科学教学中学生实验设计能力的培养

许鹏鹰

[摘要]小学科学是以探究为基础的学科，主张儿童要像科学家一样研究科学，也就是说学生要同时具有“动脑”和“动手” 能力。让学生自主设计实验可以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。教师要运用多种手段，提升学生的实验设计能力。

[关键词]实验设计；能力培养；小学科学

[中图分类号]G623.8[文献标识码]A[文章编号]10079068（2017）12008301

小学科学是以探究为基础的学科，主张儿童要像科学家一样研究科学。而科学家在研究科学时一般是先假设，再设计实验验证，最后形成结论。也就是说学生要具有实验设计能力和操作能力。其中设计能力的培养，是让學生学会设计的方法，培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力以及创新意识。但是，在教学中学生对要研究的问题有了猜测之后，设计实验时都比较急躁，不能深入思考，设计出来的方案创新性和操作性都不高。还有些学生根本不参与设计，完全靠别人的方案进行实验。在此情形下，我们教师应如何组织教学呢？

一、创造探究氛围，激发设计兴趣

在实验设计教学中，我们教师首先要创设一种和谐的氛围，让学生善于思考、勇于发言。小学生有自己的年龄特点和思维特点，在引导时教师要从学生身边常见的、熟悉的现象入手。只有学生对即将探究的实验内容心生疑惑，才会去自发思考、自主设计，对问题的思考才会深入。

如在教学《蚂蚁》时，教师可以在探究活动前布置任务让学生思考如何观察蚂蚁（主要解决蚂蚁乱爬的问题）。质疑是最佳的学习动力，这一任务的设置可以帮助学生更好地明确实验目的，更快地设计实验方案，观察更加地仔细。像这样明确实验目的后自发的实验设计，摆脱了传统实验教学中学生实验设计模式僵化的局面，使学生能全方位地参与实验设计，制订出自己的实验方案，提高了学生的创新思维和探究能力，也为后续的探究实验提供了保障。

二、立足课堂实验，培养设计能力

小学科学教材中对学生实验设计的基本原则和教学方法等没有专门的系统阐述，但是教材把它们隐含在了课堂实验和科学发展史中。作为教师我们应善于发现这些隐含信息，帮助学生了解和掌握实验设计的理论知识和实际运用，开发学生的设计能力，挖掘学生的创新思想。

在教学时，可以让学生利用课本实验进行简单的实验设计，在初步的“模仿式”设计中训练学生的思维方式，为实验设计的可操作性、可成功性奠定良好的心理基础。比如在 “绿豆的发芽实验”中，可以让学生自己选择变量因素：水分、温度、阳光等，这样学生的选择面广，实验的难易程度可调，符合“优秀学生有挑战、普通学生有信心”的要求。通过这种课堂实验的“模仿式”设计，可以让学生更多地体验实验设计的过程，提高其设计能力，还可以促使学生主动参与科学探究。

三、贴近生活实际，设计课外实验

在小学科学教材中，出现了许多探究实验，由于课堂的局限性（时间、空间等）只能研究某一方面，学生不能系统地理解科学。这时，我们教师可以利用网上作业、科技活动等平台，让学生继续探究。这些课外实验既改变了原有教学的封闭状态，又改变了原有教学的互动方式。

如在学习 “溶解” 这一单元知识时，我们可以通过网络平台布置课外实验。比如“白糖和食盐在水中溶解能力的比较”这一问题，可以由学生先提出猜测，再自主设计不同的方案来验证之前的猜测。教师对学生的实验设计等过程不做干涉和限制，可以让学生从不同的角度去思考问题，找出解决问题的多种方案。除此之外，只要是学生熟悉的、感兴趣的问题，我们都可以放手让学生去设计、探究，引导学生采用不同的设计方案，从而切实提高学生的实验设计能力。

四、综合多元评价，提高设计能力

为了切实提高小学生的实验设计能力，我们教师要及时对学生的实验设计进行评价，而且学生的实验设计活动中应该一直贯穿着评价。我们要清楚评价的目的在于诊断学生已有的能力水平及存在的问题，改善教学质量和提高学生相关能力，要摈弃以往过分重视成绩的评价系统。

同时我们要明白任何一种评价方法都有其特殊性和局限性。因此在教学时，我们教师应该采用多元化的评价方式，根据实际需要选择合适的评价方法。教师评价、自我评价、小组互评等评价方式也可以结合使用，以实现多方位评价，充分调动学生设计实验的兴趣，从而提高设计能力。

最后，我们教师要知道：小学生在实验设计上刚刚起步，要想设计出一个合理、严谨的实验方案，是很考验学生综合能力的，是不可能一蹴而就的。这时，我们教师要坚持让学生自己完成实验设计和反思改进。那么，如何既保证学生的实验设计质量，又按时完成教学任务呢？这就需要我们教师在课前进行充分的准备，尽量减去不必要的环节，灵活选择教学形式，保证实验设计的严谨性、规范性和可操作性，培养学生对科学本质的感悟。

（责编罗艳）