從點滴開始培養學生的實驗設計能力

實驗設計能力是指學生能綜合、靈活地運用所學的知識、方法，懂得設計實驗原理、選擇實驗器材、安排實驗步驟、設計數據處理方法，獨立研究問題，并通過創造性的實驗設計去驗證知識、獲得知識和進行探索性研究的能力。小學生實驗設計是在一定的感性認識基礎上，根據作出的假設，選用一定的材料，結合實驗條件的限制，設計出能驗證假設的方案，并在實驗中做好觀察與記錄，然后分析現象，得出科學結論。實驗設計能力的培養是新課程標準的要求，是培養研究型學生的重要環節，是學生綜合素質的體現。培養學生的實驗設計能力在小學科學教學中尤為重要，只有實驗過程設計好了，在接下來的學習過程中才能有目的地去研究。

那么，怎樣才能更好地培養小學生的實驗設計能力？

從學生的生活經驗出發，創設情境

在信息技術比較發達的今天，小學生已能通過自己的觀察及各種渠道對周圍的事物有一定的了解，積累了一定的生活經驗。因此，科學課的學習可以從學生的生活經驗出發創設情境，培養學生的實驗設計能力。當學生在設計實驗過程中遇到問題時，教師要啟發學生聯想生活中的相似情境并遷移到實驗中。例如：五年級光的直線傳播實驗設計。課的開始，教師先創設了這樣一個情境：用激光筆將光打在教室的墻上，讓學生猜想光是怎樣傳播的。由于光的傳播路徑白天是看不到的而成為實驗設計的難點，為了減小學生設計實驗的困難，教師讓學生看一組光沿直線傳播的圖片，有黑夜中的手電筒、黑夜中開著的汽車燈、霧天汽車開著的霧燈和太陽光透過樹林時的情境等。學生通過觀察這些圖片會發現暗處、有霧、有煙、不透明的地方等能看到光的傳播路徑，為學生的實驗設計打下了基礎。

一題多方案設計，培養學生的實驗設計能力

一題多方案設計是培養學生實驗設計能力的有效方法，即同一實驗要求學生采用不同的設計方案加以解決。教學中，教師要創設一種讓學生善于思考、敢于發表意見的氛圍，鼓勵學生從不同的角度去想問題，找出解決問題的多種設計方案。如學“磁鐵同極相斥，異極相吸”時，教師在提供磁鐵實驗盒后要求學生設計方案，有的借用小車，用小車的前進后退來證明這個觀點；有的利用小棍，用環形磁鐵在棍子上的相離和相吸來證明；還有的甚至用細線把磁鐵懸掛起來當作指南針，用它的旋轉來證明問題，等等。再如氣體的熱脹冷縮實驗，學生明確了要研究的問題后，教師給學生提供了平底燒瓶、癟氣球、癟礦泉水瓶、空飲料盒、膠條、大燒杯2個、熱水、冷水，要求學生設計實驗方案來證明。

利用遷移訓練，培養學生的實驗設計能力

學習的遷移是檢驗學習效果的重要標志，遷移是思維靈活性的本質特征。在實驗設計過程中，我們讓學生進行從已知實驗到未知實驗、簡單實驗到復雜實驗、相似及相關實驗的設計遷移訓練。如學習了“壓縮空氣”中用皮球發現壓縮空氣的特性后，安排學生用注射器進行設計遷移訓練；另外研究了“定滑輪的作用”后，讓學生遷移到“動滑輪的作用”“滑輪組的作用”的實驗設計；在掌握了動物與環境的關系后，讓學生遷移到探討植物與環境關系的實驗設計等。

自由設計訓練，培養學生的實驗設計能力

自由設計訓練也是培養學生實驗設計能力的有效方法。教師對學生的實驗設計不要干涉和限制，要讓他們自由地選擇器材、方案以及操作方式等。這種實驗設計要求學生有一定的設計基礎，能最大限度地激發學生對實驗設計的興趣，提高實驗設計的能力。如五年級“小電動機”一課，學生對小電動機轉動的快慢與哪些因素有關有很多猜想，如線圈與磁鐵的距離、線圈的圈數、磁鐵的位置、圈的大小、電池的電量、導線的粗細、線圈的形狀等。上完課后，教師讓各小組選擇一個感興趣的問題進行實驗設計，學生積極性高，各顯其能，效果很好。

總之，能力的形成要經過長期反復的實踐，實驗設計能力的形成同樣如此，因此教師在教學中一定要重視學生的訓練和實踐。對于實驗設計能力的培養，概括地講，應本著明確意義、掌握標準、重在實踐、循序漸進的方針，只有這樣學生的設計能力才會有較大的提高。

□ 編輯 吳君