如何有效培养小学生的科学实验设计能力

有这样一本书《选择比努力更重要》，书中提到“人生在世，总要面临各种各样的选择。选择走什么样的路，选择过什么样的生活，选择什么样的人生。有的人来到这世上，匆匆忙忙，到人生将达终点的时候，又不免慨叹：忙碌了一生，努力了一生，却一事无成。多少人有这样的遗憾，人这一辈子，真是选择比努力更重要啊”。在小学科学教学中，有很多的知识是需要学生通过动手操作，实验研究，体验科学现象的再现过程。然而在实验中选择什么样的实验方法、选用什么样的实验步骤、设计什么样的问题等，决定着整个实验过程是否能顺利的完成；决定着整个探究过程是否有趣和有效；决定着实验结论的生成。只有学生学会选择正确的研究方法和过程，才能使整个探究过程-真实有效。反之，将会事倍功半。

如何有效培养小学生的科学实验设计能力

《科学（3—6年级）课程标准》中把科学探究置于小学科学教学目标的首要地位，指出“科学探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。“亲身经历以科学探究为主的学习活动是学生学习科学

的主要途径。”也就是要让学生在实验中学习科学，形成实验能力。然而实验能力不是简单的写一份实验报告，它包括理解实验目的的能力、查阅资料的能力、设计方案的能力、选择材料的能力、撰写实验报告的能力。实验课很重要一点是要让学生学会设计实验方案，养成良好实验的习惯，否则很难达到实验课的效果，很多小学的科学实验课只是为了让学生动手操作，忽视了学生实验的目的性和规范性，造成了实验课堂往往是轰轰烈烈，学生只是好玩而上实验课，没有真正体会到动手实验前的重要性。科学课程标准提出“科学课是以培养学生的科学素养为宗旨。” 实验课不能让学生只是动手这么简单，要让学生知道我们要像科学家一样做实验。小学是科学启蒙阶段，科学素养的形成是需要不断的积累和强化，学生的实验能力在小学生阶段尤为重要，只有学生初步具备了实验能力，实验课的课堂才更加有效，学生的实验研究才能得到可持续。究竟应该如何培养学生的实验能力我谈谈自己的想法。

一、培养学生良好的科学兴趣

众所周知“兴趣是最好的老师。”学生对科学实验有着强烈的好奇心，因为感兴趣，所以学生愿意去做，因此从学生刚接触科学的时候我们就应该循序渐进的培养学生的科学兴趣，特别是科学实验的兴趣。由于小学生好奇心强，可以对他们的好奇心加以诱发，唤醒心理效应，激发求职欲望。我们可以通过选择奇特的现象、巧妙的疑问和与生活比较密切的实验内容和案例，因为生活中的现象大多数学生只知道什么，但不知道为什么，这样的实验学生比较愿意去探究。在教

学《摩擦起电》时，让学生把塑料尺子在头发上摩擦几下，然后去接近小纸屑，当看到小纸屑一片片飞向塑料尺时，这种奇妙的现象将激起学生浓厚的兴趣；又比如面包储存不当会发霉，发霉的现象学生一看就一目了然，但是什么原因让它发霉了，什么方法可以减缓它发霉呢，强烈的好奇心会促使学生设法解开其中的奥秘。培养良好的科学兴趣不仅可以让每个孩子喜欢动手操作，轻松愉快的完成探究过程，更重要的是可以从小培养学生严谨的科学态度和勤于思考、乐于动手的科学观念，所以说一切科学知识的学习，所有科学探究活动的进行都始于学生的兴趣。

二、培养学生实验方案的设计能力

“选择比努力更重要”，我们选择正确了会少走一些弯路，如果没有选择正确有时可能会徒劳无获。所以说培养学生学会科学、正确的设计实验方案对学生实验能力的培养和提高尤为重要。对于刚接触科学实验的学生，对实验方案的设计缺乏有效性和操作性，目的性也不太明确，因此有效的指导学生学会设计实验方案是进行科学探究的保障，否则就会忙忙碌碌、高高兴兴的上完游戏一样的实验课。

首先，应该明确实验方案的要求。在《科学 3-6 年级课程标准》中，对设计实验的要求是：能提出进行探究活动的大致思路；能对自己或小组提出的探究问题作出书面计划。在新课标征求意见稿中，对实验设计也有如下总要求：需要经过尝试和预测设计研究方案。具体要求有三条：①能根据已有的经验和知识对已确定的研究问题提出预测；②能设计合理的观察研究方案；③能设计较规范的单变量实验方

案。综上所述，无论从实验设计本身来讲，还是课标要求，以及对学生未来科学素质的养成，培养学生实验设计能力都是非常重要的。

其次，对学生进行有效的指导。在小学阶段，无论中年级还是高年级，都需要培养学生的实验设计能力，而且学生的实验设计能力的培养都离不开教师的有效指导，围绕“研究的问题——猜想与假设——实验目的——实验要求——实验材料与用具——实验过程——实验结果”的方案要素，对学生的指导教师应从示范、半独立、独立的次序进行。先口头设计再到文字图表设计；先模仿设计再到独立设计；先简单设计再到比较复杂的设计；先局部设计再到整体设计。对其中的每一个问题都要进行精心的设计，抓住问题的核心。

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三、留给学生实验机会和合作机会

留给学生动手机会。培养能力素质教育的核心内容是培养学生创新意识和实践能力。心理学家皮亚杰指出：“活动是认识的基础，智慧从动作开始。”在课堂教学中组织学生动手操作，可以提高大脑皮层的兴奋度，更有利于激起创造区域的活跃，从而培养学生的自己学问的能力，也有助于培养学生的探索精神和解决实际问题的能力。例如：“在教学“小灯泡亮”的教学内容时，先让学生根据操作步骤自己做实验，有的成功、有的失败、有的亮度不一，在这个过程中引出了相应的问题如：为什么小灯泡没有亮？亮度不一的与什么有关？”等问题，从而为教学做了一些铺设。也为学生再次动手操作做了准备。这样，把课堂研究的阵地还给了学生，学生在操作中，手使脑得到发

展，脑又使手得到发展，突破了教学的重点、难点，激发了学生的学习兴趣，同时使他们的实践能力和思维都得到了发展和提高。

为学生提供合作机会。如何拓展思维？小组合作是新课程中一种非常重要的学习组织形式。在小组合作时每个学生的地位是平等的，他们愿意说、愿意做、愿意交流，是学生最喜欢表现的一种形式。所以小组讨论、合作学习，有利于学生多向交流、相互启发、取长补短，培养学生的参与意识和合作精神。例如“在教学电磁铁时，电磁铁的制作和磁力测试都需要小组合作共同完成，然而在比较电磁铁的磁力时，在各小组汇报中，根据能吸起大头针的数量已经表明各组的磁力是不一样的，因此可让每个组交流所绕的线圈圈数和使用的电池节数，从而引出线圈圈数及电池节数与磁力的关系，学生再次回到实验中验证”。实验教学中问题的产生、解决办法、实践验证，均由学生提出和验证，教学效果取决于我们的课堂能给学生多少机会和时间。

四、分析实验现象形成实验结论。

让学生动手实验目的在于让学生体验科学现象和科学规律的再现过程，通过对实验过程的探究能否总结实验结论是实验教学成功与否的要素之一，我们实验的目的就是要让学生通过实验学会分析、总结实验结果形成结论，这也是培养学生实验能力的任务之一。引导学生分析实验现象，能通过观察、比较等方法总结实验过程形成实验结论，这是综合知识运用的过程，也是科学力的体现，对于小学生特别是刚刚接触科学课程的学生要求比较高，因此教师应该从示范到放手；从小组到个人循序渐进的引导学生从所研究的问题出发，通过对

“猜想与假设”和“实验过程”的比较，确定“实验结果”形成实验结论。

总之，能力的形成是经过长期反复实践逐步形成的，实验能力的形成同样如此。因此教师在教学中一定要重视学生的训练和实践,引导学生学会选择正确、科学的方法进行科学探究，遵循循序渐进的原则，注重日常的积累，学生的实验能力一定会得到有效的培养。

如何有效培养小学生的科学实验设计能力 [篇2]

小学生的科学实验设计能力不是仅仅指小学生操作实验的能力，而是一种综合的实验能力，是指小学生在科学学习中理解实验目的要求，按照教材提供的实验方案或者自己设计的实验方案进行有步骤地操作实验、采集实验数据、分析实验数据、归纳总结实验结论的综合能力。培养小学生的实验能力有利于学生开展自主探究性学习活动，提高学生自主探究性学习的效果，增强小学生进行自主探究性学习的兴趣，提高小学生进行自主探究性学习的自信心，综合发展小学生的科学素养，提高科学课的教学效率。

那么，怎样培养小学生的科学实验设计能力呢？我结合多年的科学教学实践，从六个方面来谈谈小学生实验能力的培养策略，与各位同仁商榷。

一、明确实验目的，有序进行实验，培养学生的科学实验设计能力

爱动手是小学生的特点，动手做实验是小学生的最喜爱的活动。可是，在具体的教学过程中，我们不难发现学生们爱做实验，但是却不知道怎样去把实验做好。教学中常常出现这种情况，当老师让学生动手做实验时，学生们忙得很开心，人人都想做实验，人人都要争着做实验，可是却没有几个人是按照实验要求去做的，实验的场景可以一个字来概括——乱，实验的结果当然不如老师所意，也没有达到教学目的要求，学生也没有观察清楚实验中产生的现象，没有把观察到的实验数据记录下了，没有弄清楚实验的结论。学生做实验更多的是满足自己一时的好奇心的需要，而缺乏有目的、有条理地去完成探究实验任务，没有对实验中产生的现象作仔细的观察，没有把观察到的现象、实验数据及时记录下来，也就无法得出实验结论，这是我们所不愿意看到的，不是我们想要的结局。

如何克服学生做实验的盲目性，提高学生实验的效果呢？我在教学实践中感觉到：在学生做实验之前，老师应该引导学生养成认真细读实验目的要求的习惯，使学生了解实验的目的要求，了解实验的方法。只有让学生读懂实验目的.要求，了解实验方案，学生才能对做好实验做到心中有数，才能较好地完成实验，提高实验效果，。

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例如，《热空气和冷空气》一课中有个关于研究热空气与冷空气对流的探性究实验，比较难做成功，特别是获取有烟雾的热空气比较困难，另外在实验中观察有烟雾的热空气上升，没有烟雾的透明冷空气下降这个现象也不太容易。为了帮助学生解决实验时的困难，较好地完成实验探究活动，我在学生做实验前，要求学生认真阅读实验目的要求与实验方法，懂得怎样做才能获取有烟雾的热空气，怎样做才能观察到有烟雾的热空气上升，没有烟雾的透明冷空气下降这个现象，然后再安排学生按照实验方案去做实验。由于学生在实验之前认真阅读了实验方案，知道了怎么去做实验，心里有了很好的准备，因此这个实验学生做得很成功，不仅取到了带烟雾的热空气，还通过观察发现热空气与冷空气的对流现象，懂得了冷热空气对流是因为相同体积的热空气比冷空气轻的原故。

二、激发兴趣，及时督查，自主进行实验，培养学生科学实验设计能力

根据新课程标准要求，小学科学教材中安排了许多探究性科学实验活动，老师在每节课上都要安排学生做较多的实验，要想让学生做好实验，就必需要准备较多的实验器材。许多老师为了让学生做好实验，都会亲自动手准备实验器材，样样亲力亲为，而不需要

学生动手参与准备实验器材，担心学生准备实验器材有困难，或担心学生找不到所需的实验材料，无法完成课堂上的实验；或担心学生准备实验材料有危险。其实，老师完全没有必要这样担心，不要担心学生不能准备好实验器材，只要你做好宣传工作，宣传到位，检查到位，学生基本上都会按照实验要求准备实验器材的。如果有学生无法准备部分实验器材，老师上课前做个预测，做些准备，准备些学生可能无法准备到的实验器材，帮助学生备齐实验器材。

要求学生课前准备实验器材，有很多好处，一方面可以让学生切身感受到老师准备实验器材不容易，懂得尊重老师的劳动；更重要的一方面是，学生在准备实验器材的过程中必然要细读实验目的要求、实验方法，必定细看教材，对课本有提前预习的准备，进而对实验目的要求、实验方法有深刻地认识，为上课做好实验作了心理上和思想上的准备，为做好实验作了铺垫。如《摆》一课要做一个研究摆的快慢与什么因素有关的实验，我看见学生很喜欢玩摆，他们拎着摆的摆线摆来摆去。我想何不让他们按照实验要求来摆呢？我在上课之前，就让学生按照课本要求去准备实验器材，要学生们按照实验要求自己制作一个摆，同时可以按课本上讲的方法玩一玩自己制作的摆。课前检查，学生准备实验器材的完成情况很好，每个人都制作了一个摆，甚至有人摆出了道理，得出了结论：摆的速度快慢与摆线的长短有关，摆线越长摆得越慢，摆线越短摆得越快。可见，学生在准备实验器材的过程中已经迫不及待地做起了实验，而且会情不自禁地按照课本要求去做，在自主做实验的过程中不断地理解、消化实验的目的要求，无形之中养成了实验之前仔细研读实验要求与实验方法的习惯，提高了学生理解实验的能力。还有《力在哪里》一课，要研究力对物体运动、形状的影响，实验材料需要弹子、橡皮泥、硬币等，这些材料学生容易找到，也喜欢玩，学生在玩弹弹子、捏橡皮泥、弹硬币的过程中，不经意间就已经感知到力对物体的运动、形状的影响了。

三、面向全体，合理分工，主动参与实验，培养学生科学实验设计能力

小学科学新课程标准提出“科学学习要以探究为核心”， “学生是科学学习的主体”，“探究既是小学生科学学习要达到的目标，又是小学生科学学习的主要方式”。学生参与课堂科学实验，经历整个探究实验过程，是培养小学生探究性学习能力的最佳途径，也是培养小学生科学实验设计能力的最佳途径。

参与做实验，参与到整个探究实验过程中去，使所有学生都能在实验过程中发挥作用，都能有机会动手做实验，都能细致观察实验中产生的现象，都能学会记录实验数据，都能参与讨论，分析实验数据，分析实验过程中观察到的现象，都能学习归纳总结实验结论，都能学结实验成功的经验和实验失败的教训，都能学会与同学交流，表达自己的观点，等等，学生参与探究活动的整个过程，在整个探究性学习活动过程中培养学生做好实验所需要的实验能力。但是，现实的教学活动中学生参与探究实验活动的情况并不令人满意。虽然说小学生喜欢做科学实验，但是实际现象是有些学生还是不愿意动手做的，特别是一部分女生，她们常常不愿意动手做，经我了解她们不愿动手做实验的原因有三种，一种是就是不想动手做；一种是不敢做，担心做失败，被别的同学笑话；一种是没有机会做，每次实验都被男生抢去做了，或者被动手能力强的女同学抢去做了，自己没有做的机会，久而久之就再也没有机会做实验了。这样下去，不动手参与做实验的这部分同学动手做的能力必然被弱化，不做实验，她们的兴趣必然减弱，他们的实验能力必然得不到培养。

如何解决部分学生不参与实验活动呢？首先，老师安排学生做实验时要给学生充足的时间，同一个实验可以要求每一个人都来做一次，确保人人动手做实验，锻炼每一个学生的动手做实验的能力。还可以要求实验小组的成员有分工，有协作，大家轮流动手做实验，轮流观察实验现象，轮流记录实验数据，保证每个人都有机会动手做实验。如《空气的性质》一课，课本谈空气的性质，对学生来说比较空，因为空气是看不见又摸不着的，学生对空气的

性质不容易理解。课本为了让学生对空气的性质有具体的、感性的认识，安排了十二个有趣的实验，学生通过做这些实验，参与到探究实验的过程中，从具体的实验中亲身感知到空气的性质，从而认识空气的存在、空气有体积、空气有质量、空气可以流动、压缩空气有弹性等。这么多的实验，可以让学生都来做一做，参与到探究实验过程中去，通过做实验，激发学生学习兴趣，提高学生实验操作能力。

四、关注实验数据，描述实验现象，培养学生科学实验设计能力

学生喜欢做实验，但往往不愿意去仔细观察实验过程中产生的现象，不愿意去主动用笔记录观察到的实验数据，忙着做实验，甚至抢着去做实验，等到要使用实验数据时，却没有完整的实验数据可用，也就无法通过对实验现象、实验数据的分析来归纳总结实验的结论，那做实验也就没有达到做实验的目的，实验几乎没有发挥应有的作用。

为了避免这种事情的发生，在做实验前，教师就要给每个实验小组的成员明确地分好工，安排好实验小组成员各人的任务，实验时要求实验小组成员各行其事，有条不紊地做好自己的工作，观察实验过程中产生的现象，获取有效的实验数据，保证实验顺利有效地完成。如《降落伞》这课教学的重点是引导学生探究降落伞下降速度的快慢与什么因素有关，需要学生做降落伞下降的对比实验，通过多次测量两个伞面直径大小不同的降落伞下降相同高度所需时间的数据，分析、归纳总结出降落伞下降速度的快慢与伞面直径大小不同有关的结论。要想得出这样的结论，学生就必需较准地测出两个降落伞下降所需的具体的时间数据。要想得出较具体的时间数据，就必须在做实验前把实验小组成员分好工，要安排有人投放降落伞、有人捡送降落伞、有人指挥发令与用计时器记录时间、有人做好数据采集记录，使实验活动有条理的开展，采集到较准确的实验数据，最后大家分析数据，归纳总结结论。因为有了这样的分工与合作，同学们才测量到了可靠的可供分析用的时间数据，同学们通过分析时间数据，归纳总结出了实验结论。可见，在探究性实验过程中，观察实验现象、记录实验数据与动手做实验同样重要，不可缺少。同学们在分工合作中完成了实验任务，提高了科学实验的综合能力，还培养了同学们合作探究的优良品质。

五、全面分析数据，综合归纳结论，培养学生科学实验设计能力

科学的结论是科学家经过无数次实验得出许多数据，并且通过分析无数的实验数据，归纳总结出来的。科学课中许多知识都已经经过前人探究得出，现在安排学生重新来探究，目的就是要培养学生的探究学习的精神，养成探究学习的习惯，培养学生探究学习的能力。学生在做实验过程中得出实验数据，观察到实验现象，这还不够，还需要学生去分析，去研究，去归纳总结，才能得出结论。经过这样的实验探究活动，提高学生在探究实验过程中的分析能力、归纳总结的能力。

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