莫银土
浙江省杭州市萧山区党湾镇第一小学 311221
摘要：随着素质教育的发展，对学生的成长也提出了更高的要求。面对这样的情况，在小学科学教学中，教师需要了解学生的成长和发展需求，结合实验设计和教学情况分析，从而明确教学的目标和方向。基于此，本文将站在小学科学教学角度，找出小学科学实验与设计教学中存在的不足之处，针对性地提出应对策略，并结合现阶段的发展提出教学展望，以期能够及时转变小学科学课堂教学的不良现状，为小学科学实验设计教学增砖添瓦。
关键词：小学科学；实验设计与教学；问题；策略；展望
一、引言
在课改的大环境下，科学探究成为小学科学教学中不同忽视的重要环节。而探究能力的形成离不开学生的学习和探究活动，科学实验将直接影响着学生的探究实践。因此，在教学中，关注学生的成长和发展需求，做好实验设计与教学引导，对学生而言有重要的意义。下文笔者将结合自己的经验分析，结合以下几点具体探究在小学科学教学中开展实验与设计的策略，希望可以改变教学的不良现状，增强课堂教学的吸引力，提高科学实验设计与教学效率，继而为学生的科学素质提升打下良好的基础。
二、小学科学实验与设计教学的问题
（一）学生学习兴趣不足
兴趣是学生自主参与实践探究并完成科学实践活动的重要基础。但是，目前小学科学实验课堂中，学生学习兴趣不足的情况十分突出。在这样的教学引导模式下，一旦学生学习兴趣不足，想要达到良好的实验效果可谓难上加难。而且学生实验产生了强烈的抵触，达到教学效果很不理想。因此，教师需要结合学生的成长和发展需求，注重学生学习中产生的效果，从而在结合学生实际情况引导学生探究的过程中，逐步完善教学的内容，提高教学的有效性。
（二）材料准备存在缺陷
材料是开展实验教学的基础。在开始教学之前，教师需要结合学生的情况事先准备好实验材料，从而为后续教学活动的开展打下良好的基础。但是在实践中发现，教学中实验包的准备并不是非常理想。由于目前部分学校中的教师并不是科班出身，甚至还有部分是从其他学科中调派过来的，因此，他们的专业度有待提升。如果平时教师缺乏专业性的培训指导，专业素养有待提升。在准备实验材料的时候很容易由于疏忽、能力不佳等方面的原因，导致实验材料准备非常不理想。有的教师随意准备材料，并没有完全按照教学大纲的标准完成材料的准备工作；有的教师在实验之前虽然做好了准备，但是对于操作的可行性考虑不周到，也影响着材料的准备。久而久之，学生在素材准备不周到的情况下学习知识，其学习的积极性受到严重的阻碍，实验探究的效果也会因为学生的被动参与而受到严重的阻碍。
（三）实验操作有待优化
科学课堂教学的时间是非常宝贵的，如何在有限的时间里达到良好的教学效果是值得每一名教师深入思考的问题。但是，在目前小学科学实验教学中，探究活动占据了课堂的绝大部分时间，甚至有的学生在给定的时间内都无法完成达到预期的教学效果。长期处于这样的环境中，无论是学生学习的积极性，还是开展教学活动的有效性都会逐渐被消磨殆尽。因此，结合教学的现状，分析实验的基本要求分析，并主动融入多个视角探究优化实验操作已迫在眉睫。
（四）学生自控能力较差
受到小学生年龄、性格和阅历等方面的影响，在小学科学实验中，并不是每一名学生都可以从头到尾积极探究。在这样的大环境下，如果教师不能充分利用好课堂的时间，在有限的时间内创造出更高的价值，将会直接影响着学生的学习效果。但是在具体探究的过程中，小学科学实验教学中存在几个问题比较突出，学生们喜欢借助实验器材搞小动作，甚至还会出现使用器材打闹的情况，这不仅不利于保障实验的安全，还会影响实验的效果。尤其是很多学生认为科学课程并不是学习中的主课，且实验比较多，因此错误地认为这节课的娱乐性比较强，在学习中会出现混乱的情况，甚至会抢着发言，这也会导致实验总结无法达到预期的效果，很难达到预期的汇总分析的目的。
（五）合作引导效果不佳
在小学科学实验课程中，培养学生的合作能力也是比较常见的一种教学方法。因此，教师需要结合学生的成长情况分析，以合作能力培养作为教学的载体，并适当渗透教学的过程提高学生的能力，从而帮助学生在教学的科学引导中获得了良好的效果。但是在当下教学中，虽然教师也对学生划分了不同的学习小组，但是学生在合作实验中并没有明确的分工和分组，这也导致学生在学习中抢着干、单独学的情况时候发生。甚至还有部分学生在实验中无视组长和教师的分配和指挥，这势必会影响实验探究的有效性。在这种合作的模式下，学生的合作实验最终演变成一个人或者几个人的独角戏，很难充分发挥合作探究的作用。
三、小学科学实验与设计教学的策略
（一）以境激趣，点燃探究欲望
鉴于学生参与科学实验的兴趣不足，因此在开展教学活动的过程中，有必要以实验教学目的为出发点，从观察、探讨、解答等多个方面分析，结合小学生的特点开展教学引导，鼓励学生在实验中探索新鲜事物的特性，从而在进一步思考和探究中及时优化教学的内容，继而提高学生的学习兴趣。而融入情境教学法就是点燃学生学习兴趣的一种重要的途径。因此，教师有必要结合科学实验内容分析，恰当地融入多种教学情境，从而在情境引导中激发学生的学习兴趣，点燃学生探究的欲望。
例如，在学习实验《让小灯泡发光》的过程中，为了达到学生会接简单电路，初步认识电路的意义，并可以理解短路对电路的影响，从而增强学生安全用电的意识。在实验设计的初始阶段，可以先以情境引入教学：同学们，今天老师为大家带来了一件礼物，你们想知道是什么吗？然后引导学生猜一猜。等到学生的积极性被调动后，教师呈现出礼物——小灯泡。并询问学生：你们观察过小灯泡吗？有的学生观察过、有的没有。于是，教师可以创设游戏竞赛情境，要求学生将自己观察到的小灯泡绘制出来，并评选出画得比较好的学生。在此期间学生们可以充分理解小灯泡的特点，并燃起探究的欲望。至此再开展实验教学，将更利于将学生强烈的学习欲望转变为实验探究的积极性，继而达到良好的效果。
（二）契合需求，做足准备工作
实验效果与实验准备工作有着千丝万缕的联系。在小学科学教学中，不仅仅要关注实验环节的主客体因素，更要注重实验教学过程中的精心设计引导，从而及时充实课堂教学的资源，备足实验材料，为后续实验活动的展开打下良好的基础。实验准备中，最不容忽视的就是实验材料的准备。教师有必要结合实际情况，反复验证探讨，从而做足材料准备，保证实验的安全性和实验现象的科学性。
例如，在讲解《热是怎么传递》的实验的时候，学生们需要在实验中掌握金属条、金属片等载体上热是如何热传递的。此外，教师还需要结合实验引导，帮助学生懂得热传递的趋势，充分理解“热是从较热的一端朝着较冷的一端传递的”的道理。在教材中，主要是将一整根铁丝分成不同的部分，然后每间隔一段就用蜡烛粘上一根火柴头。同时，需要将铁丝挂在铁架台上，用酒精加热。这种方法虽然比较简单，但是用蜡烛粘火柴的工作相对困难，且不用多久就直接掉下来，因此实验很难成功。因此，在教学中，需要及时优化这一不足，才更利于保证实验的顺利进行。通过研究发现，想要保证火柴粘连得牢固，可以先将蜡烛熔化，然后再滴在火柴上，这样才更利于保证火柴在铁丝上的牢固性。在充分认识到这一问题之后，由于融化蜡烛需要消耗比较长的时间，且危险性比较高，于是在教学中，可以使用黄油替代蜡烛。在替代之后，实验的成功率大大地提升，学生们对于科学的学习兴趣也因此得到提升。
（三）明确过程，优化实验操作
在实验阶段，每一个学生的能力不同，因此对待实验的态度也不尽相同。而实验的成功与否会直接影响着学生的学习积极性和学生的学习态度，因此，在学生参与实践活动之前，有必要先明确实验的过程，后优化实验的操作，继而在学生的发展和探究中获得良好的实验体验。这样不仅可以避免学生盲目参加实验的过程中出现的问题，还可以帮助学生清晰地掌握实验的步骤，并增加实验操作的成功率。
例如，在学习《下沉的物体会受到浮力吗》的实验引导中，学生们需要设计一个测量下沉的物体受到的水的浮力的大小的实验。在实验引导中，有大部分学生会主动挂上一个砝码，然后按照记录表进行三次实验。但是，在这个过程中，会有学生存在疑惑：应该如何判断是跑进去了多少砝码呢？还有学生会思考：在实验中指针直接上升了一点点应该采取怎样的方法读取数据才更合理呢？由于在实验中出现得比较多，教师可以结合实际情况分析，探讨优化实验的方法。在多次分析后发现，原来问题出在了砝码的重力和水的浮力大小不匹配上。于是，在后续引导中将砝码换成了其他实验物体。为此，在后续教学引导中，将材料变成了生活中比较常见的矿泉水瓶和干电池。干电池竖向粘贴在水瓶子上，通过浸入水干电池的数量确定浸入了大部分还是小部分。在改进之后，学生们测算浮力的时候，数据变化得比较大，学生们在自主探究的过程中，轻而易举就找到了浮力大小出现变化的规律，并完成本次实验的总结。
（四）适时引导，给足研究时间
小学科学实验中，教师有必要减少知识点讲解的时间，并将学生划分成不同的小组，组织学生在小组中相互学习、共同探讨，从而得到良好的教学效果，与此同时，教师也可以组织学生大胆猜想，给予学生充足的时间思考。当发现学生出现动作不规范或者讨论的问题与本次实验关系不大的时候，教师也需要及时加以引导调整。通过这样的方式，为学生搭建一个自主思考和探究的环境，从而充分调动学生的大脑，让学生可以自主猜想、思考，继而在不断实践探讨中得出问题的答案。
例如，在学习《电磁铁》有关的实验的时候，在完成电磁铁的制作之后，教师需要采用问题引导学生思考：电磁铁存在南北极吗？它的大小是由什么决定的呢？我们可以在生活中的哪些地方发现电磁铁呢？在教学的开始阶段，学生们开始在教师提出的问题的引导下开始分析，但是积极性并不高。于是，将学生划分成不同的学习小组，组织学生以小组为单位进行思考探讨。在实验中，当学生出现问题的时候，教师也需要结合学生的情况，以引导式教育的方式鼓励学生合作探讨，并给予一些提示。通过这样的方式，调动学生学习的积极性，让学生可以在教师的引导下愉快地掌握实验的结果，了解电磁铁的性质和在生活中的作用。
（五）合作探究，分享实验成果
小学科学实验教学不仅是为了帮助学生认识到实验的现象，并掌握基础知识点，还需要结合学生的成长需求，培养学生的团队意识，从而促进教学效率的提升。因此，在教学阶段，教师的讲解要从传统的知识维度拓展到能力维度，在教学中适当穿插一些需要团队合作完成的实验项目，从而调动学生学习的主动性，帮助学生在合作探究中完成实验任务。此外，教师还有必要组织学生以小组为单位，选择一个小组代表汇报本次实验的成果，从而增强学生之间的理解，拓宽学生思维的广度，提高学生的团队协作意识。
例如，在学习实验《声音是怎么产生的》的时候，教师可以先结合学生个体情况和科学素养，结合“组间同质、组内异质”的基本原则将学生划分成不同的学习小组，然后要求学生在小组中思考：同学们，请问应该如何借助鼓、钢尺、皮筋等发出声音呢？在提出问题之后，学生们的思维被问题激活，并开始合作思考这一问题。有的学生提出可以对物体用力，有的学生提出可以打击等。在提出基础假设之后，教师开始鼓励学生结合假设开始验证实验猜想。以“鼓”为例，在验证的时候，教师可以先组织学生思考：击打鼓时，我们看到了什么？这种现象与声音的产生有关吗？学生们开始小组分析总结，并汇总答案。最后教师要求学生汇总小组的成果，并给予学生更多的实验分享经验。通过这种模式，有利于实现学生在合作中学习，在探讨中分享成功的体验，继而在合作探究中懂得“声音是由物体振动产生的”的实验结果。
四、小学科学实验与设计教学的展望
（一）结合生活化视角设计实验
自然科学与人的生活之间有着紧密的关系，对人类观察事物、了解事物规律而言有重要的意义。小学科学作为一门与自然科学有关的学科，在教学引导中，结合学生周边的事物引导，融入生活化的素材，更利于激发学生学习知识的积极性，并在进一步引导中培养学生在生活中感受科学。因此，在后续引导中，为激发学生参与科学实验的积极性，教师有必要站在生活化的视角设计实验。在实验引导中，运用周边的事物分析，帮助学生结合生活化的经验认识周围的事物，将更利于促进学生的学习和理解科学实验的操作，激发学生探究的欲望。
以《微小世界和我们》为例，在实验设计和引导中，可以带领学生以生活出发查阅农业、医学、电子、生物学等领域中相关的资料，然后组织学生在生活的视角思考，借助放大镜观察生活。在与生活有关的内容引导下，学生将懂得放大镜的作用，并在与生活有关的素材中掌握放大镜的构造和在生活中的使用范围以及使用情况。此外，在使用放大镜的过程中，可以选择学生在生活中常见的苍蝇、蚊子、蟑螂、蜜蜂、瓢虫等昆虫、白糖、食盐、味精等晶体作为素材，并组织学生在生活中分析，并自主观察探究，从而在生活化的视角中帮助学生理解科学知识，并在进一步探索中促进学生的理解。
（二）做好信息化引导提高效率
在信息时代中，科技的发展也让多媒体教学逐渐成为科学课堂中的新宠。在科学实验设计与引导中，教师也可以借助信息化展开引导，从而融入更多先进的理念开展实验教学引导，让学生们能够充分掌握更多抽象的概念，继而提高教学的效率。此外，一些靠基础实验器材也无法完成的实验内容，或者相对危险的实验，教师也可以借助多媒体设备为学生进行演示，然后要求学生在观察实验的过程中充分理解实验中包含深刻含义。
在科学教学中，存在很多这样的例子可以借助信息化开展实验引导。在教材中的月相变化、环形山成因的模拟实验、日食成因模拟实验以及太阳系模型等，都可以借助多媒体设备向学生展示实验的情况。教师要可以借助多媒体设备播放相关的真实视频，让学生可以真实地感受地球上的科学变化，并组织学生结合自己的理解探讨，再借助小实验的方式验证。这样更利于促进学生对知识的理解，帮助学生掌握科学知识的真谛。
五、结语
总而言之，小学科学实验设计与教学并不容易，需要教师结合实际及时发现问题，并遵循学生的情况不断思考探究，这样才更利于实验教与学的有机融合。因此，在今后的教学引导中，教师有必要采取灵活的教学方法开展教学，并主动探索科学实验教学的新趋势，从而改变教学的不良现状，促进学生科学素养的提升。
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