刍议小学科学教学中的实验设计

张仲举

摘要：多方面准备实验材料，巧妙设计实验，让学生通过亲身体验获得经验是关乎科学教学成败的关键。明确实验目的、契合学生认知规律、激发探究兴趣、巧妙设计实验。通过这样有序的实验探究，才能使学生充分感受到自然科学的魅力，培养学生探求自然科学知识的兴趣和爱好，增强学生学科学、用科学的能力。

关键词：科学教学 实验设计 有序分层设计 兴趣 规范创新 科学课是小学课程计划的重要组成，具有其它学科不能替代的育人功能。而探究实验则是科学教学行之有效的根本途径。如何多方面地准备实验材料、巧妙设计实验，让学生通过亲身体验获得经验是关乎科学教学成败的关键。下面笔者就对科学教学中的实验设计谈谈个人的浅见。

一、明确实验目的，有序设计实验

善于动手是小学生的特点，科学课堂中的探究实验是小学生最喜爱的活动。可是，在具体的教学中，我们不难发现学生们喜欢实验探究，但是却不知道如何把实验做好。作为老师，设计实验之初就要积极引导学生养成研读实验目的，了解实验操作方法，吃透实验方案的习惯。这样才能对做好实验做到心中有数，才能较好地完成实验，提高实验效果。

由于学生的理解能力不尽相同，实验设计就要考虑学生对实验中的重难点操作的把握程度，以及对实验现象的分析和总结。小学生尤其是低年级的学生，观察事物时常是分散不清、杂乱无章的，缺乏系统性和目的性，常常会偏离观察的主要目标，做了这一步不知下一步该做什么，颠倒操作过程，少做漏做，导致实验失败。所以在设计实验时就要引导学生在明确实验目的的基础上，捋顺实验操作顺序，理解整个操作过程。通过这样有序的实验探究，才能使学生充分感受到自然科学的魅力，培养学生探求自然科学知识的兴趣和爱好，增强学生学科学、用科学的能力。

二、契合认知规律，分层设计实验

实验设计时要充分考虑学生主体地位和认知特点，在探究过程中使学生能够通过自己的亲身体验，获得正确的实验结论，从而达到认识自然现象、感知科学魅力的目的。低年级的学生由于年龄特点，注意力分散，感知外部世界往往从自身兴趣出发，很难与实验目的相符合。所以在设计实验时要采取机动多变的方式，充分调动感官，有意识地引导直接观察。如：冀教版科学《根与茎》的实验设计，教师可通过提供具有代表性的实验材料──植物的根和茎，让学生观察、比较，最终归纳总结出植物的根、茎的相关特点。

教师针对中高年级学生设计实验时，要根据其已经具备了动手实验的能力，以一种引导激励的方式让学生自主参与、动手动脑，通过相互合作，设计实验，验证猜想。如设计《认识浮力》的实验时，通过小组合作，亲自动手将各种不同类型的实验材料放入水中观察现象，亲身体验，直观感受，从而得出结论。之后拓展启发学生思考如何利用手中条件，改变物体在水中的沉浮。这样设计满足了学生强烈的求知欲，可达到事半功倍的效果。

三、激发探究兴趣，巧妙设计实验

兴趣是开启智慧的钥匙，小学生好奇心特别强，极易对陌生的领域产生兴趣。虽然小学生的知识单一、经验欠缺，对一些事物和现象没有具体的感知，但却有着强烈的求知欲望。作为小学科学教师要充分利用这点，精心做好准备，巧妙设计实验，激发学生的实验兴趣。

创设探究情境要根据小学生的身心特点和认知规律，帮助他们建立一个有利于探究学习的环境和局面，使他们在良好的认知心理作用下产生对科学探究的需要，激发起实验探究的热情，调动起参与实验的兴趣。如在设计《空气占据空间》实验时，把一团纸巾塞到玻璃杯底，然后将杯子竖直倒扣入水中。让学生猜想，纸巾会被水浸湿吗？试着说出其中的缘由！这样的情境创设早已激起了学生的学习兴趣，而问题的提出立刻会使学生产生探究的欲望。

四、培养操作习惯，规范设计实验

科学是以实验为基础的学科。实验教学特别注重细节规范和操作习惯的养成，大多数科学实验的失败都是由于忽视细节导致的。所以在设计实验时，一定要把握相关实验中的规范和操作规程，从细微处入手，培养学生仔细认真的习惯。每个实验用具，都有一定的操作规范。这些规范有时确实看似“浪费”时间，对实验结果也无重大影响，但是在实际操作中却起到了非常关键的作用。例如，用温度计在测量温度变化时，教师时刻提醒学生温度计的玻璃泡不能碰到烧杯壁，读数时视线要与液柱顶端持平。而学生由于手持温度计的时间长了，手发酸，本来看又不方便，就把温度计斜靠在了烧杯里，把两只手彻底解放了出来，从而造成了读数不准。所以在实验设计时，一定要严格规范，有序示范，让学生看在眼里，学在心里，养成良好的实验习惯。

五、优化常态教学，创新设计实验

培养学生的创新精神和和实践能力是当前基础教育课程改革的目标之一，就科学课程而言，重视实验教学，充分挖掘探究实验的“创新点”，并加以精心设计是落实这一目标的有效方法。所谓“创新点”是指那些蕴涵在探究实验中，能够引发学生进行多角度全方位的思考从而得出新知识和新方法的潜在因素。

首先更新实验设计的思路。设计实验时不能局限于课上，也可以在课下；可以使用实验室所配备的器材，也可以自备自制教具，甚至可以使用我们日常生活中的现有物品，利用学生身边的物品做实验。如探究溶解实验中，可以让学生自己从家里带来一些食盐、食用油、白糖，再利用教室里现有粉笔和实验室准备好的酒精。这些器材学生更熟悉，更有利于使学生明白科学就在身边，科学与生活联系非常紧密。而且通过课本上微型实验的探究，启发学生的创新能力，调动学生刚刚起步的创新意识和创新精神。

其次改变实验教学的陈旧理念，注重引导学生观察实验的方法。在相关的实验设计中要充分利用自然环境，开展环境考察和课外科学实验研究活动。农村有得天独厚的自然环境，为带领学生走出教室到大自然中去进行考察活动提供了良好的场所。教师要注意充分利用这一有利条件，带领学生到大自然这个“大课堂”去上课，科学课中凡是适合在当地自然环境中教学的内容，如水域的污染和保护、植物与环境、能源矿产、岩石、土壤等等，尽可能让学生进行实地考察，直接与大自然接触，并注意把爱科学的思想教育和改变当地自然面貌结合起来，把科学课的教学和课外自然研究活动结合起来，从而使科学课取得了综合的教学效益。

最后设计实验时要充分考虑实验评价，从而形成再创新能力，为制订下一个目标做好准备，这个环节是必不可少的。新的评价观点应该重视学生在实验中解决问题的能力，在实际操作时就应该努力避免死板、缺乏创造力的观点，这也是我们努力的方向之一。

总之，实验教学作为科学探究中的一个重要组成部分，有效地提高了学生科学素养和各方面能力。高效的进行实验设计，最大限度地发挥实验探究的有效性，开展探究活动，需要我们长期的共同努力。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，只要广大教育工作者坚定信心，不断的探索和完善，一定会使科学课堂成为学生真正需要的“教学合一”的乐园。