小學(xué)科學(xué)實驗設(shè)計之我見

王彬斌

浙江省永嘉縣云嶺鄉(xiāng)中心小學(xué)

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?！蔽覀儜?yīng)該通過科學(xué)合理的實驗設(shè)計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。小學(xué)實驗教學(xué)主要包括實驗設(shè)計、實驗操作和實驗分析三大部分。實驗設(shè)計部分重在依據(jù)科學(xué)知識和學(xué)生實際設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力和邏輯思維能力。

實驗設(shè)計要求設(shè)計者根據(jù)實驗的目的、要求，運用有關(guān)的知識和技能，對實驗儀器（材料、裝置）、方法和步驟等進(jìn)行設(shè)想和規(guī)劃，要求思維有序、縝密。同時也要求設(shè)計者引導(dǎo)學(xué)生、特別是高年級學(xué)生參與進(jìn)來，體驗實驗設(shè)計的整個過程。那么怎么進(jìn)行實驗設(shè)計呢？我認(rèn)為它應(yīng)符合人的科學(xué)探究思維的一般過程，即明確實驗?zāi)康抹D―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(shè)計首先讓學(xué)生明白實驗?zāi)康?。為了讓學(xué)生清楚地知道實驗?zāi)康?，教師可以采取如下措施：一是引?dǎo)學(xué)生仔細(xì)審閱實驗題目，通過把握重點詞的方式來明確實驗?zāi)康摹Ｈ缧W(xué)科學(xué)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(dǎo)，學(xué)生可以認(rèn)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(xiàn)象。二是教師展示實驗題目，學(xué)生思考后積極發(fā)言進(jìn)行討論，教師點撥糾正，讓學(xué)生正確確立實驗?zāi)康摹?/p>

二、材料“精”才能物盡其用

良好的材料是實驗成功的基礎(chǔ)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(xué)科學(xué)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(xiàn)象明顯的材料。比如，小學(xué)科學(xué)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(xué)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(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銅的熱膨脹系數(shù)，實驗現(xiàn)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(jié)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(xué)生發(fā)現(xiàn)“因”，探究性更強一些。在實驗設(shè)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(jié)省時間，可以一次設(shè)置多個樣本，根據(jù)排列組合的原則使樣本間條件有所區(qū)別，最后通過將樣本兩兩對照得出結(jié)論。本實驗要求設(shè)計記錄表，能對澆水量、光照時間等進(jìn)行記錄。同時，教師鼓勵學(xué)生課后對自行控制變量的種類和數(shù)量進(jìn)行研究，激發(fā)興趣，鞏固知識。

（二）改進(jìn)實驗，一切為了效果

實驗設(shè)計時，參照課本、參考書、網(wǎng)上所設(shè)計的實驗方法，從各角度思考，找出它們的優(yōu)缺點，結(jié)合自己的設(shè)計確定最優(yōu)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(yuǎn)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(shè)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(yù)知可能的敗筆之處

實驗設(shè)計時，對可能影響實驗效果的不利因素要提前預(yù)知并加以避免。如五年級上冊《風(fēng)的形成》一課中“風(fēng)的形成”實驗，學(xué)生需要制作自己的實驗箱，在實驗設(shè)計階段要引導(dǎo)學(xué)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(xué)生積極參與實驗設(shè)計

實驗設(shè)計過程是個鍛煉思維的過程，通過學(xué)生參與實驗設(shè)計，養(yǎng)成積極動腦的習(xí)慣；讓他們掌握實驗設(shè)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(yǎng)合作精神，體驗到合作的樂趣?？傊?，教師在實驗設(shè)計上下大力氣是值得的，能讓學(xué)生體會到實驗科學(xué)的魅力。

實驗設(shè)計要聯(lián)系當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件。教師要全面了解當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，做到心中有數(shù)，進(jìn)行實驗設(shè)計方可如魚得水，運用自如。設(shè)計“植物的生長與環(huán)境”這類教學(xué)實驗時，要安排學(xué)生對當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源、水土資源進(jìn)行較長時間的觀察分析，記好觀察日記，歸納總結(jié)出：植物適應(yīng)在什么樣的氣候條件下生長發(fā)育，什么樣的植物適應(yīng)什么樣的土壤等有關(guān)植物生長與環(huán)境的知識，并指導(dǎo)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物種植，服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè)。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的能力，使他們在獲得科學(xué)知識的同時，掌握一定的勞動技能。

教學(xué)的實踐過程也是教學(xué)方法的探索研究過程，好的實驗設(shè)計思想有利于學(xué)生有效地掌握基礎(chǔ)知識、基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的技能和能力，有利于義務(wù)教材內(nèi)容的完成，也有待教師更進(jìn)一步地探索研究。