步步推進 層層深入

在科學課教學中，我們要引導學生根據假設，制定簡單的科學探究計劃。本文以《杯子變熱了》一課為例，談談如何引導學生步步推進、層層深入地自行設計實驗方案。

一、方案構想：以落實學生猜想為要點

方案構想是設計實驗的基礎，它決定著要設計怎樣的實驗，也決定著所設計的實驗能否準確地解決所提出的問題。小學科學教學中，方案設計的目的大多是用來驗證猜想的，因此引導學生進行方案構想時，要以猜想為中心，進行大膽想象與設計。

《杯子變熱了》一課的教學目的是讓學生了解熱傳導的有關現象。在教學伊始，學生先通過親自感知杯子變熱了的現象，提出“杯子為什么變熱了”的問題。然后教師根據事實，引導學生分析杯子變熱前后的種種現象，引發學生提出“熱可能是由物體的高溫部分向低溫部分傳遞”的猜想。

怎樣結合這個猜想合理地進行實驗方案構想呢？這個猜想有兩個關鍵點：一是必須同時制造出兩個不一樣的環境，也就是要在同一物體上制造高溫和低溫的兩個環境。選擇什么樣的物體？怎么制造？用什么制造？這需要認真考慮；二是熱傳遞是無形的，是看不見的，怎樣才能讓無形的熱傳遞變為眼睛可以看得見、動態形象的熱傳遞？這需要學生結合自己的生活經驗尋找合適的替代品。替代品有哪些？用哪些現象最明顯？這也需要仔細琢磨。

二、材料選擇：以聯系學生生活為要點

在小學科學實驗中，提倡用日常生活中的“瓶瓶罐罐”做實驗，實驗不一定采用實驗室提供的、現成而且精致的材料，材料只要符合實驗要求，能夠滿足探究的需要即可。實驗材料的生活化，可以增強科學與生活的聯系，消除學生對科學的神秘感，明白科學就在我們身邊，對學生勇于動腦、勤于動手的科學精神培養能夠起到很好的激勵作用。在選擇實驗材料時，要注意開放性，緊緊圍繞方案的構想，盡可能選擇實用、方便的材料，強化科學與生活的緊密聯系。

在“同一物體上要制造出高溫和低溫兩個環境”這一構想中，制造“高溫和低溫環境”學生比較容易操作，選擇合適的加熱方式即可，選擇用酒精燈或爐灶加熱，還是選擇用其他方式加熱，要視當時實驗環境是否方便而定。在“加熱什么樣物體”的選擇上，可以引導學生從生活入手，尋找生活中熟知的易于加熱的物體，如銅棒、鐵棒、鋁棒、銅片、鐵片、鋁片、銅條、鐵條、鋁條等，這些材料相對實驗室提供的規整的材料更方便、更實用。對于“尋找出能夠讓我們眼睛可以看得見、動態形象的熱傳遞現象的替代品”這一構想的落實，學生可能有點困難，需要教師結合學生生活經驗進行引導。生活中水遇熱可以蒸發，蠟末、凡士林遇熱可以熔化，這些現象非常明顯、容易操作，蠟末、凡士林等完全可以用來當作替代品。

三、實驗步驟：以實現研究目標為要點

實驗步驟是實驗的具體程序，每個步驟之間應當具有嚴密的邏輯關系和層次性，其優劣直接影響著實驗現象的準確與否，甚至直接關系著實驗的成功與失敗。在引導學生進行實驗步驟設計時，要緊緊扣住研究目標，對實驗過程中的每個細節都要考慮仔細：實驗時儀器如何科學裝配？先操作什么更合理？后操作什么更優化？

《杯子變熱了》一課可以選擇鐵架臺、銅棒、酒精燈、凡士林、火柴棒等儀器來進行實驗步驟的設計。

第一步，儀器裝配。先在鐵架臺上固定銅棒，固定時要考慮酒精燈是否方便加熱；在銅棒上用凡士林粘火柴棒，要注意火柴棒要有一定間隔，且間隔距離要相等；在涂抹凡士林時，用量等量，只要能粘住即可。

第二步，給銅棒加熱。加熱時學生的觀察重點應放在火柴棒掉落的次序上，要引導學生注意從銅棒加熱端的火柴棒開始觀察，觀察火柴棒是按怎樣順序掉落的，也可以用計時器記錄每根火柴棒的掉落時間。還要提醒學生做好實驗記錄，養成做實驗記錄的好習慣。

第三步，分析現象得出結論。學生實驗時，往往重視結論的獲得，容易忽視實驗是否驗證了猜想，此處要注意引導學生將結論與猜想進行比對，看看猜想是否得到驗證。

四、實驗表格：以準確收集信息為要點

實驗表格設計是學生實驗設計的重要內容，也是實驗方案的重要組成部分，它可以讓實驗設計變得更加嚴謹，為學生獲得結論提供可分析的直觀依據。在設計實驗表格時，要對實驗現象進行預判，針對實驗中的重點部分，盡可能全面地收集實驗信息。表格要實用方便、嚴謹準確。

《杯子變熱了》一課，學生使用的器材不同，實驗方案就會不同，觀察到的現象也會不同，因此本課實驗現象記錄單中，至少要設計三個欄目：實驗方案、實驗現象、實驗結論。為了更形象、更準確地記錄實驗現象，可以鼓勵學生采用多種形式進行記錄。