引導學生自行設計有效實驗

【關鍵詞】有效實驗 小學科學 實驗設計

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）08A-

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小學科學是一門以觀察實驗為基礎，蘊含著豐富的實踐、操作機會的學科。“紙上得來總覺淺，絕知此事要躬行。”動手實驗是科學知識探究過程中最有效、最快捷，同時也是讓學生收獲較大的方式。而實驗設計是實驗教學的基礎，一份實驗方案的好壞直接決定著實驗的效果、教學的成敗和學生知識技能的掌握程度。因此，教師必須在教學中引導學生自行設計有效實驗，從而實現(xiàn)小學科學高效課堂。

一、實驗設計之“有效”

“有效”在漢語詞典中釋義為“能實現(xiàn)預期目的的，有效果的”，后來被應用到教學中的“有效教學”，這其中的“有效”被解釋為教師在一種先進教學理念指導下經(jīng)過一段時間的教學之后，使學生獲得具體的進步或發(fā)展。現(xiàn)在筆者將“有效”這個詞交由學生來解讀：可行的、可以操作的、簡單方便的、通過一些努力能實現(xiàn)的、有明顯效果的……

學生在原有的認知基礎上，通過上網(wǎng)查找資料、請教家長、小組合作的方式設計“有效”的實驗方案，然后在課堂上展示，評出優(yōu)秀實驗設計，并通過這樣的有效設計，增強學生興趣，提高學生動手操作能力。

二、實驗設計之“循序漸進”

小學生思維的發(fā)展是從以具體形象為主要形式，逐步過渡到以抽象邏輯為主要形式。在課堂教學中，鼓勵學生嘗試用不同的思路制定實驗計劃，充分相信學生、發(fā)揮他們的主動性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力、探索解決問題的能力。

當然，充分相信他們，并不是完全放手，畢竟低年級的孩子剛剛接觸科學，知識基礎相對薄弱，對研究的問題缺乏了解，動手操作的機會較少，缺乏技能常規(guī)等。教師必須要有計劃地引領學生掌握實驗設計的方法，并從中摸索出如何設計出“有效”的實驗。如在教學《神奇的水》一課時，教師先出示一朵“雙色”花（一半藍色、一會半紅色），讓學生猜測出現(xiàn)這樣效果的原因。然后根據(jù)學生的猜測，選擇性地提取相關信息，再運用生活中常見的餐巾紙蘸上紅墨水，逐步完善演示的實驗設計。

對所要研究的對象與實驗方法有所了解后，要滲透、遷移設計實驗的方法，讓孩子在潛移默化中掌握實驗設計方法。接著，教師要適當提高設計實驗的難度，并逐步放手，把問題拋給學生，讓他們?nèi)ニ伎肌⒀芯俊⒔鉀Q，并嘗試設計實驗，從而引領他們學會設計有效實驗。

三、實驗設計之“設計”

培養(yǎng)學生設計實驗的過程一般分為：提出問題、猜想實驗、設計實驗、確定實驗方法和材料、考慮注意的問題。

學生設計實驗時，由于認知水平的限制，會遇到不能完成的困難，因此教師要適時適度給予必要的點化和啟發(fā)。同時，教師要鼓勵孩子大膽實踐，允許孩子在實驗中走彎路，犯錯誤，并及時予以指出和糾正，只有這樣，學生的實驗設計能力才能穩(wěn)步提高。

從提出問題開始，問題的出現(xiàn)會讓學生無意識地去猜想出現(xiàn)各種現(xiàn)象的原因。如在教學《使沉在水里的物體浮起來》一課中，教師將兩個“雞蛋”（一個完整的雞蛋殼，一個雞蛋）同時放入1號和2號兩個燒杯的不同溶液里（一杯清水，一杯濃鹽水，但都很清澈，看不出來液體的不同），學生發(fā)現(xiàn)：在1號杯的時候，兩個“雞蛋”都浮在液體的上面，而在2號杯，一個“雞蛋”浮在液體上，另一個雞蛋卻沉到液體的底部了。于是學生會產(chǎn)生這樣的問題：雞蛋不是應該沉在下面嗎？怎么會一個沉，一個浮，或者兩個都浮在上面呢？學生的猜測、討論交流異常熱烈。最后分析得出：有可能是液體有問題，要不就是“雞蛋”有問題，從而得出“雞蛋為什么會浮起來”的研究主題。

如何來解決他們所發(fā)現(xiàn)的問題，驗證他們的猜測，不同知識經(jīng)驗基礎上的學生提出了不同的解決問題的方法，而設計方案的呈現(xiàn)也根據(jù)孩子的思維特征，由形象為主的圖示法，逐步轉(zhuǎn)換成抽象邏輯為主的語言文字等方法表述。

在這個過程中，實驗方法的確定和材料的選擇都將充分體現(xiàn)出實驗的現(xiàn)象及實驗的結(jié)果。對比、觀察、測量、控制變量……這些操作流程都需要學生提前在腦海中將過程進行演練，從而選擇合適的材料和適當?shù)姆椒āＨ缭诮虒W《擺的快慢》一課中，研究擺的快慢與什么有關：是擺線的長短，是擺錘的輕重，還是擺角的大小。在設計這個實驗的時候，首先必須讓學生明白只有一個“變量”，其次讓學生在這一要求下思考出合理的實驗流程，設計有效的實驗步驟。

四、實驗設計之“反思”

學生的設計、想象存在著一些不全面之處，教師不能予以打擊，只需在關鍵時刻提醒學生注意安全，并在解決不了問題的時候可以請教老師。

實驗方案都是在實際操作中不斷改進的。學生活動時，教師要深入學生的活動中，隨時掌握他們所取得的進展、面臨的困難和出現(xiàn)的問題，對活動的狀況及時作出判斷，并采取有效的指導策略，把有價值的問題及時地納入探究活動之中，使之充實孩子的學習需要，并不斷輔助學生修整和完善他們的設計，幫助他們擴展對周圍科學現(xiàn)象的體驗。

實驗設計能力是經(jīng)過長期反復實踐逐步形成的，教師在教學中一定要重視訓練學生的實踐能力。

（責編 韋 欣）