从点滴开始培养学生的实验设计能力

实验设计能力是指学生能综合、灵活地运用所学的知识、方法，懂得设计实验原理、选择实验器材、安排实验步骤、设计数据处理方法，独立研究问题，并通过创造性的实验设计去验证知识、获得知识和进行探索性研究的能力。小学生实验设计是在一定的感性认识基础上，根据作出的假设，选用一定的材料，结合实验条件的限制，设计出能验证假设的方案，并在实验中做好观察与记录，然后分析现象，得出科学结论。实验设计能力的培养是新课程标准的要求，是培养研究型学生的重要环节，是学生综合素质的体现。培养学生的实验设计能力在小学科学教学中尤为重要，只有实验过程设计好了，在接下来的学习过程中才能有目的地去研究。

那么，怎样才能更好地培养小学生的实验设计能力？

从学生的生活经验出发，创设情境

在信息技术比较发达的今天，小学生已能通过自己的观察及各种渠道对周围的事物有一定的了解，积累了一定的生活经验。因此，科学课的学习可以从学生的生活经验出发创设情境，培养学生的实验设计能力。当学生在设计实验过程中遇到问题时，教师要启发学生联想生活中的相似情境并迁移到实验中。例如：五年级光的直线传播实验设计。课的开始，教师先创设了这样一个情境：用激光笔将光打在教室的墙上，让学生猜想光是怎样传播的。由于光的传播路径白天是看不到的而成为实验设计的难点，为了减小学生设计实验的困难，教师让学生看一组光沿直线传播的图片，有黑夜中的手电筒、黑夜中开着的汽车灯、雾天汽车开着的雾灯和太阳光透过树林时的情境等。学生通过观察这些图片会发现暗处、有雾、有烟、不透明的地方等能看到光的传播路径，为学生的实验设计打下了基础。

一题多方案设计，培养学生的实验设计能力

一题多方案设计是培养学生实验设计能力的有效方法，即同一实验要求学生采用不同的设计方案加以解决。教学中，教师要创设一种让学生善于思考、敢于发表意见的氛围，鼓励学生从不同的角度去想问题，找出解决问题的多种设计方案。如学“磁铁同极相斥，异极相吸”时，教师在提供磁铁实验盒后要求学生设计方案，有的借用小车，用小车的前进后退来证明这个观点；有的利用小棍，用环形磁铁在棍子上的相离和相吸来证明；还有的甚至用细线把磁铁悬挂起来当作指南针，用它的旋转来证明问题，等等。再如气体的热胀冷缩实验，学生明确了要研究的问题后，教师给学生提供了平底烧瓶、瘪气球、瘪矿泉水瓶、空饮料盒、胶条、大烧杯2个、热水、冷水，要求学生设计实验方案来证明。

利用迁移训练，培养学生的实验设计能力

学习的迁移是检验学习效果的重要标志，迁移是思维灵活性的本质特征。在实验设计过程中，我们让学生进行从已知实验到未知实验、简单实验到复杂实验、相似及相关实验的设计迁移训练。如学习了“压缩空气”中用皮球发现压缩空气的特性后，安排学生用注射器进行设计迁移训练；另外研究了“定滑轮的作用”后，让学生迁移到“动滑轮的作用”“滑轮组的作用”的实验设计；在掌握了动物与环境的关系后，让学生迁移到探讨植物与环境关系的实验设计等。

自由设计训练，培养学生的实验设计能力

自由设计训练也是培养学生实验设计能力的有效方法。教师对学生的实验设计不要干涉和限制，要让他们自由地选择器材、方案以及操作方式等。这种实验设计要求学生有一定的设计基础，能最大限度地激发学生对实验设计的兴趣，提高实验设计的能力。如五年级“小电动机”一课，学生对小电动机转动的快慢与哪些因素有关有很多猜想，如线圈与磁铁的距离、线圈的圈数、磁铁的位置、圈的大小、电池的电量、导线的粗细、线圈的形状等。上完课后，教师让各小组选择一个感兴趣的问题进行实验设计，学生积极性高，各显其能，效果很好。

总之，能力的形成要经过长期反复的实践，实验设计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。对于实验设计能力的培养，概括地讲，应本着明确意义、掌握标准、重在实践、循序渐进的方针，只有这样学生的设计能力才会有较大的提高。