小學生實驗設計的能力培養

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摘要：探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。整個探究過程都應該有學生的參與，不僅僅是操作實驗，還有實驗設計。而小學科學教學中輕實驗設計的現狀不利于學生提高科學素養，違背了新課標的基本理念。為此，教師首先應該明確自己的角色，在目標明確的基礎上，從材料準備、課堂教學、課后延伸等環節給予學生更多的實驗設計的機會與引導，讓學生在動手前充分思考，在動手后及時改進及總結。

關鍵詞：實驗設計；動力；材料；課內課外

一、小學科學教學“輕實驗設計”的現狀

目前的科學實驗教學中，教師往往過于注重學生的實驗過程，過于注重對學生不正確操作的糾正，忽視學生對哪些問題比較好奇，忽視學生是想怎樣研究問題，在實驗設計方面出現“包辦”現象。課堂上，學生缺乏實驗設計的訓練機會、缺乏實驗方式的選擇主動性；演示實驗是老師們的個人精彩表演，分組實驗是“照方抓藥”或“按部就班”式地采集數據，完成老師布置的任務。下課后，學生們缺乏自我探究的動力與指導方法，不會甚至不想自行設計實驗去繼續探索。久而久之，學生對這種“捆住手腳”的實驗活動要么失去興趣，要么當作“娛樂”，對周邊的科學現象也會失去發現與探索的好奇心，不利于提高科學素養。

二、把自己當學生去“備”課堂

陶行知說：“我們必須變成小孩子，才配做小孩子的先生。”備課中，教師應該把自己當小學生，想想自己可能會對哪些現象有興趣，已經掌握的知識有哪些，課堂上可能會有哪些問題與猜想，走出課堂時自己會有哪些收獲和不解……（一）激發興趣，幫助學生形成實驗設計動力“為學患無疑，疑則進也。”常有疑問，才能常有思考，教師首先應當觸發學生形成明確的研究方向。在教學《誰流得更快一些》時，教師先通過倒醋和番茄醬快慢的“尷尬”對比，讓學生對液體流動快慢有一直觀感性認識，學習熱情充分調動起來。在出示洗潔精、水、油三種液體時，學生對三者“誰流得更快”這一問題興趣濃厚，立刻討論起如何進行公平“流速比賽”，在實驗中應該注意哪些問題等等。“磁鐵隔物吸鐵”的教學環節則是通過一個“意外”：磁鐵把桌上的一個老虎鉗也吸起來了，可是老虎鉗的把手是橡膠材料，不會被磁鐵吸引。學生于是提出老虎鉗的把手是鐵制的，只是外面用橡膠皮包裹，猜測磁鐵是隔著橡膠皮吸引鐵的。此時，學生自然想要驗證此推測并研究磁鐵隔著哪些物體可以吸鐵。（二）準備合理高效的實驗器材實驗材料是學生進行科學探究的憑借和橋梁，但并不是越多越好。最好的情況是學生主動提出他們的所需，教師提供相應材料。當學生的所需不夠高效或是教師準備了其他器材時，也可以引導學生由材料的特性去思索如何運用它們。比如《沉浮與什么因素有關》，利用回形針和塑料雪花插片玩具方便疊加，達到加重、加大的效果，學生很容易在教師引導下自行設計實驗，擊碎“輕的浮，大的浮或大的沉”的錯誤概念。《空氣的熱脹冷縮》一課中，引導學生由吹泡泡的行為想到利用肥皂水來“抓住”空氣，從而用肥皂膜代替氣球來封住玻璃管口等等。（三）注意實驗材料出示的時機和批次科學課上，我們要考慮到小學生好奇、好動的天性，也要考慮到材料本身的特點。所以實驗材料不需一下子呈現在孩子面前，而應適時地分批分層呈現，否則容易出現教學結構松散、思維含量低的情況。研究“磁鐵隔著一些物體也能吸鐵”時，教師提供的分組材料有鋁制硬幣、塑料襯板、橡皮、布片、紙片等常見物體。學生發現磁鐵只有隔著橡皮不能吸鐵，但橡皮比較厚，其他材料都比較薄，于是提出疑問：是不是橡皮太厚，磁鐵才不能隔著它吸鐵。此時，教師發動全班來思考這問題。于是又有學生提出用磁性強大的磁鐵或用薄一點的橡皮試試。在教師的鼓勵下，學生利用厚橡皮和切開的薄片橡皮、對折后的紙張、布片開展研究。（四）把實驗帶回家科學探究可以始于課堂，但不應該止于課堂。把科學實驗帶回家，讓家庭實驗成為課堂探究活動的延伸，讓他們有充足的時間和空間進行獨立思考及課外學習的方向和機會，而不是簡單一句“請大家回去后繼續研究”草草了事。比如，學生知道室內外有溫差后，可以繼續在家研究室內每個房間的溫度是否相同，哪一間最熱，哪一間最冷，可能的原因是什么，有什么啟發……

三、耐心等待學生的思考

1．當心學生的兩極分化科學探究活動的深度、速度都與學生的智力有著密切的關系。并不是所有的學生都能夠自己發現問題，并能夠積極尋找解決問題的方法。據課堂觀察，大約只有三分之一的學生在活動中一直處于積極思維狀態。長期下去，不但學生的學習會出現兩極分化，而且可能影響他們一生對待事物的態度。因此，在組織合作探究活動時，要及時地發現學生的差異，根據差異，啟發小組成員正確分工，使學生認識到分享信息、觀念、思考和相互啟發的意義，讓每個學生各顯其能，獲得交流的經驗和能力。2．要給學生一個思考的支點學生知識水平有限，有時會有不合理、不完善的設計，此時，教師給出的思考支點、四兩撥千斤的引導彌足珍貴。研究《金屬的熱脹冷縮》時，學生學習了液體的熱脹冷縮后自然想到加熱銅勺，驗證銅遇熱變大，再放入冷水，驗證受冷縮小。教師并沒有急于否定，而是放手讓大家嘗試，結果學生發現用肉眼根本無法發現體積的變化。在全班討論“能否用尺子量一量”后，教師提出“能不能用把‘特殊的尺子’來量一下”，最終確定用剛好使銅勺穿過的環作“尺子”。學生不僅掌握了實驗方法，還深刻體會到：金屬的熱脹冷縮沒有空氣、水這么明顯。這樣的設計實驗過程，可謂“教學無痕”，學生對實驗的原理、方法、步驟、注意事項等了解得很深入，充分發揮了學生的主觀能動性。在科學課的教學中，學生始終是科學學習的主體，教師要引導學生參與科學整個探究活動，讓學生自己提出問題，選擇實驗材料，設計實驗方法、步驟，思考注意事項，改進方案……只有這樣，學生才能在學到科學知識的同時，習得科學研究的方法，發展科學思維，讓科學素養在學生心中生根開花。

參考文獻：

［1］朱洪亮．給學生一個思考的支點［J］．小學時代，2012（12）．

［2］王芳．實驗材料的選擇、利用與呈現［J］．科學課，2010（7）．

作者:楊旸 單位:江蘇省蘇州市東中市實驗小學