小學(xué)科學(xué)實(shí)驗設計之我見(jiàn)論文
摘 要：實(shí)驗設計是實(shí)驗教學(xué)重要的一環(huán)，是成功地進(jìn)行實(shí)驗的前提。從實(shí)驗設計的目的、材料、方法三個(gè)環(huán)節描述實(shí)驗設計的過(guò)程，目的要“明”、材料要“精”、方法要“妙”。結合具體案例進(jìn)行闡述， 提出實(shí)驗設計要讓學(xué)生積極參與，從而達到培養興趣、拓展知識、鍛煉思維的目的。
關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗設計；目的“明”；材料“精”；方法“妙”
愛(ài)因斯坦說(shuō)：“一個(gè)美妙的實(shí)驗，通常要比我們頭腦中提取二十個(gè)公式更有價(jià)值�！蔽覀儜撏ㄟ^(guò)科學(xué)合理的實(shí)驗設計，激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣，培養學(xué)生科學(xué)探究精神和創(chuàng )新能力。小學(xué)實(shí)驗教學(xué)主要包括實(shí)驗設計、實(shí)驗操作和實(shí)驗分析三大部分。實(shí)驗設計部分重在依據科學(xué)知識和學(xué)生實(shí)際設計方法，培養學(xué)生實(shí)驗操作能力和邏輯思維能力。
實(shí)驗設計要求設計者根據實(shí)驗的目的、要求，運用有關(guān)的知識和技能，對實(shí)驗儀器（材料、裝置）、方法和步驟等進(jìn)行設想和規劃，要求思維有序、縝密。同時(shí)也要求設計者引導學(xué)生、特別是高年級學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，體驗實(shí)驗設計的整個(gè)過(guò)程。那么怎么進(jìn)行實(shí)驗設計呢？我認為它應符合人的科學(xué)探究思維的一般過(guò)程，即明確實(shí)驗目的――思考實(shí)驗所需材料――確定實(shí)驗方案。
一、目的“明” 才能有的放矢
實(shí)驗設計首先讓學(xué)生明白實(shí)驗目的。為了讓學(xué)生清楚地知道實(shí)驗目的，教師可以采取如下措施：一是引導學(xué)生仔細審閱實(shí)驗題目，通過(guò)把握重點(diǎn)詞的方式來(lái)明確實(shí)驗目的。如小學(xué)科學(xué)三年級下冊《光的傳播》一課有“證明光的直線(xiàn)傳播”的實(shí)驗，通過(guò)教師引導，學(xué)生可以認識到重點(diǎn)詞明顯就是“光”和“直線(xiàn)傳播”，其中“光”既是主語(yǔ)，又是實(shí)驗對象，“直線(xiàn)傳播”是要通過(guò)實(shí)驗驗證的現象。二是教師展示實(shí)驗題目，學(xué)生思考后積極發(fā)言進(jìn)行討論，教師點(diǎn)撥糾正，讓學(xué)生正確確立實(shí)驗目的。
二、材料“精” 才能物盡其用
良好的材料是實(shí)驗成功的基礎和保證。選擇實(shí)驗材料時(shí)，首先考慮從實(shí)驗室獲取，但很多小學(xué)科學(xué)實(shí)驗材料從實(shí)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(jiǎn)易的、實(shí)驗現象明顯的材料。比如，小學(xué)科學(xué)教材《固體的熱脹冷縮》實(shí)驗，選擇材料是銅球，加熱用酒精燈，冷卻用冷水，觀(guān)察方法用鐵圈套銅球。這個(gè)實(shí)驗有兩個(gè)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(shí)間比較長(cháng)。因此，我將實(shí)驗材料改為PP-R塑料，因為PP-R塑料熱膨脹系數遠遠大于銅的熱膨脹系數，實(shí)驗現象特別明顯。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。這樣既節省實(shí)驗用品，實(shí)驗效果又明顯。
三、方法“妙” 才能一目了然
（一）充分利用對照實(shí)驗和對比實(shí)驗
對照實(shí)驗是提前控制“因”，然后觀(guān)察“果”；對比實(shí)驗是通過(guò)對“果”的對比，讓學(xué)生發(fā)現“因”，探究性更強一些。在實(shí)驗設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(shí)驗采用了對照實(shí)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，為了節省時(shí)間，可以一次設置多個(gè)樣本，根據排列組合的原則使樣本間條件有所區別，最后通過(guò)將樣本兩兩對照得出結論。本實(shí)驗要求設計記錄表，能對澆水量、光照時(shí)間等進(jìn)行記錄。同時(shí)，教師鼓勵學(xué)生課后對自行控制變量的種類(lèi)和數量進(jìn)行研究，激發(fā)興趣，鞏固知識。
（二）改進(jìn)實(shí)驗，一切為了效果
實(shí)驗設計時(shí)，參照課本、參考書(shū)、網(wǎng)上所設計的實(shí)驗方法，從各角度思考，找出它們的優(yōu)缺點(diǎn)，結合自己的設計確定最優(yōu)方案。比如“光的直線(xiàn)傳播”實(shí)驗中，教材中提到森林中的光線(xiàn)直線(xiàn)傳播，但缺點(diǎn)是遠離生活只能想象；觀(guān)察教室窗戶(hù)中的一縷光線(xiàn)，實(shí)施起來(lái)也有困難。為此，我設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(xiàn)傳播，效果很好。
（三）方案周密，預知可能的敗筆之處
實(shí)驗設計時(shí)，對可能影響實(shí)驗效果的不利因素要提前預知并加以避免。如五年級上冊《風(fēng)的形成》一課中“風(fēng)的形成”實(shí)驗，學(xué)生需要制作自己的實(shí)驗箱，在實(shí)驗設計階段要引導學(xué)生注意以下事項：實(shí)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(huì )溜走；實(shí)驗箱要有一定的高度，否則點(diǎn)燃的蠟燭會(huì )引起燃燒，不安全。
四、讓學(xué)生積極參與實(shí)驗設計
實(shí)驗設計過(guò)程是個(gè)鍛煉思維的過(guò)程，通過(guò)學(xué)生參與實(shí)驗設計，養成積極動(dòng)腦的習慣；讓他們掌握實(shí)驗設計用到的基本方法，比如對比實(shí)驗和對照實(shí)驗等；讓他們培養合作精神，體驗到合作的樂(lè )趣。
總之，教師在實(shí)驗設計上下大力氣是值得的，能讓學(xué)生體會(huì )到實(shí)驗科學(xué)的魅力。
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