小學科學實驗設計之我見

王彬斌

摘 要：實驗設計是實驗教學重要的一環，是成功地進行實驗的前提。從實驗設計的目的、材料、方法三個環節描述實驗設計的過程，目的要“明”、材料要“精”、方法要“妙”。結合具體案例進行闡述，提出實驗設計要讓學生積極參與，從而達到培養興趣、拓展知識、鍛煉思維的目的。

關鍵詞：小學科學；實驗設計；目的“明”；材料“精”；方法“妙”

愛因斯坦說：“一個美妙的實驗，通常要比我們頭腦中提取二十個公式更有價值。”我們應該通過科學合理的實驗設計，激發學生學習興趣，培養學生科學探究精神和創新能力。小學實驗教學主要包括實驗設計、實驗操作和實驗分析三大部分。實驗設計部分重在依據科學知識和學生實際設計方法，培養學生實驗操作能力和邏輯思維能力。

實驗設計要求設計者根據實驗的目的、要求，運用有關的知識和技能，對實驗儀器（材料、裝置）、方法和步驟等進行設想和規劃，要求思維有序、縝密。同時也要求設計者引導學生、特別是高年級學生參與進來，體驗實驗設計的整個過程。那么怎么進行實驗設計呢？我認為它應符合人的科學探究思維的一般過程，即明確實驗目的――思考實驗所需材料――確定實驗方案。

一、目的“明”才能有的放矢

實驗設計首先讓學生明白實驗目的。為了讓學生清楚地知道實驗目的，教師可以采取如下措施：一是引導學生仔細審閱實驗題目，通過把握重點詞的方式來明確實驗目的。如小學科學三年級下冊《光的傳播》一課有“證明光的直線傳播”的實驗，通過教師引導，學生可以認識到重點詞明顯就是“光”和“直線傳播”，其中“光”既是主語，又是實驗對象，“直線傳播”是要通過實驗驗證的現象。二是教師展示實驗題目，學生思考后積極發言進行討論，教師點撥糾正，讓學生正確確立實驗目的。

二、材料“精”才能物盡其用

良好的材料是實驗成功的基礎和保證。選擇實驗材料時，首先考慮從實驗室獲取，但很多小學科學實驗材料從實驗室不易得到，這就要求我們教師自制教具，從生活中獲取簡易的、實驗現象明顯的材料。比如，小學科學教材《固體的熱脹冷縮》實驗，選擇材料是銅球，加熱用酒精燈，冷卻用冷水，觀察方法用鐵圈套銅球。這個實驗有兩個弊端，一是銅球溫度很高，易燙傷學生，有危險性；二是加熱時間比較長。因此，我將實驗材料改為PP-R塑料，因為PP-R塑料熱膨脹系數遠遠大于銅的熱膨脹系數，實驗現象特別明顯。再如教材《馬鈴薯在水中是沉還是浮》一課，我把馬鈴薯改為葡萄，在燒杯中就可以做。這樣既節省實驗用品，實驗效果又明顯。

三、方法“妙”才能一目了然

（一）充分利用對照實驗和對比實驗

對照實驗是提前控制“因”，然后觀察“果”；對比實驗是通過對“果”的對比，讓學生發現“因”，探究性更強一些。在實驗設計中我們要有意識地采用這兩種方法。

例如五年級上冊第一單元第一課《小苗的誕生》中的實驗采用了對照實驗，適宜的溫度、水、空氣等諸多條件中，每次只能改變其中的一項。需要指出的是，為了節省時間，可以一次設置多個樣本，根據排列組合的原則使樣本間條件有所區別，最后通過將樣本兩兩對照得出結論。本實驗要求設計記錄表，能對澆水量、光照時間等進行記錄。同時，教師鼓勵學生課后對自行控制變量的種類和數量進行研究，激發興趣，鞏固知識。

（二）改進實驗，一切為了效果

實驗設計時，參照課本、參考書、網上所設計的實驗方法，從各角度思考，找出它們的優缺點，結合自己的設計確定最優方案。比如“光的直線傳播”實驗中，教材中提到森林中的光線直線傳播，但缺點是遠離生活只能想象；觀察教室窗戶中的一縷光線，實施起來也有困難。為此，我設計了利用激光筆大角度傾斜打在黑板上的方法，很方便地證明了光的直線傳播，效果很好。

（三）方案周密，預知可能的敗筆之處

實驗設計時，對可能影響實驗效果的不利因素要提前預知并加以避免。如五年級上冊《風的形成》一課中“風的形成”實驗，學生需要制作自己的實驗箱，在實驗設計階段要引導學生注意以下事項：實驗箱密封效果一定要好，任何地方不能漏氣，否則蚊香的煙會溜走；實驗箱要有一定的高度，否則點燃的蠟燭會引起燃燒，不安全。

四、讓學生積極參與實驗設計

實驗設計過程是個鍛煉思維的過程，通過學生參與實驗設計，養成積極動腦的習慣；讓他們掌握實驗設計用到的基本方法，比如對比實驗和對照實驗等；讓他們培養合作精神，體驗到合作的樂趣。總之，教師在實驗設計上下大力氣是值得的，能讓學生體會到實驗科學的魅力。

實驗設計要聯系當地的自然條件。教師要全面了解當地的自然資源，做到心中有數，進行實驗設計方可如魚得水，運用自如。設計“植物的生長與環境”這類教學實驗時，要安排學生對當地的氣候資源、水土資源進行較長時間的觀察分析，記好觀察日記，歸納總結出：植物適應在什么樣的氣候條件下生長發育，什么樣的植物適應什么樣的土壤等有關植物生長與環境的知識，并指導當地的農作物種植，服務地方經濟建設。培養學生學科學、用科學的能力，使他們在獲得科學知識的同時，掌握一定的勞動技能。

教學的實踐過程也是教學方法的探索研究過程，好的實驗設計思想有利于學生有效地掌握基礎知識、基本方法，培養學生的技能和能力，有利于義務教材內容的完成，也有待教師更進一步地探索研究。

（作者單位：浙江省永嘉縣云嶺鄉中心小學）