浅谈小学生的科学实验设计能力的培养
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作者: 熊永均
【摘 要】实验教学是小学科学教学的核心内容，培养学生自己动脑、动手来设计实验，操作实验是小学科学课的主要目的。同时还应让学生学会简单的科学实验方法，明白科学道理，树立正确的科学观。但是实验教学也是小学科学课的难点，学生做实验的成功率不太高，这主要是学生缺乏一种实验设计的能力，在教学实际中，可从四个方面来培养学生的实验设计能力。
【关键词】小学科学；实验设计；能力；培养
实验教学是小学科学课堂教学的核心，学生在老师的引导下，自己动脑、动手完成实验，得出实验现象，培养简单的探索科学的方法和基本的科学观念。要做好这些并不容易，这就要求学生有一定的实验设计能力。小学生的科学实验设计能力不是仅仅指小学生操作实验的能力，而是一种综合的实验能力，是指小学生在科学学习中理解实验目的要求，按照教材提供的实验方案或者自己设计的实验方案进行有步骤地操作实验、采集实验数据、分析实验数据、归纳总结实验结论的综合能力。
培养小学生的实验设计能力，也是培养学生自主探究性学习的能力，不但能提高学生自主探究学习的兴趣，还能提高学生进行自主探究学习的自信心，综合发展小学生的科学素养，打造小学科学高效课堂。那么，怎样培养小学生的科学实验设计能力呢？我结合几年的科学教学实践，从以下几个方面来谈谈我对小学生实验能力培养的做法，与各位同仁探讨。
一、明确实验目的，按照实验方案有序进行实验
爱动手是小学生的特点，科学课在动手操作这一项比其他学科占优势，学生积极性高，兴趣浓。可是，在具体的教学过程中，我们不难发现学生们很想做实验，但是却不知道怎样才能把实验做好。课堂上常常出现这种情况，当老师让学生动手做实验时，人人都要争着做实验，可是却没有几个人是按照实验要求去做，实验场景怎一个“乱”字了得，实验的结果也是百花齐放，各有千秋。学生做实验更多的是满足自己一时的好奇心，而缺乏有目的、有秩序地去完成探究实验任务。不知道实验的目的是什么，没有对实验中会发生的情况进行预设和猜想，没有把观察到的现象、实验数据及时记录下来，也就无法得出实验结论，这是我们所不愿意看到的，不是我们想要的结局。
如何克服学生做实验的盲目性，提高学生实验的效果呢？我在教学实践中感觉到：第一，在学生做实验之前，老师应该引导学生养成认真细读实验目的要求的习惯，使学生了解实验的目的要求。第二，了解实验的方法，有些实验的实验方案教材中已经有了，有些实验方案则需要自己根据实验要求设计。只有让学生读懂实验目的要求（要做什么？）了解实验方案（怎么做？）学生才能对实验做到心中有数，才能较好地完成实验，提高实验效果。
二、激发兴趣，及时督查，自主进行实验
根据课程标准要求，小学科学教材中安排了许多探究性科学实验活动，老师在每节课上都要安排学生做较多的实验，要想让学生做好实验，就必需要准备较多的实验器材。许多老师为了让学生做好实验，都会亲自动手准备实验器材，样样亲力亲为，而不需要学生动手参与准备实验器材，担心学生准备实验器材有困难，担心学生找不到所需的实验材料，无法完成课堂上的实验。其实，老师完全没有必要这样担心，只要你做好宣传工作，宣传到位，检查到位，学生基本上都会按照实验要求准备实验器材的。
要求学生课前准备实验器材，有很多好处，一方面可以让学生切身感受到老师准备实验器材不容易，懂得尊重老师的劳动；更重要的一方面是，学生在准备实验器材的过程中必然要细读实验目的要求、实验方法，必定细看教材，对课本有提前预习的准备，进而对实验目的要求、实验方法有深刻地认识，为上课做好实验作了心理上和思想上的准备，为做好实验作了铺垫。如《摆的研究》一课要做一个研究摆的快慢与什么因素有关的实验，我看见学生很喜欢玩摆，他们拎着摆的摆线摆来摆去。我想何不让他们按照实验要求来摆呢？我在上课之前，就让学生按照课本要求去准备实验器材，要学生们按照实验要求自己制作一个摆，同时可以按课本上讲的方法玩一玩自己制作的摆。课前检查，学生准备实验器材的完成情况很好，每个人都制作了一个摆，甚至有人得出了结论：摆的速度快慢与摆线的长短有关，摆线越长摆得越慢，摆线越短摆得越快。可见，学生在自主做实验的过程中不断地理解、消化实验的目的要求，无形之中养成了实验之前仔细研读实验要求与实验方法的习惯，提高了学生理解实验的能力。
三、面向全体学生，明确分工，主动参与实验
学生参与课堂科学实验，经历整个探究实验过程，是培养小学生探究性学习能力的最佳途径，也是培养小学生科学实验设计能力的最佳途径。参与做实验，参与到整个探究实验过程中去，使所有学生都能在实验过程中发挥作用，都能有机会动手做实验，都能细致观察实验中产生的现象，都能学会记录实验数据，都能参与讨论，分析实验数据，分析实验过程中观察到的现象，都能学习归纳总结实验结论，都能学习总结实验成功的经验和实验失败的教训等等。但是，现实的教学活动中学生参与探究实验活动的情况并不令人满意，虽然说小学生喜欢做科学实验，但是实际现象是有些学生还是不愿意动手做的，特别是一部分女生，她们常常不愿意动手做，经我了解她们不愿动手做实验的原因有三种，一种是就是不想动手做；一种是不敢做，担心做失败，被别的同学笑话；一种是没有机会做，每次实验都被男生抢去做了，或者被动手能力强的女同学抢去做了，自己没有做的机会，久而久之就再也没有机会做实验了。这样下去，不动手参与做实验的这部分同学动手能力必然被弱化，不做实验，她们的兴趣必然减弱，他们的实验能力必然得不到培养。
如何解决部分学生不参与实验活动呢？首先，老师安排学生做实验时要给学生充足的时间，其次，要求实验小组的成员明确分工，细化职责，小组内的同学轮流动手做实验，轮流观察实验现象，轮流记录实验数据，保证每个人都有机会动手做实验。这样小组成员就会主动参与实验。
四、记录实验数据，分析实验现象，综合归纳结论
学生喜欢做实验，但往往不愿意去仔细观察实验过程中产生的现象，不愿意去主动用笔记录观察到的实验数据，忙着做实验，甚至抢着去做实验，等到要使用实验数据时，却没有完整的实验数据可用，也就无法通过对实验现象、实验数据的分析来归纳总结实验的结论，那做实验也就没有达到做实验的目的，实验几乎没有发挥应有的作用。为了避免这种事情的发生，在做实验前，教师就要给每个实验小组的成员明确地分好工，安排好实验小组各个成员的任务，实验时要求实验小组成员各行其事，有条不紊地做好自己的工作，观察实验过程中产生的现象，获取有效的实验数据，保证实验顺利有效地完成。
科学的结论是科学家经过无数次实验得出许多数据，并且通过分析无数的实验数据，归纳总结出来的。科学课中许多知识都已经经过前人探究得出，现在安排学生重新来探究，目的就是要培养学生的探究学习的精神，养成探究学习的习惯，培养学生探究学习的能力。学生在做实验过程中得出实验数据，观察到实验现象，这还不够，还需要学生去分析，去研究，去归纳总结，才能得出结论。经过这样的实验探究活动，提高学生在探究实验过程中的分析能力、归纳总结的能力。
只要做到了以上几点，小学科学课堂教学就会变得很有趣，学生就会在老师的规范引导下，充分发挥自己的智慧，获取更多的科学知识。学生就会形成爱科学、讲科学、用科学的思维习惯，达到素质教育的目的。
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