用回形针和塑料雪花插片玩具方便叠加，达到加重、加大的效果，学生很容易在教师引导下自行设计实验，击碎“轻的浮，大的浮或大的沉”的错误概念。《空气的热胀冷缩》一课中，引导学生由吹泡泡的行为想到利用肥皂水来“抓住”空气，从而用肥皂膜代替气球来封住玻璃管口等等。（三）注意实验材料出示的时机和批次科学课上，我们要考虑到小学生好奇、好动的天性，也要考虑到材料本身的特点。所以实验材料不需一下子呈现在孩子面前，而应适时地分批分层呈现，否则容易出现教学结构松散、思维含量低的情况。研究“磁铁隔着一些物体也能吸铁”时，教师提供的分组材料有铝制硬币、塑料衬板、橡皮、布片、纸片等常见物体。学生发现磁铁只有隔着橡皮不能吸铁，但橡皮比较厚，其他材料都比较薄，于是提出疑问：是不是橡皮太厚，磁铁才不能隔着它吸铁。此时，教师发动全班来思考这问题。于是又有学生提出用磁性强大的磁铁或用薄一点的橡皮试试。在教师的鼓励下，学生利用厚橡皮和切开的薄片橡皮、对折后的纸张、布片开展研究。（四）把实验带回家科学探究可以始于课堂，但不应该止于课堂。把科学实验带回家，让家庭实验成为课堂探究活动的延伸，让他们有充足的时间和空间进行独立思考及课外学习的方向和机会，而不是简单一句“请大家回去后继续研究”草草了事。比如，学生知道室内外有温差后，可以继续在家研究室内每个房间的温度是否相同，哪一间最热，哪一间最冷，可能的原因是什么，有什么启发……

三、耐心等待学生的思考

1．当心学生的两极分化科学探究活动的深度、速度都与学生的智力有着密切的关系。并不是所有的学生都能够自己发现问题，并能够积极寻找解决问题的方法。据课堂观察，大约只有三分之一的学生在活动中一直处于积极思维状态。长期下去，不但学生的学习会出现两极分化，而且可能影响他们一生对待事物的态度。因此，在组织合作探究活动时，要及时地发现学生的差异，根据差异，启发小组成员正确分工，使学生认识到分享信息、观念、思考和相互启发的意义，让每个学生各显其能，获得交流的经验和能力。2．要给学生一个思考的支点学生知识水平有限，有时会有不合理、不完善的设计，此时，教师给出的思考支点、四两拨千斤的引导弥足珍贵。研究《金属的热胀冷缩》时，学生学习了液体的热胀冷缩后自然想到加热铜勺，验证铜遇热变大，再放入冷水，验证受冷缩小。教师并没有急于否定，而是放手让大家尝试，结果学生发现用肉眼根本无法发现体积的变化。在全班讨论“能否用尺子量一量”后，教师提出“能不能用把‘特殊的尺子’来量一下”，最终确定用刚好使铜勺穿过的环作“尺子”。学生不仅掌握了实验方法，还深刻体会到：金属的热胀冷缩没有空气、水这么明显。这样的设计实验过程，可谓“教学无痕”，学生对实验的原理、方法、步骤、注意事项等了解得很深入，充分发挥了学生的主观能动性。在科学课的教学中，学生始终是科学学习的主体，教师要引导学生参与科学整个探究活动，让学生自己提出问题，选择实验材料，设计实验方法、步骤，思考注意事项，改进方案……只有这样，学生才能在学到科学知识的同时，习得科学研究的方法，发展科学思维，让科学素养在学生心中生根开花。

参考文献：

［1］朱洪亮．给学生一个思考的支点［J］．小学时代，2012（12）．

［2］王芳．实验材料的选择、利用与呈现［J］．科学课，2010（7）．

作者:杨旸 单位:江苏省苏州市东中市实验小学