王光亮

(徐州市銅山區(qū)房村鎮(zhèn)郝灣小學(xué) 江蘇徐州 221000)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，是學(xué)生認(rèn)識(shí)自然和周圍事物的一根拐杖或鑰匙。一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)方案如同一筆寶貴的財(cái)富，這財(cái)富同樣需要付出艱苦的勞動(dòng)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是學(xué)生開展科學(xué)探究的根據(jù)，能夠活躍學(xué)生的大腦思維，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中，讓學(xué)生小組討論制定實(shí)驗(yàn)方案，然后通過(guò)全班交流，小組中再修改，進(jìn)而完善自己的實(shí)驗(yàn)方案。教師在這個(gè)過(guò)程中一定要注意做好引導(dǎo)和指導(dǎo)工作，這樣利于實(shí)驗(yàn)方案的生成。教師在指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在課前細(xì)心研讀課標(biāo)和教參，認(rèn)真研究教材，結(jié)合本班學(xué)生實(shí)際，精心準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容應(yīng)切合學(xué)生的興趣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要能點(diǎn)醒學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的沖突應(yīng)放手讓學(xué)生討論解決，應(yīng)能預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，從而達(dá)到對(duì)所設(shè)計(jì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行嚴(yán)密、科學(xué)的論證。

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“教學(xué)內(nèi)容要與學(xué)生興趣相符，貼近學(xué)生的實(shí)際生活。”要做到這些，就需要教師了解本班學(xué)生，知道他們需要什么，要想激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的興趣，就要保證實(shí)驗(yàn)涉及的問(wèn)題和內(nèi)容能夠吸引學(xué)生的注意力。如“做一個(gè)指南針”一課，上課伊始，我告訴學(xué)生：今晚沒有月亮，可是老師有事要去一個(gè)空曠的場(chǎng)地，老師有個(gè)毛病就是好迷失方向，能不能幫老師想個(gè)好辦法呀？學(xué)生的積極性一下子被激發(fā)出來(lái)了，想出的辦法很多，其中就有人提議準(zhǔn)備一個(gè)指南針。我順勢(shì)提出：這節(jié)課就幫老師做個(gè)指南針吧！孩子們都很沖動(dòng)，都想立即投入到做指南針的活動(dòng)中。這時(shí)我要求學(xué)生小組討論完成書面設(shè)計(jì)，為后邊的制作明確步驟和方法，培養(yǎng)學(xué)生先思考后實(shí)踐的習(xí)慣，把他們動(dòng)手做的沖動(dòng)控制到理性的思考上。

首先指導(dǎo)學(xué)生閱讀教科書上的文字資料，了解用磁鐵摩擦鋼針的方法能做磁針，然后組織學(xué)生討論怎樣摩擦，摩擦多少次比較合適，再思考交流，像教科書上的圖示，用磁鐵的南極去摩擦鋼針的一端，摩擦后鋼針的這一端是南極還是北極？討論交流后讓學(xué)生小組合作制定做磁針的書面方案。

磁針制作方案完成后，播放工廠用專門的機(jī)器和先進(jìn)方法制造磁針的視頻，再次激發(fā)學(xué)生制作磁針的欲望。

二、明確目標(biāo)，把握方向

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)：“從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，通過(guò)學(xué)生親身經(jīng)歷動(dòng)手動(dòng)腦等實(shí)踐活動(dòng)，理解基本的科學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)和提出生活實(shí)際中的簡(jiǎn)單科學(xué)問(wèn)題，并嘗試用科學(xué)方法和科學(xué)知識(shí)予以解決”。激活學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，把學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)化成科學(xué)知識(shí)和能力。

方案的設(shè)計(jì)首先要從提出問(wèn)題開始，實(shí)驗(yàn)前，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題，愛因斯坦提出：“提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要比解決問(wèn)題更重要，因?yàn)樘岢鰡?wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題是科學(xué)發(fā)明和科學(xué)創(chuàng)造的起點(diǎn)?！?/p>

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是要解決發(fā)現(xiàn)和提出的問(wèn)題，學(xué)生明確了實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才不會(huì)出現(xiàn)隨意和盲目，學(xué)生在探究過(guò)程中知道自己要做什么，要解決什么問(wèn)題，探究方向才不會(huì)偏離，小組內(nèi)的討論才會(huì)有話題。

三、選擇材料，提供保障

（一）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教師提供的有結(jié)構(gòu)的材料來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

“有結(jié)構(gòu)的材料”是哈佛大學(xué)教育學(xué)教授蘭本達(dá)提出的，它是指具體的物體，而且是多種物體的有機(jī)結(jié)合。給學(xué)生提供有結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)避免誤導(dǎo)學(xué)生，應(yīng)盡可能不引起學(xué)生過(guò)多地關(guān)注無(wú)關(guān)現(xiàn)象，以免使他們產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。

“降水量的測(cè)量”一課，上課前我就把“制作雨量器”所需要的有結(jié)構(gòu)的材料一次性分發(fā)到實(shí)驗(yàn)桌上，學(xué)生一走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，材料就呈現(xiàn)在眼前，探究活動(dòng)還沒開始，探究興趣就被材料所激發(fā)，因此也能獲得最高的教學(xué)效率。

制作雨量器之前引導(dǎo)學(xué)生討論：

1.應(yīng)選什么樣的容器？為什么不用飲料瓶？

2.怎樣制作刻度，零刻度應(yīng)在杯子的下邊還是上邊？為什么？

3.怎么貼刻度才合適？貼在杯子的里邊還是外邊？

學(xué)生小組合作用畫圖的方式，設(shè)計(jì)方案，在交流反饋時(shí)，讓學(xué)生解釋自己圖文并茂的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用教育心理學(xué)的共振效應(yīng)，這樣把一個(gè)學(xué)生的智慧變成了多個(gè)學(xué)生的智慧，同學(xué)間相互啟發(fā)，互相補(bǔ)充，趣味更濃。

學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，教師最好不要過(guò)多的干涉，更不能牽著學(xué)生的鼻子走，使全班學(xué)生都圍著老師預(yù)設(shè)的方案打轉(zhuǎn)，此時(shí)教師只需要做好穿針引線工作，要相信學(xué)生的能力，有時(shí)一個(gè)學(xué)生“拋磚引玉”，給其他學(xué)生帶來(lái)靈感，全班學(xué)生的智慧凝聚在一起，設(shè)計(jì)的方案比老師預(yù)設(shè)的要好，且更適合孩子們。

（二）學(xué)生自由選擇材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

“導(dǎo)體與絕緣體”一課，我讓學(xué)生自主準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，每組準(zhǔn)備20種，由于都是小組同學(xué)齊心協(xié)力共同準(zhǔn)備的，在制定“檢測(cè)某個(gè)物體是否導(dǎo)電”計(jì)劃時(shí)，小組同學(xué)個(gè)個(gè)都興趣濃厚，因?yàn)檫@是“自己的事”，檢測(cè)的又是自備的材料，小組同學(xué)人人有責(zé)。結(jié)合本班學(xué)生的心智水平，先讓小組自行思考“某個(gè)物體”的檢測(cè)過(guò)程，然后由組長(zhǎng)組織本組4位同學(xué)閱讀、參考教科書“檢測(cè)一塊橡皮導(dǎo)電性的過(guò)程”，并討論了解每一個(gè)步驟的意義，再自行討論修改剛才制定的檢測(cè)方案。最后班級(jí)交流反饋，大家集思廣益，相互補(bǔ)充，完善各小組的檢測(cè)方案。下邊的“檢測(cè)身邊的物體是否導(dǎo)電”的實(shí)驗(yàn)，雖然物品繁雜，但沒有出現(xiàn)雜而亂的現(xiàn)象，各小組都在按自己制定的檢測(cè)方案有序、規(guī)范地做實(shí)驗(yàn)。

科學(xué)研究就應(yīng)該有嚴(yán)謹(jǐn)、有序的操作習(xí)慣，操作都應(yīng)該科學(xué)、規(guī)范，這有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生體驗(yàn)到“瓶瓶罐罐當(dāng)器材，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的樂趣，感受到實(shí)驗(yàn)來(lái)源于生活，貼近生活，科學(xué)就在身邊。

四、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題，深入引導(dǎo)

以往的教學(xué)模式中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案一般都是在教師的引領(lǐng)下教學(xué)生設(shè)計(jì)，學(xué)生的主觀能動(dòng)性發(fā)揮不夠，實(shí)驗(yàn)操作起來(lái)興致也不是太高，也只是少部分“聽話愛學(xué)習(xí)的孩子”參與進(jìn)來(lái)，而我們的科學(xué)教學(xué)要面向全體學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)、自主學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生課堂教學(xué)的參與度，提高自學(xué)能力，為他們可持續(xù)發(fā)展打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)是學(xué)和做的，不是教的?？梢栽O(shè)計(jì)幾個(gè)小問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

教學(xué)“100毫升水能溶解多少克食鹽”一課時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)方案時(shí)先設(shè)計(jì)以下幾個(gè)小問(wèn)題：1.準(zhǔn)備用多少水做實(shí)驗(yàn)？2.一份食鹽多少克合適？3.什么時(shí)候加下一份食鹽？

這三個(gè)問(wèn)題為學(xué)生的思考提供了素材，為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案鋪平了道路，學(xué)生通過(guò)思考討論完成這幾個(gè)小問(wèn)題后，實(shí)驗(yàn)方案基本就能設(shè)計(jì)出來(lái)了。此時(shí)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案可能會(huì)有漏洞，但教師不要急于指出、糾正，可適當(dāng)提出有針對(duì)性的問(wèn)題，幫助學(xué)生自己查漏補(bǔ)缺，這是對(duì)于細(xì)節(jié)的強(qiáng)調(diào)與補(bǔ)充。所以再設(shè)計(jì)以下幾個(gè)問(wèn)題：1.食鹽加到什么時(shí)候就不要加了？2.判斷食鹽是否溶解，是在攪拌時(shí)觀察還是充分?jǐn)嚢韬蟮纫幌略儆^察？3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束怎么計(jì)算一共溶解了幾份食鹽？

前三個(gè)小問(wèn)題能促使學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)方案的主體，后三個(gè)小問(wèn)題是實(shí)驗(yàn)中的一些小細(xì)節(jié)，需要教師進(jìn)行補(bǔ)充，是對(duì)實(shí)驗(yàn)中重要操作進(jìn)行的強(qiáng)調(diào)。有了探究的問(wèn)題，又解決了一些難點(diǎn)，這時(shí)就可以讓學(xué)生自由選擇器材，分組討論方案，制定書面計(jì)劃了。

五、提供表格，搭“腳手架”

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力有限，有時(shí)還不能設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)，這就需要教師搭個(gè)“腳手架”，給學(xué)生提供幫助，可以設(shè)計(jì)表格為學(xué)生設(shè)計(jì)方案降低坡度。比如“溶解的快與慢”一課“攪拌能否加快食鹽的溶解”實(shí)驗(yàn)，我設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案表格：

實(shí)驗(yàn)方案

六、討論交流，完善方案

鑒于農(nóng)村學(xué)生的特點(diǎn)，他們制定的實(shí)驗(yàn)方案還不夠完善，所以要給予交流方案的時(shí)間，討論可行的方案，互相補(bǔ)充完善方案?！叭齻€(gè)臭皮匠賽過(guò)諸葛亮”，何況一個(gè)班的幾十個(gè)聰明好學(xué)的孩子們，經(jīng)過(guò)全班討論交流，方案會(huì)更完善，孩子們對(duì)實(shí)驗(yàn)原理更明確，實(shí)驗(yàn)方法步驟會(huì)熟記于心，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作會(huì)更順手，因此討論交流，完善方案環(huán)節(jié)不可少。

總之，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的起始環(huán)節(jié)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的成敗具有關(guān)鍵性的作用。指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案首先要激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣，使學(xué)生明確探究目標(biāo)，并精心指導(dǎo)選擇材料，給學(xué)生提供設(shè)計(jì)方案的“腳手架”，還可以創(chuàng)設(shè)小問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生制定可行的方案。只要指導(dǎo)得法，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力一定會(huì)逐步提高，科學(xué)素養(yǎng)一定會(huì)有所提升，為他們的終身學(xué)習(xí)和全面發(fā)展定會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。