小學科學實驗設計策略探索

周天希

摘 要：小學科學學科主要以鍛煉學生的探索創新意識，幫助學生發現生活中的科學現象為主。因此，小學科學實驗教學應基于生活、源于生活，實驗內容也需要在教材內容的基礎上進行開拓。學生應依照教師給出的學習任務進行實驗實踐，以發現生活中的自然規律，獲悉生活常識，進而培養善于發現、善于思考的創新能力。文章基于小學科學實驗設計中常見的問題，提出指導性的實驗設計策略，并以小學科學課程“溶解的快與慢”實驗為例，完善科學課程實驗設計。

關鍵詞：小學科學實驗;設計;學生

中圖分類號：G623.6 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-03-24 文章編號：1674-120X（2019）25-0090-02

一、小學科學實驗設計中常見的問題

（一）教學實驗目的不明確

在小學科學實驗課程中，在設計實驗方案時，由于教學實驗目的指向不明確，使學生在實驗結束后，只收獲了實驗的過程感受和實驗的表層現象，沒有獲得實驗帶來的啟迪，沒有實現實驗的教育價值。例如，在“溶解的快與慢”中，教師設計了兩項實驗活動：一個是可溶性固體物質在不同狀態下哪一種溶解速度快，另一個是如何加快食鹽的溶解速度。在第一個實驗活動中，教師提出兩個影響因素，即“同種質量的可溶性固體物質體積大小對溶解速度的影響”和“不同溶液溫度對可溶性固體物質溶解速度的影響”。學生討論溶解速度與哪些因素有關后，會繼續討論可溶物的狀態和溶液溫度對溶解快慢的影響。這樣的實驗具有局限性，無法使學生越過限制條件，討論溶解快慢因素。所以完全圍繞實驗現象的討論，不僅會限制學生的發散性思維養成，也會使實驗變得枯燥無味。

（二）實驗報告總結效率低

在教學實驗目的不明確的前提下，不明白實驗為了什么，得出的實驗結論和解釋會浮于表面，實驗的總結質量與學生針對實驗的探討效果也會降低。

多數實驗結束后，教師會詢問學生在實驗的基礎上，還有何啟發，學生的回答多是對影響溶解快慢的因素進行分析。雖說這也在實驗的總結范圍內，但是學生的這種局限性回答會使實現效果僅停留在實驗實現的基礎上，并沒有透過實驗挖掘出新的思路。這對學生的個性成長，培養學生的發散性思維和創新精神有很強的抑制作用。

（三）實驗分析延伸度不夠

實驗結束后需要對實驗進行分析延伸，這能啟發學生的思維，幫助學生鞏固所學知識，加深其對書本知識的理解。

在實驗過程中，學生參與活動的自主性越強，獲取知識的感受也就越深。同樣，如果學生在實驗中緊跟教師的實驗步驟，那么在實驗結束后，學生的疑問也就越多。而在真正的實驗過程中，由于教師操作的實驗節奏太快或太慢，以致學生思路不清晰、節奏跟不上，學生對實驗結果的延伸只能停留在對表面現象的探討，無法更深層次地挖掘實驗背后所體現的自然規律或者生活哲理。

二、完善小學科學實驗設計的具體策略

（一）明確實驗目的

在實驗設計時，教師首先要明確實驗的目的，提出實驗要驗證的問題，并讓學生清楚通過實驗要獲得怎樣的啟發等。例如，溶解的快與慢實驗中，實驗的目的是：第一，讓學生明白，可溶性固體物質在溶解過程中，碾碎固體物質、加熱水溫、進行攪拌都可以使溶解的速度變快;第二，通過實驗驗證，了解對比實驗的操作流程，即保持其他變量相同，只改變一個變量;第三點，鍛煉學生帶著問題去實驗，在實驗中獲取實踐經驗。明確這三個目標后，學生便有了清晰的實驗方向，在實驗過程中，在教師的引導下，確定思維走向，進而完成實驗目標。

（二）科學合理地整合實驗

在小學科學教材中，每一章節都有相關的實驗課題，如章節“電”的學習中的實驗課題“做個小開關”;章節“食物”的學習中的實驗課題“減慢食物變質的速度”;章節“溶解”的學習中的實驗課題“溶解的快與慢”等。主要的課題實驗下有很多相關知識的小實驗，看似相互獨立，彼此之間毫無聯系，但由于教學進程有限，所以教師需要將幾個小實驗整合為一個大實驗，做章節學習的知識總結和實踐探究。在“溶解”章節學習時，課題“溶解的快與慢”被制定成三個課題實驗：一是“溶解的速度與是否攪拌之間的關系”，二是“溶解的速度與溶液的溫度之間的關系”，三是“如何使水果糖的溶解速度加快”。這三個課題實驗都是圍繞溶解速度快慢進行探究，前兩個課題實驗屬于并列關系，第三個課題實驗屬于拓展性實驗，教師需要將教學內容重新整合，將三個獨立的課題實驗設計為一個綜合類實驗。所以“溶解”章節中的課題實驗變為“了解可溶性固體物質在水中溶解速度的快慢跟哪些因素有關”。在進行實驗之前，教師可以通過教學引導使學生分析出實驗的研究方向，通過學生自由式發揮來構建實驗，使實驗更清晰更完整，這有利于培養學生獨立思考的能力。

（三）給予適當的實驗指導

在實驗開展之前，學生之間會對實驗問題進行簡短的探討，此探討交流過程開放性大，學生很容易在討論中脫離主題。這就需要教師在實驗前的探討階段給予適當的實驗指導，引導學生在實驗研究范圍內展開思考，這個環節要控制在十分鐘之內。

由于“溶解的快與慢”課題的實驗屬于對比性實驗，所以需要教師介紹清楚實驗中的變量和不變量，幫助學生通過實踐對比了解對比實驗的特征。在進行實驗討論兩點因素后，便讓學生自行完成第三點實驗，找出變量與不變量、如何控制不變量、怎么調整變量全部由學生自行解決。這樣既加深了學生對對比實驗的認識，也提高了學生探究的意識和自我解決問題的能力。給予適當的實驗指導對毫無頭緒的學生來說好似醍醐灌頂，思考過后的點撥會使學生獲得更多的實踐感悟。

（四）實驗總結討論要簡短且全面

學生通過實驗得出結論，教師需要針對學生的實驗結論做簡短的探討。

首先，針對實驗問題、實驗目的進行討論，對“溶解的快與慢”中得出的實驗結果依次分析：學生對實驗的總結觀點切勿冗長，一定要全面清晰簡潔。

其次，教師提出拓展性問題，讓學生思考。拓展性問題最好源于生活，這有助于學生養成善于發現、敢于探索的好習慣。

三、小學科學課程“溶解的快與慢”實驗設計

（一）實驗目的

了解可溶性固體物質在水中溶解速度的快慢跟哪些因素有關。

（二）實驗準備材料

教師準備：量杯1個、小竹棒1根、玻璃杯4個、熱水與冷水、維生素B若干粒。

學生準備：玻璃杯6個、攪拌棒1個、50毫升的熱水與常溫水、6份等克數食鹽、水果糖若干、實驗記錄紙一份。

（三）實驗類型

對比實驗。

（四）實驗步驟

1.探究可溶性固體物質在溶液中溶解快慢與是否攪拌有關

制定條件：

相同條件：①水量相同;②水溫相同;③食鹽量相同;④同時加入;⑤觀察時間相同

不同條件：一杯攪拌，一杯不攪拌。

取1號、2號杯，各倒入50毫升水，取兩份等量食鹽，同時放入杯子中。1號杯不攪拌，2號杯攪拌，觀察實驗現象，并記錄下來。

2.探究可溶性固體物質的溶解快慢與溶液溫度高低的關系

制定條件：

相同條件：①水量相同;②食鹽量相同;③同時加入;④觀察時間相同。

不同條件：一杯常溫，另一杯熱水。

取3號、4號水杯，3號水杯內倒入50毫升的熱水，在4號杯內倒入50毫升的常溫水。兩個杯中分別同時放入等量的食鹽，靜置相同時間，觀察實驗現象，并記錄下來。

3.探究可溶性固體物質的大小與溶解快慢之間的關系

取5號、6號水杯，和兩份等量的食鹽，將其中一份食鹽碾碎，杯中倒入等量的常溫水。向5號杯中倒入碾碎的食鹽，6號杯中倒入未碾碎的食鹽，同時倒入，靜置相同時間，觀察實驗現象，并記錄下來。

（五）實驗結論

（1）攪拌可以加快可溶性固體物質在水中的溶解速度。

（2）加熱可以加快可溶性固體物質在水中的溶解速度。

（3）可溶性固體物質顆粒體積越小在水中溶解的速度越快。

（六）附贈小實驗

實驗題目：如何讓水果糖在嘴里融化得更快一些。

實驗任務：①含在嘴里不動;②用舌頭攪拌;③咬碎并攪拌。

實驗步驟：

將學生分為三大組，每一組分別領取一個實驗任務，用預先準備好的水果糖進行實驗。教師計時，相同時間內，觀察實驗現象。

實驗結果：③咬碎并攪拌的方法可以使水果糖在嘴里融化得更快一些。

（七）實驗延伸

根據實驗結果分析，探討溶解知識實驗應用于生活中的哪些地方，如洗衣時倒入洗衣粉需要攪拌等。

四、結語

總之，小學科學實驗設計是一場科學探究活動，能夠給學生提供自行嘗試解決問題的機會，給學生提供適宜的學習環境及空間條件，幫助學生提高科學素養。一個完整的綜合性實驗不僅可以豐富實驗內容，而且也可以幫助小學生發現自然現象和探究世界。

實驗也能夠培養小學生的探索發現精神，激發學生科學興趣，幫助學生積累科學知識，提升學生自主思考、合作交往、動手等能力。在實驗總結探討過程中的簡短全面的問題和解答方式可以使學生學會精煉語言，完善總結和概括能力。

參考文獻：

[1]林 忠.小學科學實驗探究教學存在的問題與對策[J].福建基礎教育研究，2017（3）：143-144.

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