对学生科学实验设计能力的启蒙培养
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什么是实验?实验，是科学研究的基本方法之一，是根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物(或过程)发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。
科学实验设计是指实验者在实施科学实验前，根据一定的科学实验目的和要求，运用科学知识与技能，按照一定的实验方法对实验的材料、步骤和方法等进行合理安排与规划。小学生实验设计是建立在一定的感性认识基础上，根据做出的假设，选用一定的材料，结合实验条件的控制，设计出能验证假设的方案，并在实验中做好观察与记录，然后根据表达分析现象。得出科学结论。对于三年级上学期刚开始接触科学的学生来讲，对于“做实验”的概念都还是模糊的，又怎样来教给学生设计实验的方法，培养其设计实验的能力呢?从教学实践中我体会到：可以从以下几方面着手。
1、在观察实验中渗透“实验设计”概念
三年级上册教学内容主要以观察课为主，从起始单元对生活中食物的观察开始，然后对身边饮用水的观察、身边玩具的观察、家养小动物的观察，无不渗透着观察实验，怎样在观察实验中渗透设计实验的概念呢?
1.1 结合教学内容情景告诉学生什么是实验
科学课的起始课：《做科学从身边开始》一课中，记录蜡烛、香的燃烧时间，需要学生细致操作、细心观察，其过程是：首先要知道一格蜡烛或一炷香燃烧完是多少时间，这需要用钟表来计时，然后不用钟表，直接用蜡烛或香进行燃烧，当燃烧完一格蜡烛或一炷香，就知道经过了多长时间。所以在观察、收集事实时，要提醒学生做到燃烧与计时必须同步，才能保证实验的准确性。这个过程就是做实验。用尺子量身高、臂长、头围、用秤称体重、用眼、耳、鼻、舌、手等感觉器官观察食物的色、香、味也是在做实验。在我们小学科学课中像这样的实验甚至更有趣更复杂的实验，还有很多很多，都需要同学们去用心学习、用心操作、用心观察，以此来激发学生学习科学的兴趣，激励学生投身到科学观察中，为设计实验概念做好铺垫。
1.2 结合教学内容情景告诉学生什么是实验设计
实验设计方案是动手实验之前的必要步骤，可以提高学生学习科学的兴趣，增强学科学的主动性、创造性，从而提高教学的有效性。第一单元中研究食物的色香味一课，学生学会了用我们的眼耳鼻舌手这些感觉器官来观察食物，在研究《水是什么样的》一课时，当学生谈完对水的已有认识时，追问：这只是同学们的想法，对不对呢?怎么办?怎么做实验?这时，教师引导学生认识：做实验先得有实验材料：水、装水的容器，再想想实验方法：用眼睛看颜色、用鼻子闻气味、用舌头尝味道、用手摸一摸感觉怎样，实验时应注意哪些问题，然后告诉学生，这个过程就是在设计实验方案。
2、在演示实验中引导“设计实验”方案
演示实验是指教师用演示的方法，结合课堂教学进行的科学实验。其特点是现象明显，具有较强的直观性与示范性。其目的是指导学生进行正确实验。让学生准确、规范地进行实验操作，并掌握操作的关键点。对于三年级学生而言，刚开始“做”科学，许多科学实验有一定难度，需通过教师的演示，学生跟着做。但在教师演示之前，可引导学生“帮着”教师设计实验方案。如：在研究“食物的营养”一课时，学生根据已有的知识经验推测出食物中含有脂肪、蛋白质、水分等营养成分，是不是每一种食物都含有这些营养成分呢?不同的食物其主要营养成分是什么?都需要做实验进行研究。
怎么做实验呢?引导学生认识：
(1)准备实验材料。
①研究用材料：肥肉、瘦肉、米饭、土豆、黄瓜等材料(课前已布置学生带来)。②操作用材料：白纸、镊子、酒精灯、火柴、碘酒、棉签。
(2)用上述材料做实验，观察现象。
(3)教师讲述并演示实验方法后学生分组实验。
这里酒精灯、镊子、碘酒的使用对三年级的学生而言都有一定的难度，特别是酒精灯的使用要做重点指导，那么从准备材料到选择实验方法，就是设计实验的过程。可将思路理清告诉学生：这个过程就是设计实验方案。
在研究物体热胀冷缩的实验时，学生看到壶中水受热时水会溢出来，这是什么原因呢?学生推测后根据准备的材料讨论后得出，把瓶盖插有细塑料管装满液体的小瓶先放人热水中，观察现象；取出，再放人冷水中，观察现象。看到瓶口拴有气球的空瓶想到：放入热水中，是否看到气球鼓起，放入冷水中是否看到气球瘪了；看到钉有两钉的木板及薄铁圈，猜想：薄铁圈烧热不能通过两钉之间，放人冷水中冷却，能通过两钉之间。这些对实验方法的思维过程均是在设计实验方案。
3、在分组实验中体验“实验设计”过程
小学科学学科的分组实验，是以学生动手操作为主，并在教师指导下学生独立完成的实验。是以锻炼学生的实验技能、学习研究科学的基本方法为主要目的，同时注意培养学生的实验素质。
学生在观察实验及教师演示实验中明白了怎样设计实验方案，那么在学生分组实验中就要指导学生体验设计实验的过程。学生体验设计实验过程时，首先要明确实验的目的要求，教师应根据学生的知识水平和年龄特点，提出不同阶段的目的要求，教师要明白通过实验让学生学到的知识、掌握的技能、培养的能力。所以教师要在实验时创造条件让学生人人动手：单独操作，便于学生发展智力、掌握实验的方法和技能，培养独立分析问题和解决问题的能力。
3.1 提出问题设计实验
《水是怎样变热的》一课，学生明白了壶中水通过热传导及热对流方式使水变热，那么不同物体传热快慢是否一样呢?猜想是否正确?怎么办?学生根据实验目标：“研究不同物体的传热快慢”及实验材料设计出了实验方案：找来长度相同的铜、铁、铝丝及竹棍、木棍、塑料管、玻璃棒等物体，将下端同时放人热水中，过一会儿，用手摸各物体的上端，很快得出了结论：它们传热快慢不一样，其传热的难易程度是铜＞铝＞铁＞玻璃＞塑料＞木头＞竹。
3.2 大胆猜测实验验证
第三单元《自由研究》磁铁断了还有南北极吗?是学生非常感兴趣又有能力自己设计方案的实验。学生的猜测大多认为磁铁断了就只有一个极，只有少数几个勇敢的猜测：磁铁断了还有南北极。到底谁对谁错?“做实验”。“怎么做”?学生热烈地讨论开了；找一根断磁铁，一根有南北极的磁铁，一个小车或线绳，将断磁铁装在小车上或用线绳吊起，用标有南北极磁铁的S极去接近断磁铁的一头，观察现象，再用S极去接近断磁铁的另一头，又看到什么现象。如果一头相斥，另一头相吸，则磁铁有南北极。
总之，低中年级的学生学科学，进行探究实验还是要以引导为主，不能放的太开，探究的根基打不牢就想“飞”起来自己探究是不现实的。所以，对于“设计实验”中可能出现的问题，教师要有预见性，才能做到有效引导。
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