谷城縣實(shí)驗(yàn)小學(xué) 王合建科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出：“科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為核心”。

這是科學(xué)課教學(xué)應(yīng)該遵循和體現(xiàn)的首要理念。探究活動(dòng)的方式有多種，包括：觀察、實(shí)驗(yàn)、制作、考查、調(diào)查、查閱等等。而這些探究方式中，觀察與實(shí)驗(yàn)是最常用的科學(xué)學(xué)習(xí)方式。因?yàn)橛^察與實(shí)驗(yàn)是學(xué)生利用感官、通過親自動(dòng)手、或運(yùn)用實(shí)驗(yàn)器材對(duì)自然事物進(jìn)行研究的最直接方式。是學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的重要途徑，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的重要渠道。同時(shí)，觀察與實(shí)驗(yàn)并不是孤立的，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)往往離不開觀察。新課程實(shí)施多年了，科學(xué)課堂中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已悄然發(fā)生了諸多變化。與過去《自然》課相比，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已由原來大多教師演示轉(zhuǎn)為學(xué)生分組；由原來的難證結(jié)論實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)為探究問題實(shí)驗(yàn)。探究性實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主體，學(xué)生在一定的情景中提出問題，對(duì)問題進(jìn)行合理地猜想，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方案，再根據(jù)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行整理，從而得出研究的結(jié)論。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)尤為重要。因?yàn)檫@是學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究的行動(dòng)指南，是反映學(xué)生思維活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是教師義不容辭的職責(zé)。一、目前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)存在的問題1、忽略設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，直接動(dòng)手做。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)屬于動(dòng)腦范疇。這個(gè)動(dòng)腦是不可缺少的，因?yàn)闆]有一定質(zhì)量的動(dòng)腦，動(dòng)手就會(huì)缺少目的性。許多教學(xué)案例證明：實(shí)驗(yàn)活動(dòng)前，如果任務(wù)不清楚，計(jì)劃不充分，探究過程就會(huì)流于形式或雜亂無章，只有動(dòng)腦到位，動(dòng)手才可能更有成效。然而在實(shí)際教學(xué)中，有些教師并不注重設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，而是過分重視動(dòng)手做。如教學(xué)《讓燈泡亮起來》一課時(shí)，有的教師并沒有讓學(xué)生先在紙上設(shè)計(jì)、畫出電路的連接方法，再讓學(xué)生根據(jù)畫的方法實(shí)際連接，看能不能讓燈泡亮起來。而是直接將材料發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生動(dòng)手嘗試怎樣連接才能讓燈泡亮起來。由于學(xué)生缺乏理性的思考，結(jié)果學(xué)生感到無所適從，大多數(shù)學(xué)生沒有實(shí)驗(yàn)成功。

2、教師講述實(shí)驗(yàn)方法，“設(shè)計(jì)”無從談起。在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些教師教學(xué)隨意性強(qiáng)，或是缺乏引導(dǎo)技巧，往往將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)越俎代庖，自己承包下來。將發(fā)展學(xué)生思維能力的最佳時(shí)機(jī)放棄。如在教學(xué)“根的吸水實(shí)驗(yàn)”時(shí)，教師理應(yīng)以問題的方式啟發(fā)學(xué)生動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如：“根能否吸收水份我們無法直接觀察，有什么辦法能間接觀察到根吸收水份”？當(dāng)學(xué)生談到可以將一株植物的根放入水中，過幾天看水面是否會(huì)下降時(shí)，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生思考：選擇什么樣的容器最好？怎樣防止水分因蒸發(fā)而減少？使實(shí)驗(yàn)方案逐步完善。然而在實(shí)際教學(xué)中，不少教師卻一人在講桌前邊講解邊演示，唱獨(dú)角戲，教學(xué)沒有交流。試想，這樣的教學(xué)對(duì)學(xué)生能力的發(fā)展何益？3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，致使實(shí)驗(yàn)探究無效。在科學(xué)課教學(xué)中，有一類實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。小學(xué)科學(xué)課的對(duì)比實(shí)驗(yàn)一般是進(jìn)行單因素的比較。要進(jìn)行單因素比較，則必須設(shè)法控制其他可能有影響的因素，盡可能使這些因素完全相同，這也是對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本要求。在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)之前，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方案。否則學(xué)生不能掌握對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法，更會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的無效。如《加快溶解》一課，該課是通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究“攪拌、加熱、弄碎”是影響物質(zhì)溶解的三個(gè)因素。實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的變量與不變量。如研究“攪拌”這種方法時(shí)，要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)方法：同樣多的兩杯冷水，同時(shí)發(fā)入兩塊一樣大的糖塊，一個(gè)攪拌，一個(gè)不動(dòng)。觀察杯中糖塊大小變化情況。而有的教師并沒有與學(xué)生討論清楚，就匆匆讓學(xué)生選擇某一個(gè)因素進(jìn)行研究，結(jié)果學(xué)生根本不注意控制變量與不變量，隨意去實(shí)驗(yàn)，表面看似熱鬧，實(shí)質(zhì)完全違背了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，學(xué)生沒有從實(shí)驗(yàn)中得到真實(shí)的證據(jù)?！?、指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)建議1、創(chuàng)新問題情境，合理猜測(cè)，為設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)?？茖W(xué)探究是有路數(shù)的。如果不遵循路數(shù)，學(xué)生的思維可能會(huì)受阻，教學(xué)將不能順利推進(jìn)。那么探究的路數(shù)是什么呢？一般是這樣的：提出問題、預(yù)測(cè)、制訂計(jì)劃、探究、形成認(rèn)識(shí)、拓展運(yùn)用。在這個(gè)探究過程中，制訂計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)課中其實(shí)就是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之前，提出問題、預(yù)測(cè)這兩個(gè)環(huán)節(jié)十分重要，它是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。如在《聲音的旅行》一課中，要引導(dǎo)學(xué)生證實(shí)聲音能通過空氣傳播，這就需要教師創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)問題，并啟發(fā)學(xué)生對(duì)問題作出合理的猜測(cè)。如：老師手里生日賀卡的音樂是從哪個(gè)地方產(chǎn)生的？大家都能聽到，聲音是怎樣跑到你們耳朵里去的？學(xué)生猜測(cè)：可能是通過空氣傳到我們耳朵里的？教師啟發(fā)問道：你為什么認(rèn)為是通過空氣傳播的？學(xué)生通過思考回因?yàn)橘R卡的小喇叭與我們的耳朵之間只有空氣。教學(xué)到這里，啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，于是教師問到：小喇叭發(fā)出的音樂是不是通過空氣傳播到你們耳朵里的，有沒有辦法證明？“逼”著學(xué)生逆向思考：如果教室里沒有空氣，還能不能聽到音樂呢？此時(shí)教師再演示“波以爾”實(shí)驗(yàn)。使學(xué)生受到一次完整的探究學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2、把握學(xué)生探究能力，合理發(fā)揮教師指導(dǎo)作用。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)離不開教師的指導(dǎo)。教師指導(dǎo)的力度應(yīng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)難度和學(xué)生探究能力狀況而定。有些實(shí)驗(yàn)本身難度較大，依靠學(xué)生的能力可能無法設(shè)計(jì)出來。這就需要教師直接提出實(shí)驗(yàn)方法步驟，讓學(xué)生按要求開展實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)。如在四年級(jí)教學(xué)《是誰制造了風(fēng)》一課，做風(fēng)的形成的模擬實(shí)驗(yàn)，如果讓學(xué)生去設(shè)計(jì)，在沒有大量事實(shí)以及正確預(yù)測(cè)的情況下，他們不可能想到制造“溫差”的環(huán)境，更不可能想到用風(fēng)的形成實(shí)驗(yàn)箱來做實(shí)驗(yàn)。為了降低探究難度，順利推進(jìn)教學(xué)，教師不妨直接出示實(shí)驗(yàn)裝置，提出實(shí)驗(yàn)的方法步驟，讓學(xué)生認(rèn)真觀察煙的流動(dòng)情況。再如《聲音的旅行》一課中，教師出示一杯醋，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明聲音能在醋中傳播。有的學(xué)生談到“用筷子敲打杯子的內(nèi)壁”，有的學(xué)生說“用手彈杯子的外壁”。其實(shí)這些方法都不能證明聲音能在水中傳播。這時(shí)教師應(yīng)該發(fā)揮指導(dǎo)作用，啟發(fā)學(xué)生思考：要證明聲音能不能在水中傳播，必須讓聲音在水中產(chǎn)生，我們?cè)谒耐饷媛牪判?。有什么辦法讓聲音在水中產(chǎn)生呢？這樣一來，問題就迎刃而解了。

3、適時(shí)提供材料最大限度培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)容。而實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)與教學(xué)材料的提供時(shí)機(jī)密切相關(guān)。我不提倡那種將材料一骨腦放在學(xué)生桌面上，用材料啟發(fā)、暗示學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的做法（或者說這是一種低層次的做法）。而應(yīng)該在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有需求的情況下再提供給學(xué)生材料，這樣對(duì)學(xué)生思維的磨練更有益。如在教學(xué)三年級(jí)《怎樣使水變清》一課時(shí)，當(dāng)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出可以用“紗網(wǎng)或布過濾、用勺子打撈、用明礬凝聚”等方法后，我讓學(xué)生根據(jù)本組的需要到前面領(lǐng)取材料。當(dāng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)還沒有將水弄清時(shí)，他們認(rèn)為可能是這些紗網(wǎng)和布的孔隙太大，無法去除細(xì)小的雜質(zhì)時(shí)，我啟發(fā)他們思考：還有哪些材料比布的孔隙還小？在學(xué)生舉例后，我給他們提供了早早準(zhǔn)備好的自制過濾裝置，將水徹底弄清了。在凈化這杯水的過程中，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)沒有受到材料的啟發(fā)，是一種自主的探究，有效的培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力。

4、樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使實(shí)驗(yàn)方案科學(xué)完善。在前面我們例舉了《加快溶解》一課案例。這個(gè)案例中的教師還沒有讓學(xué)生掌握對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基本要領(lǐng)，就讓學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，結(jié)果使探究無效。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師一定要心中有數(shù)，通盤考慮實(shí)驗(yàn)的方方面面，如：實(shí)驗(yàn)操作性怎樣？怎樣引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)？當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)不完善怎么辦？實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意什么？而這些方方面面都應(yīng)該充分發(fā)揮學(xué)生主體地位，讓學(xué)生在質(zhì)疑、互補(bǔ)中使方案趨于科學(xué)完善。

5、樹立開放的課堂意識(shí)，使實(shí)驗(yàn)方案多樣化。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)往往更能展示學(xué)生的思維火花和創(chuàng)新能力。教師應(yīng)該善于抓住機(jī)遇，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛質(zhì)。如在教學(xué)《磁鐵的兩極》一課，教材中有一幅圖，畫的是一根條形磁鐵，在磁鐵的兩頭各吸了一長(zhǎng)串大頭針，而中間只吸了一兩根大頭針。意思是引導(dǎo)學(xué)生通過做這一實(shí)驗(yàn)研究磁鐵不同部位磁力的大小不一樣，從而認(rèn)識(shí)到磁鐵兩頭磁力大，是磁鐵的兩極。實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該有意發(fā)散學(xué)生思維，如：除了剛才談的這種方法，還有其它的方法嗎？你們認(rèn)為這些方法可行嗎？學(xué)生會(huì)提出不同的實(shí)驗(yàn)方案，絕不會(huì)僅限于教材上的思路。只要是可行的，教師都應(yīng)該給予鼓勵(lì)和肯定，并讓學(xué)生付諸實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)方案多樣化，反映了學(xué)生活躍的思維，教學(xué)才會(huì)出彩。最后，科學(xué)教師要特別注重平時(shí)的家常課，將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)落實(shí)在每一節(jié)實(shí)驗(yàn)課中，發(fā)揮好教師指導(dǎo)者的角色。只有長(zhǎng)期堅(jiān)持，學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)才有可能提高，教師的教學(xué)藝術(shù)才會(huì)厚積薄發(fā)。