包莲德
北海市海城区第二小学
摘要：兴趣是学生学习的动力，学生在进行实验设计时需要兴趣的推动作用，只有学生感兴趣了才有心思去认真做事情，才会下工夫，才会动脑子思考，才能培养除独立思考的能力。本文就《摆的研究》这一课为例谈谈一些自己的观点，以提高小学生的科学实验设计能力。
关键词：小学科学、问题情景、实验设计能力
当今小学科学越来越注重学生的实验设计能力，在《科学3-6年级课程标准》中对小学生科学课是这样要求：能对探究活动提出大致思路；能对自己或小组提出的探究问题写出实验设计。在新课标征求意见稿中：需要经过尝试和预测设计研究方案。从实验设计本、课标要求以及对学生未来科学素质的养成来说，非常有必要提高小学生的科学实验设计能力。
一、首先，激发学生的学习兴趣
在《摆的研究》这课，我是这样设计：先给同学们2分钟时间，根据老师提供的材料以小组为单位制作一个摆，然后比较一下各小组制作的摆。学生以小组为单位制摆2分钟，然后请三个小组代表到讲台上展示，并让他们进行摆的演示，台下的同学就认真观察3位同学水中的摆的摆动情况，从观察中很快就发现了3位同学的摆摆动的情况不一样，激起了学生对这节课的兴趣，提高他们探究的热情。积极性调动起来了，学生在玩摆制摆中就能认真观察，发现不同的摆的摆动次数不一样，积极去思考，找出可能的原因。
二、创设实验问题情景，开启学生的实验设计能力
在教学中创设出好的问题情境不仅能使学生的思绪开启，激发他们的想象，也能激发学生探究的欲望，这对提高课堂的教学效果具有重要意义。教学过程中，教师及时巧妙地抓住时机，设疑导学，就能更好地激发学生的学习兴趣。
在《摆的研究》这节课里，师：我们看到各小组制作的摆，它们摆的快慢是否一样？生：不一样。师：为什么不一样？可能与什么因素有关？（预设：摆幅大小、摆绳长度、摆锤重量等因素）师：上节课我们已经进行了关于“摆的快慢和摆幅大小有关吗”的研究，结果发现什么？生：摆的快慢和摆幅大小无关。（引导学生排除“摆幅大小”这个因素。）教师让学生先玩摆后从中发现问题：为什么相同时间里不同同学制作的摆摆动的次数不一样？学生根据看到的现象去思考原因，充分发挥学生的观察能力，并从观察到的现象去思考为什么，引入实验设计。对于摆的快慢可能与什么因素有关，一些同学会说到与摆幅大小、摆锤重量、摆绳长度有关，这时根据上节课的内容让学生排除了摆幅大小这个因素，然后再提问用什么方法来验证摆锤重量和摆绳长度这两个因素，使学生打开思路，激发探究的欲望。
三、取材生活化，培养学生实验设计能力
有时教材中的实验不够科学和完善，实验效果不够好，这时就需要根据实际改变实验方案，重新选择实验材料。作为科学教师，我们平时要处处留心，生活中的许多材料都是可以被利用的，见到合适的材料收集起来，以备用。实验教学活动要求开发灵活多样、多种形式的实验资源来支持学生随堂的实验探究和课外的动手实验。科学实验里，有部分实验需要的材料并一定都能找到，需要我们要在生活中取材，代替原有材料。
《摆的研究》原实验用的是铁架台固定摆，但教师上课需要把8个铁架台拿到教室，比较困难，所以在上这节课前就和学生探讨了如何利用日常物品来代替，最终用了一次性筷子，把铁架台改成用一次性筷子，摆绳固定在筷子上，放在桌子旁按住。将身边随手可得的日常生活用品，创设宽松有趣的实验环境，可以消除学生的畏难情绪及对科学的神秘感，拉近科学与生活的距离，让学生与科学的靠得更近。
四、培养学生实验方案的设计能力
在实验中给学生思维的空间，让他们去积极思考，改变他们机械化、程式化的被动学习倾向。首先，使学生明确实验目的，按照实验方案有序进行实验。师：这节课我们继续探索摆摆动快慢与摆锤的重量和摆绳的长短是否有关？用什么方法来验证我们的猜测？生：实验。师：为了有序的进行实验，在动手进行实验前，我们得先制定实验方案。师：我们知道每个实验都要做对比实验，在对比实验中，只能有一个单一变量，那就是只能有一个条件改变，其他条件都要不变。在这个实验中，只能改变什么条件？哪些条件又不能改变？每个同学的=实验桌上都有一张实验计划表，现在请选择其中一个，根据现有材料思考并写出实验计划表。时间为5分钟。创设实验问题情景，培养学生设计实验进行科学探究式学习的能力，有助于开启学生的思绪，激发学生探究的欲望。
其次，教师要对学生进行有效指导，让学生做实验时具有方向性，不盲目，对实验心中有数，才能较好地完成实验。因为探究的是摆锤重量和摆绳长度是否影响摆的快慢，所以让学生围绕这两个因素去思考怎样设计实验，根据提供的材料去分析，需要改变的条件要围绕研究的问题，针对的是什么，需要改变的条件就是什么，影响实验的其他条件都不能改变。
五、在分组实验中体验“实验设计”过程
小学科学的分组实验，主要在教师指导下，学生动手操作为主，小组成员共同合作完成的实验。通过小组实验，锻炼学生的实验技能、学习研究科学方法和学生的实验素质。
学生填好实验设计表后，以小组为单位分工合作顺利的完成实验证明自己的猜测。在进行实验前，学生要明确实验的步骤及注意事项。师：改变摆锤轻重时，如何操作？改变摆绳长度时，如何操作？学生讨论，补充，完善，得出：1.改变摆锤轻重的方法——加螺母到三角形的回形针挂钩上。2.改变摆绳长短的方法——标有1倍2倍3倍长度记号的摆绳。师：在不能改变的条件里，摆锤重量、摆绳长度、测量的时间都很好的解决，但如何做到摆的幅度保持不变？说说你的办法。生：标志好一个位置，每次把摆拉到这个位置再放开手。
学生明确实验步骤，以小组进行实验，而在实验中，要规范实验操作，确保实验的有序、精确和安全。科学课程标准指出：提倡民主、开放、创造性的科学探究，但更希望学生能像科学家那样进行规范化的实验操作。规范化的实验操作，也是为了在实验中保护学生的安全。学生的实验，安全很重要，规范操作就是保证。小学科学实验虽然比较简单，但有些实验若不规范化操作也会发生危险。
六、加强应用和拓展延伸
拓展延伸，是对课堂所学知识的一个拓宽，加深学生的理解，激发探究知识的欲望，培养创造性思维。尤其是在科学课堂中，应用较为广泛。课内拓展与延伸：1.依据教材内容作适当的拓展与延伸。探究的难度要适中，不然会完成不了任务2.联系生活实际作适当的拓展与延伸。3.联系生活现象作适当的拓展与延伸。
学生学完了本课内容，知道了影响摆的因素，但是还不会应用，这时进行拓展延伸，加强学生的认识。在这课中，教师出示2个摆：摆绳长短相同，摆锤用长短不同的小木块。师：同学们，老师今天还做了两个摆，观察一下看有什么发现?生：这2个摆的摆绳长度一样，摆锤的长度不一样，重量不一样。师：大家觉得这两个摆的摆动快慢一样吗?（预设：部分学生说一样，部分学生说不一样。）这个拓展知识是与下节课内容相关的，通过拓展，学生意识到影响摆的因素不是刚刚所学的那么简单，还有其他的因素，激起学生学习的欲望，也为下节课做了铺垫。
【参考文献】
[1]杨正分.谈小学科学实验教学有效性的策略性研究[J].魅力中国,2019(10):142-143.
[2]张震京.学习实验设计，发展探索能力[J].北京教育（普教版）,2019(9):84-85.
作者简介：包莲德，女，汉族，1986年出生，广西北海人，本科，小学二级教师；研究方向：小学教育
本文系广西北海市教育科学“十三五”规划 2019 年度立项课题《提高小学生科学实验设计能力的实践研究》