從點(diǎn)滴開始培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是指學(xué)生能綜合、靈活地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)、方法，懂得設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)器材、安排實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理方法，獨(dú)立研究問題，并通過創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)去驗(yàn)證知識(shí)、獲得知識(shí)和進(jìn)行探索性研究的能力。小學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在一定的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，根據(jù)作出的假設(shè)，選用一定的材料，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件的限制，設(shè)計(jì)出能驗(yàn)證假設(shè)的方案，并在實(shí)驗(yàn)中做好觀察與記錄，然后分析現(xiàn)象，得出科學(xué)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，是培養(yǎng)研究型學(xué)生的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生綜合素質(zhì)的體現(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中尤為重要，只有實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)好了，在接下來的學(xué)習(xí)過程中才能有目的地去研究。

那么，怎樣才能更好地培養(yǎng)小學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力？

從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境

在信息技術(shù)比較發(fā)達(dá)的今天，小學(xué)生已能通過自己的觀察及各種渠道對(duì)周圍的事物有一定的了解，積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)。因此，科學(xué)課的學(xué)習(xí)可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)創(chuàng)設(shè)情境，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。當(dāng)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題時(shí)，教師要啟發(fā)學(xué)生聯(lián)想生活中的相似情境并遷移到實(shí)驗(yàn)中。例如：五年級(jí)光的直線傳播實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。課的開始，教師先創(chuàng)設(shè)了這樣一個(gè)情境：用激光筆將光打在教室的墻上，讓學(xué)生猜想光是怎樣傳播的。由于光的傳播路徑白天是看不到的而成為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，為了減小學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的困難，教師讓學(xué)生看一組光沿直線傳播的圖片，有黑夜中的手電筒、黑夜中開著的汽車燈、霧天汽車開著的霧燈和太陽光透過樹林時(shí)的情境等。學(xué)生通過觀察這些圖片會(huì)發(fā)現(xiàn)暗處、有霧、有煙、不透明的地方等能看到光的傳播路徑，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。

一題多方案設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

一題多方案設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效方法，即同一實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生采用不同的設(shè)計(jì)方案加以解決。教學(xué)中，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一種讓學(xué)生善于思考、敢于發(fā)表意見的氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生從不同的角度去想問題，找出解決問題的多種設(shè)計(jì)方案。如學(xué)“磁鐵同極相斥，異極相吸”時(shí)，教師在提供磁鐵實(shí)驗(yàn)盒后要求學(xué)生設(shè)計(jì)方案，有的借用小車，用小車的前進(jìn)后退來證明這個(gè)觀點(diǎn)；有的利用小棍，用環(huán)形磁鐵在棍子上的相離和相吸來證明；還有的甚至用細(xì)線把磁鐵懸掛起來當(dāng)作指南針，用它的旋轉(zhuǎn)來證明問題，等等。再如氣體的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確了要研究的問題后，教師給學(xué)生提供了平底燒瓶、癟氣球、癟礦泉水瓶、空飲料盒、膠條、大燒杯2個(gè)、熱水、冷水，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來證明。

利用遷移訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

學(xué)習(xí)的遷移是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的重要標(biāo)志，遷移是思維靈活性的本質(zhì)特征。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，我們讓學(xué)生進(jìn)行從已知實(shí)驗(yàn)到未知實(shí)驗(yàn)、簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)到復(fù)雜實(shí)驗(yàn)、相似及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遷移訓(xùn)練。如學(xué)習(xí)了“壓縮空氣”中用皮球發(fā)現(xiàn)壓縮空氣的特性后，安排學(xué)生用注射器進(jìn)行設(shè)計(jì)遷移訓(xùn)練；另外研究了“定滑輪的作用”后，讓學(xué)生遷移到“動(dòng)滑輪的作用”“滑輪組的作用”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；在掌握了動(dòng)物與環(huán)境的關(guān)系后，讓學(xué)生遷移到探討植物與環(huán)境關(guān)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。

自由設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

自由設(shè)計(jì)訓(xùn)練也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的有效方法。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不要干涉和限制，要讓他們自由地選擇器材、方案以及操作方式等。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求學(xué)生有一定的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，能最大限度地激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的興趣，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。如五年級(jí)“小電動(dòng)機(jī)”一課，學(xué)生對(duì)小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)有很多猜想，如線圈與磁鐵的距離、線圈的圈數(shù)、磁鐵的位置、圈的大小、電池的電量、導(dǎo)線的粗細(xì)、線圈的形狀等。上完課后，教師讓各小組選擇一個(gè)感興趣的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生積極性高，各顯其能，效果很好。

總之，能力的形成要經(jīng)過長(zhǎng)期反復(fù)的實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的形成同樣如此，因此教師在教學(xué)中一定要重視學(xué)生的訓(xùn)練和實(shí)踐。對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，概括地講，應(yīng)本著明確意義、掌握標(biāo)準(zhǔn)、重在實(shí)踐、循序漸進(jìn)的方針，只有這樣學(xué)生的設(shè)計(jì)能力才會(huì)有較大的提高。

□ 編輯 吳君