梁丹

摘要：在科學(xué)課堂教學(xué)中，重視并加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)課“方案設(shè)計(jì)”的教學(xué)研究是非常重要的?？茖W(xué)教學(xué)實(shí)踐表明：“方案設(shè)計(jì)”是學(xué)生根據(jù)科學(xué)猜想，運(yùn)用已有的知識(shí)、技能和生活經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)行的一項(xiàng)創(chuàng)造性活動(dòng)，它對(duì)發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力有重要的意義。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；實(shí)驗(yàn)方案；設(shè)計(jì)有效性

小學(xué)科學(xué)方案設(shè)計(jì)是以“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為理念”，在實(shí)施科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)之前根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，運(yùn)用相關(guān)的科學(xué)知識(shí)和技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器、裝置和方法所進(jìn)行的一種規(guī)劃。

一、明確操作目的，引領(lǐng)學(xué)生把握科學(xué)探究方向

（一）有效引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生提出科學(xué)問(wèn)題

方案的設(shè)計(jì)首先要從選擇問(wèn)題開(kāi)始，課前激發(fā)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，讓學(xué)生成為提出“問(wèn)題”的主體，看探究過(guò)程中哪個(gè)環(huán)節(jié)可以展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，具體的方法與策略總結(jié)如下：

1.引導(dǎo)提出的問(wèn)題，教師設(shè)置一定的情景，讓學(xué)生們感覺(jué)有疑惑的問(wèn)題或者產(chǎn)生想探究的問(wèn)題，從而引起他們認(rèn)知的沖突，繼而想探究問(wèn)題。

2.課堂生成的問(wèn)題，教師要抓住課堂上生成的問(wèn)題，給學(xué)生充裕的時(shí)間，鼓勵(lì)他們從不同的角度去思考，在事實(shí)支撐的情況下大膽猜想，說(shuō)出自己猜想假設(shè)的理由。

3.組內(nèi)探討的問(wèn)題，以小組為單位進(jìn)行討論，初步解決困惑，在討論過(guò)程中教師積極鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)指點(diǎn)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供正確的指導(dǎo)。

（二）查閱資料，夯實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

在科學(xué)課堂上，學(xué)生結(jié)合已學(xué)過(guò)的科學(xué)知識(shí)，對(duì)要研究的內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真思考，教師要引導(dǎo)學(xué)生廣泛閱讀和收集相關(guān)的文章和資料，注意吸取其中的新觀(guān)念、新信息，在實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備階段注重知識(shí)積累，收集整理相關(guān)資料。

（三）明確目的，探究科學(xué)實(shí)驗(yàn)的原理。

學(xué)生明確自己在探究過(guò)程中要做什么，解決什么問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮涂茖W(xué)原理是什么，以小組形式通過(guò)研討、集思廣益、互相啟發(fā)給予解答，對(duì)交流中積攢的問(wèn)題進(jìn)行提煉，教師在這個(gè)過(guò)程中要不斷給予學(xué)生鼓勵(lì)、指導(dǎo)。

二、選擇材料精準(zhǔn)，為科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)提供保障

（一）多維思考，選擇精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)儀器和材料

學(xué)生所選擇的儀器、藥品要依據(jù)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的目的和原理來(lái)確定；選擇的實(shí)驗(yàn)材料要以能非常容易的展現(xiàn)清晰的實(shí)驗(yàn)效果為首選；首選實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)器材作為實(shí)驗(yàn)的操作器材。實(shí)驗(yàn)時(shí)盡可能使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，較少的實(shí)驗(yàn)步驟和藥品。

（二）師生搜集、補(bǔ)充“有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料”

對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究中缺少的材料，設(shè)立“有結(jié)構(gòu)的材料超市”，這些材料既能揭示與探究?jī)?nèi)容有關(guān)的現(xiàn)象，又符合學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知水平，使他們有能力通過(guò)對(duì)材料的擺弄來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，認(rèn)識(shí)問(wèn)題，對(duì)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)有很大的幫助。

三、設(shè)計(jì)方法巧妙，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和思維能力

（一）互動(dòng)交流，創(chuàng)設(shè)情境完善實(shí)驗(yàn)方案

五年《小燈泡亮了》通過(guò)學(xué)生們的不斷探究發(fā)現(xiàn)點(diǎn)亮小燈泡的方法。根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及記錄，深入探究小燈泡點(diǎn)亮現(xiàn)象究竟和哪些因素相關(guān)。學(xué)生進(jìn)一步設(shè)計(jì)方案深入探究，反饋交流。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，揭示小燈泡變亮現(xiàn)象是燈泡連接點(diǎn)與電池正負(fù)極相連這一因素有關(guān)。

（二）思維碰撞，反復(fù)實(shí)踐改進(jìn)方案

探究《葉脈的提取》小組內(nèi)經(jīng)過(guò)重新規(guī)劃方案，二次實(shí)驗(yàn)采用快速便捷的“煮制法”，由于酒精燈的火力小，學(xué)生沒(méi)能在允許的時(shí)間內(nèi)把樹(shù)葉煮爛，所以這次實(shí)驗(yàn)不能按時(shí)、不能按要求進(jìn)行。針對(duì)上次實(shí)驗(yàn)的失誤學(xué)生改進(jìn)了操作方案。

（三）化繁為簡(jiǎn)，巧用詞語(yǔ)確定實(shí)驗(yàn)方案

探究六年《物質(zhì)燃燒快慢和什么有關(guān)》學(xué)生在課堂上設(shè)計(jì)好了操作步驟：檢查、裝藥、固定、點(diǎn)燃、收集、熄滅幾個(gè)詞，方便學(xué)生記憶、操作。接著學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)操作時(shí)需要注意的事項(xiàng)。過(guò)程中教師引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，記錄觀(guān)察結(jié)果，反饋實(shí)驗(yàn)原理。

（四）區(qū)分類(lèi)別，采用不同模式設(shè)計(jì)方案

1. 按作用分：探索性方案設(shè)計(jì)、運(yùn)用性方案設(shè)計(jì)、驗(yàn)證性方案設(shè)計(jì)，目的是綜合運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)和技能，解決一些日常生活中的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題。

2. 按工具分：儀器、裝置和藥品的改進(jìn)或替代方案設(shè)計(jì)，課堂上對(duì)于生缺少某些儀器、藥品的情況，需要孩子們自制一些儀器和代用品，或采用微型實(shí)驗(yàn)，對(duì)方案重新設(shè)計(jì)。

3. 按內(nèi)容分：物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方案設(shè)計(jì)，物質(zhì)的分離、鑒別方案設(shè)計(jì)，物質(zhì)的制備方案設(shè)計(jì)，這類(lèi)探究實(shí)驗(yàn)在過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的觀(guān)察要更仔細(xì)。

（五）經(jīng)驗(yàn)積累，集體研討完善方案

1. 根據(jù)已有的科學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)方案：在科學(xué)探究中學(xué)生很多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容非常簡(jiǎn)單，教師可以通過(guò)引領(lǐng)學(xué)生對(duì)已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的回憶或?qū)?wèn)題的假設(shè)，給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2. 根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案：在學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象中的問(wèn)題進(jìn)行猜想、假設(shè)之后，就可以鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)在小組內(nèi)設(shè)計(jì)方案，學(xué)生要在課堂上進(jìn)行交流研討，教師幫助學(xué)生進(jìn)行分析，找出最佳方案。

四、全------ 資料記錄全面，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度

（一）階段記錄：

實(shí)驗(yàn)記錄貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究的全過(guò)程，在整理數(shù)據(jù)資料時(shí)要先做好規(guī)劃，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的表格等資料，以備實(shí)驗(yàn)操作時(shí)使用。

1. 實(shí)驗(yàn)前的資料：在方案設(shè)計(jì)初始階段，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)裝置圖、實(shí)驗(yàn)記錄表、方案流程圖。方案文字資料：實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)需要的儀器、設(shè)備、藥品、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)。

2. 實(shí)驗(yàn)中的資料：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要指導(dǎo)學(xué)生真實(shí)記錄，想的全面、觀(guān)察全面、記錄全面、觀(guān)察要細(xì)致，觀(guān)察細(xì)節(jié)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄單，并在實(shí)驗(yàn)中不斷完善。

3. 實(shí)驗(yàn)后的資料：將所有實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀(guān)察到的現(xiàn)象和記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等方式進(jìn)行整理、匯總，得出正確的科學(xué)結(jié)論。優(yōu)化方案后重新設(shè)計(jì)新方案，要具體、全面、詳實(shí)記錄。

（二）全面詳實(shí)：

實(shí)驗(yàn)記錄在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中是對(duì)學(xué)生思維的再現(xiàn)，證據(jù)的獲得，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的提升，實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的依據(jù)。學(xué)生記錄時(shí)還要關(guān)注以下內(nèi)容：

1. 要客觀(guān)真實(shí)的記錄：科學(xué)教師要提醒學(xué)生對(duì)觀(guān)察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)做準(zhǔn)確、真實(shí)的記錄。

2. 記錄要區(qū)分好類(lèi)別：在實(shí)驗(yàn)操作之前把一定要把方案確定好，操作的都是未知的變量，要確定好變量。文字?jǐn)?shù)據(jù)記錄：時(shí)間記錄、溫度記錄、加藥量記錄、加藥的種類(lèi)記錄、雜質(zhì)的含量及其它的特殊的記錄。圖像記錄：錄像記錄、照片記錄、聲音記錄。

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