浅谈小学科学实验方案设计的有效方法

梁丹

摘要：在科学课堂教学中，重视并加强学生科学实验课“方案设计”的教学研究是非常重要的。科学教学实践表明：“方案设计”是学生根据科学猜想，运用已有的知识、技能和生活经验而进行的一项创造性活动，它对发展学生的科学素养、培养学生的科学探究能力有重要的意义。

关键词：小学科学；实验方案；设计有效性

小学科学方案设计是以“培养学生的科学素养为理念”，在实施科学探究实验之前根据科学实验的目的和要求，运用相关的科学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。

一、明确操作目的，引领学生把握科学探究方向

（一）有效引导，鼓励学生提出科学问题

方案的设计首先要从选择问题开始，课前激发探究欲望，创设情境引导学生发现并提出问题，让学生成为提出“问题”的主體，看探究过程中哪个环节可以展开实验，具体的方法与策略总结如下：

1.引导提出的问题，教师设置一定的情景，让学生们感觉有疑惑的问题或者产生想探究的问题，从而引起他们认知的冲突，继而想探究问题。

2.课堂生成的问题，教师要抓住课堂上生成的问题，给学生充裕的时间，鼓励他们从不同的角度去思考，在事实支撑的情况下大胆猜想，说出自己猜想假设的理由。

3.组内探讨的问题，以小组为单位进行讨论，初步解决困惑，在讨论过程中教师积极鼓励学生进行适当指点，为学生的学习提供正确的指导。

（二）查阅资料，夯实实验设计的基础。

在科学课堂上，学生结合已学过的科学知识，对要研究的内容进行认真思考，教师要引导学生广泛阅读和收集相关的文章和资料，注意吸取其中的新观念、新信息，在实验前的准备阶段注重知识积累，收集整理相关资料。

（三）明确目的，探究科学实验的原理。

学生明确自己在探究过程中要做什么，解决什么问题，实验目的和科学原理是什么，以小组形式通过研讨、集思广益、互相启发给予解答，对交流中积攒的问题进行提炼，教师在这个过程中要不断给予学生鼓励、指导。

二、选择材料精准，为科学探究实验提供保障

（一）多维思考，选择精准的实验仪器和材料

学生所选择的仪器、药品要依据科学探究实验的目的和原理来确定；选择的实验材料要以能非常容易的展现清晰的实验效果为首选；首选实验室中现成的实验器材作为实验的操作器材。实验时尽可能使用简单的实验装置，较少的实验步骤和药品。

（二）师生搜集、补充“有结构的实验材料”

对于实验探究中缺少的材料，设立“有结构的材料超市”，这些材料既能揭示与探究内容有关的现象，又符合学生的年龄特征和认知水平，使他们有能力通过对材料的摆弄来发现问题，认识问题，对学生的探究学习有很大的帮助。

三、设计方法巧妙，培养创新精神和思维能力

（一）互动交流，创设情境完善实验方案

五年《小灯泡亮了》通过学生们的不断探究发现点亮小灯泡的方法。根据已发现的实验现象及记录，深入探究小灯泡点亮现象究竟和哪些因素相关。学生进一步设计方案深入探究，反馈交流。经过验证，揭示小灯泡变亮现象是灯泡连接点与电池正负极相连这一因素有关。

（二）思维碰撞，反复实践改进方案

探究《叶脉的提取》小组内经过重新规划方案，二次实验采用快速便捷的“煮制法”，由于酒精灯的火力小，学生没能在允许的时间内把树叶煮烂，所以这次实验不能按时、不能按要求进行。针对上次实验的失误学生改进了操作方案。

（三）化繁为简，巧用词语确定实验方案

探究六年《物质燃烧快慢和什么有关》学生在课堂上设计好了操作步骤：检查、装药、固定、点燃、收集、熄灭几个词，方便学生记忆、操作。接着学生交流实验操作时需要注意的事项。过程中教师引导学生仔细观察实验的现象，记录观察结果，反馈实验原理。

（四）区分类别，采用不同模式设计方案

1. 按作用分：探索性方案设计、运用性方案设计、验证性方案设计，目的是综合运用所学的科学知识和技能，解决一些日常生活中的实验问题。

2. 按工具分：仪器、装置和药品的改进或替代方案设计，课堂上对于生缺少某些仪器、药品的情况，需要孩子们自制一些仪器和代用品，或采用微型实验，对方案重新设计。

3. 按内容分：物质的组成、结构和性质方案设计，物质的分离、鉴别方案设计，物质的制备方案设计，这类探究实验在过程中强调学生的观察要更仔细。

（五）经验积累，集体研讨完善方案

1. 根据已有的科学知识设计方案：在科学探究中学生很多实验设计的内容非常简单，教师可以通过引领学生对已有知识、经验的回忆或对问题的假设，给学生提供实验设计思路，进行实验设计。

2. 根据生活经验设计方案：在学生对生活现象中的问题进行猜想、假设之后，就可以鼓励学生根据生活经验在小组内设计方案，学生要在课堂上进行交流研讨，教师帮助学生进行分析，找出最佳方案。

四、全------ 资料记录全面，养成严谨求实的科学态度

（一）阶段记录：

实验记录贯穿于整个实验探究的全过程，在整理数据资料时要先做好规划，设计出相应的表格等资料，以备实验操作时使用。

1. 实验前的资料：在方案设计初始阶段，设计出实验装置图、实验记录表、方案流程图。方案文字资料：实验操作步骤、实验需要的仪器、设备、药品、实验过程中的注意事项。

2. 实验中的资料：实验过程中要指导学生真实记录，想的全面、观察全面、记录全面、观察要细致，观察细节，根据实验的实际需要设计实验记录单，并在实验中不断完善。

3. 实验后的资料：将所有实验过程中观察到的现象和记录的相关数据，通过分析、计算、图表、推理等方式进行整理、汇总，得出正确的科学结论。优化方案后重新设计新方案，要具体、全面、详实记录。

（二）全面详实：

实验记录在实验探究过程中是对学生思维的再现，证据的获得，实验结论的提升，实验评价的依据。学生记录时还要关注以下内容：

1. 要客观真实的记录：科学教师要提醒学生对观察到的现象和数据做准确、真实的记录。

2. 记录要区分好类别：在实验操作之前把一定要把方案确定好，操作的都是未知的变量，要确定好变量。文字数据记录：时间记录、温度记录、加药量记录、加药的种类记录、杂质的含量及其它的特殊的记录。图像记录：录像记录、照片记录、声音记录。

参考文献：

[1]张芳，浅议在小学科学教学中学生探究能力的培养，北京世界图书出版社，2014

[2]何克抗，如何在小学科学教学中培养学生的科学探究能力，中国电化教育，2015

[3]陈敏，小学科学课教学如何培养学生的探究能力，小学科学教学，2014

[4]车伟坚，许晓东，在小学科学教学中培养学生的探究能力，2016endprint