科學教學中學生實驗設計能力的培養

許鵬鷹

[摘要]小學科學是以探究為基礎的學科，主張兒童要像科學家一樣研究科學，也就是說學生要同時具有“動腦”和“動手” 能力。讓學生自主設計實驗可以培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力。教師要運用多種手段，提升學生的實驗設計能力。

[關鍵詞]實驗設計；能力培養；小學科學

[中圖分類號]G623.8[文獻標識碼]A[文章編號]10079068（2017）12008301

小學科學是以探究為基礎的學科，主張兒童要像科學家一樣研究科學。而科學家在研究科學時一般是先假設，再設計實驗驗證，最后形成結論。也就是說學生要具有實驗設計能力和操作能力。其中設計能力的培養，是讓學生學會設計的方法，培養學生提出問題、分析問題、解決問題的能力以及創新意識。但是，在教學中學生對要研究的問題有了猜測之后，設計實驗時都比較急躁，不能深入思考，設計出來的方案創新性和操作性都不高。還有些學生根本不參與設計，完全靠別人的方案進行實驗。在此情形下，我們教師應如何組織教學呢？

一、創造探究氛圍，激發設計興趣

在實驗設計教學中，我們教師首先要創設一種和諧的氛圍，讓學生善于思考、勇于發言。小學生有自己的年齡特點和思維特點，在引導時教師要從學生身邊常見的、熟悉的現象入手。只有學生對即將探究的實驗內容心生疑惑，才會去自發思考、自主設計，對問題的思考才會深入。

如在教學《螞蟻》時，教師可以在探究活動前布置任務讓學生思考如何觀察螞蟻（主要解決螞蟻亂爬的問題）。質疑是最佳的學習動力，這一任務的設置可以幫助學生更好地明確實驗目的，更快地設計實驗方案，觀察更加地仔細。像這樣明確實驗目的后自發的實驗設計，擺脫了傳統實驗教學中學生實驗設計模式僵化的局面，使學生能全方位地參與實驗設計，制訂出自己的實驗方案，提高了學生的創新思維和探究能力，也為后續的探究實驗提供了保障。

二、立足課堂實驗，培養設計能力

小學科學教材中對學生實驗設計的基本原則和教學方法等沒有專門的系統闡述，但是教材把它們隱含在了課堂實驗和科學發展史中。作為教師我們應善于發現這些隱含信息，幫助學生了解和掌握實驗設計的理論知識和實際運用，開發學生的設計能力，挖掘學生的創新思想。

在教學時，可以讓學生利用課本實驗進行簡單的實驗設計，在初步的“模仿式”設計中訓練學生的思維方式，為實驗設計的可操作性、可成功性奠定良好的心理基礎。比如在 “綠豆的發芽實驗”中，可以讓學生自己選擇變量因素：水分、溫度、陽光等，這樣學生的選擇面廣，實驗的難易程度可調，符合“優秀學生有挑戰、普通學生有信心”的要求。通過這種課堂實驗的“模仿式”設計，可以讓學生更多地體驗實驗設計的過程，提高其設計能力，還可以促使學生主動參與科學探究。

三、貼近生活實際，設計課外實驗

在小學科學教材中，出現了許多探究實驗，由于課堂的局限性（時間、空間等）只能研究某一方面，學生不能系統地理解科學。這時，我們教師可以利用網上作業、科技活動等平臺，讓學生繼續探究。這些課外實驗既改變了原有教學的封閉狀態，又改變了原有教學的互動方式。

如在學習 “溶解” 這一單元知識時，我們可以通過網絡平臺布置課外實驗。比如“白糖和食鹽在水中溶解能力的比較”這一問題，可以由學生先提出猜測，再自主設計不同的方案來驗證之前的猜測。教師對學生的實驗設計等過程不做干涉和限制，可以讓學生從不同的角度去思考問題，找出解決問題的多種方案。除此之外，只要是學生熟悉的、感興趣的問題，我們都可以放手讓學生去設計、探究，引導學生采用不同的設計方案，從而切實提高學生的實驗設計能力。

四、綜合多元評價，提高設計能力

為了切實提高小學生的實驗設計能力，我們教師要及時對學生的實驗設計進行評價，而且學生的實驗設計活動中應該一直貫穿著評價。我們要清楚評價的目的在于診斷學生已有的能力水平及存在的問題，改善教學質量和提高學生相關能力，要擯棄以往過分重視成績的評價系統。

同時我們要明白任何一種評價方法都有其特殊性和局限性。因此在教學時，我們教師應該采用多元化的評價方式，根據實際需要選擇合適的評價方法。教師評價、自我評價、小組互評等評價方式也可以結合使用，以實現多方位評價，充分調動學生設計實驗的興趣，從而提高設計能力。

最后，我們教師要知道：小學生在實驗設計上剛剛起步，要想設計出一個合理、嚴謹的實驗方案，是很考驗學生綜合能力的，是不可能一蹴而就的。這時，我們教師要堅持讓學生自己完成實驗設計和反思改進。那么，如何既保證學生的實驗設計質量，又按時完成教學任務呢？這就需要我們教師在課前進行充分的準備，盡量減去不必要的環節，靈活選擇教學形式，保證實驗設計的嚴謹性、規范性和可操作性，培養學生對科學本質的感悟。

（責編羅艷）