淺談小學(xué)生實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)

摘 要：探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。整個探究過程都應(yīng)該有學(xué)生的參與，不僅僅是操作實驗，還有實驗設(shè)計。而小學(xué)科學(xué)教學(xué)中輕實驗設(shè)計的現(xiàn)狀不利于學(xué)生提高科學(xué)素養(yǎng)，違背了新課標(biāo)的基本理念。為此，教師首先應(yīng)該明確自己的角色，在目標(biāo)明確的基礎(chǔ)上，從材料準(zhǔn)備、課堂教學(xué)、課后延伸等環(huán)節(jié)給予學(xué)生更多的實驗設(shè)計的機會與引導(dǎo)，讓學(xué)生在動手前充分思考，在動手后及時改進及總結(jié)。

關(guān)鍵詞：實驗設(shè)計；動力；材料；課內(nèi)課外

一、 小學(xué)科學(xué)教學(xué)“輕實驗設(shè)計”的現(xiàn)狀

目前的科學(xué)實驗教學(xué)中，教師往往過于注重學(xué)生的實驗過程，過于注重對學(xué)生不正確操作的糾正，忽視學(xué)生對哪些問題比較好奇，忽視學(xué)生是想怎樣研究問題，在實驗設(shè)計方面出現(xiàn)“包辦”現(xiàn)象。課堂上，學(xué)生缺乏實驗設(shè)計的訓(xùn)練機會、缺乏實驗方式的選擇主動性；演示實驗是老師們的個人精彩表演，分組實驗是“照方抓藥”或“按部就班”式地采集數(shù)據(jù)，完成老師布置的任務(wù)。下課后，學(xué)生們?nèi)狈ψ晕姨骄康膭恿εc指導(dǎo)方法，不會甚至不想自行設(shè)計實驗去繼續(xù)探索。

久而久之，學(xué)生對這種“捆住手腳”的實驗活動要么失去興趣，要么當(dāng)作“娛樂”，對周邊的科學(xué)現(xiàn)象也會失去發(fā)現(xiàn)與探索的好奇心，不利于提高科學(xué)素養(yǎng)。

二、 把自己當(dāng)學(xué)生去“備”課堂

陶行知說：“我們必須變成小孩子，才配做小孩子的先生?！眰湔n中，教師應(yīng)該把自己當(dāng)小學(xué)生，想想自己可能會對哪些現(xiàn)象有興趣，已經(jīng)掌握的知識有哪些，課堂上可能會有哪些問題與猜想，走出課堂時自己會有哪些收獲和不解……

（一） 激發(fā)興趣，幫助學(xué)生形成實驗設(shè)計動力

“為學(xué)患無疑，疑則進也?！背Ｓ幸蓡?，才能常有思考，教師首先應(yīng)當(dāng)觸發(fā)學(xué)生形成明確的研究方向。

在教學(xué)《誰流得更快一些》時，教師先通過倒醋和番茄醬快慢的“尷尬”對比，讓學(xué)生對液體流動快慢有一直觀感性認(rèn)識，學(xué)習(xí)熱情充分調(diào)動起來。在出示洗潔精、水、油三種液體時，學(xué)生對三者“誰流得更快”這一問題興趣濃厚，立刻討論起如何進行公平“流速比賽”，在實驗中應(yīng)該注意哪些問題等等。

“磁鐵隔物吸鐵”的教學(xué)環(huán)節(jié)則是通過一個“意外”：磁鐵把桌上的一個老虎鉗也吸起來了，可是老虎鉗的把手是橡膠材料，不會被磁鐵吸引。學(xué)生于是提出老虎鉗的把手是鐵制的，只是外面用橡膠皮包裹，猜測磁鐵是隔著橡膠皮吸引鐵的。此時，學(xué)生自然想要驗證此推測并研究磁鐵隔著哪些物體可以吸鐵。

（二） 準(zhǔn)備合理高效的實驗器材

實驗材料是學(xué)生進行科學(xué)探究的憑借和橋梁，但并不是越多越好。最好的情況是學(xué)生主動提出他們的所需，教師提供相應(yīng)材料。當(dāng)學(xué)生的所需不夠高效或是教師準(zhǔn)備了其他器材時，也可以引導(dǎo)學(xué)生由材料的特性去思索如何運用它們。

比如《沉浮與什么因素有關(guān)》，利用回形針和塑料雪花插片玩具方便疊加，達到加重、加大的效果，學(xué)生很容易在教師引導(dǎo)下自行設(shè)計實驗，擊碎“輕的浮，大的浮或大的沉”的錯誤概念。《空氣的熱脹冷縮》一課中，引導(dǎo)學(xué)生由吹泡泡的行為想到利用肥皂水來“抓住”空氣，從而用肥皂膜代替氣球來封住玻璃管口等等。

（三） 注意實驗材料出示的時機和批次

科學(xué)課上，我們要考慮到小學(xué)生好奇、好動的天性，也要考慮到材料本身的特點。所以實驗材料不需一下子呈現(xiàn)在孩子面前，而應(yīng)適時地分批分層呈現(xiàn)，否則容易出現(xiàn)教學(xué)結(jié)構(gòu)松散、思維含量低的情況。

研究“磁鐵隔著一些物體也能吸鐵”時，教師提供的分組材料有鋁制硬幣、塑料襯板、橡皮、布片、紙片等常見物體。學(xué)生發(fā)現(xiàn)磁鐵只有隔著橡皮不能吸鐵，但橡皮比較厚，其他材料都比較薄，于是提出疑問：是不是橡皮太厚，磁鐵才不能隔著它吸鐵。此時，教師發(fā)動全班來思考這問題。于是又有學(xué)生提出用磁性強大的磁鐵或用薄一點的橡皮試試。在教師的鼓勵下，學(xué)生利用厚橡皮和切開的薄片橡皮、對折后的紙張、布片開展研究。

（四） 把實驗帶回家

科學(xué)探究可以始于課堂，但不應(yīng)該止于課堂。把科學(xué)實驗帶回家，讓家庭實驗成為課堂探究活動的延伸，讓他們有充足的時間和空間進行獨立思考及課外學(xué)習(xí)的方向和機會，而不是簡單一句“請大家回去后繼續(xù)研究”草草了事。比如，學(xué)生知道室內(nèi)外有溫差后，可以繼續(xù)在家研究室內(nèi)每個房間的溫度是否相同，哪一間最熱，哪一間最冷，可能的原因是什么，有什么啟發(fā)……

三、 耐心等待學(xué)生的思考

1. 當(dāng)心學(xué)生的兩極分化

科學(xué)探究活動的深度、速度都與學(xué)生的智力有著密切的關(guān)系。并不是所有的學(xué)生都能夠自己發(fā)現(xiàn)問題，并能夠積極尋找解決問題的方法。據(jù)課堂觀察，大約只有三分之一的學(xué)生在活動中一直處于積極思維狀態(tài)。長期下去，不但學(xué)生的學(xué)習(xí)會出現(xiàn)兩極分化，而且可能影響他們一生對待事物的態(tài)度。因此，在組織合作探究活動時，要及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的差異，根據(jù)差異，啟發(fā)小組成員正確分工，使學(xué)生認(rèn)識到分享信息、觀念、思考和相互啟發(fā)的意義，讓每個學(xué)生各顯其能，獲得交流的經(jīng)驗和能力。

2. 要給學(xué)生一個思考的支點

學(xué)生知識水平有限，有時會有不合理、不完善的設(shè)計，此時，教師給出的思考支點、四兩撥千斤的引導(dǎo)彌足珍貴。

研究《金屬的熱脹冷縮》時，學(xué)生學(xué)習(xí)了液體的熱脹冷縮后自然想到加熱銅勺，驗證銅遇熱變大，再放入冷水，驗證受冷縮小。教師并沒有急于否定，而是放手讓大家嘗試，結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)用肉眼根本無法發(fā)現(xiàn)體積的變化。在全班討論“能否用尺子量一量”后，教師提出“能不能用把‘特殊的尺子來量一下”，最終確定用剛好使銅勺穿過的環(huán)作“尺子”。學(xué)生不僅掌握了實驗方法，還深刻體會到：金屬的熱脹冷縮沒有空氣、水這么明顯。這樣的設(shè)計實驗過程，可謂“教學(xué)無痕”，學(xué)生對實驗的原理、方法、步驟、注意事項等了解得很深入，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。

在科學(xué)課的教學(xué)中，學(xué)生始終是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，教師要引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)整個探究活動，讓學(xué)生自己提出問題，選擇實驗材料，設(shè)計實驗方法、步驟，思考注意事項，改進方案……只有這樣，學(xué)生才能在學(xué)到科學(xué)知識的同時，習(xí)得科學(xué)研究的方法，發(fā)展科學(xué)思維，讓科學(xué)素養(yǎng)在學(xué)生心中生根開花。

參考文獻：

[1]朱洪亮.給學(xué)生一個思考的支點[J].小學(xué)時代，2012（12）.

[2]王芳.實驗材料的選擇、利用與呈現(xiàn)[J].科學(xué)課，2010（7）.

作者簡介：楊旸，江蘇省蘇州市東中市實驗小學(xué)。endprint