提高小学生设计能力的策略研究摘要小学科学课程是以培养学生.DOCVIP

提高小学生实验设计能力的策略研究 摘要：小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的基础课程，其中实验是科学研究的基础，也是小学生进行探究性学习的基础，更是小学生构建科学认识的重要方法和手段。但是由于学生认知能力的差异，在实验设计的过程中往往会面临诸多困难，需要教师给予指导，选择合适的方法帮助学生跨过难关。 关键词：小学科学 实验设计 策略研究 一、提高学生实验方案设计能力的意义 小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的基础课程，小学生科学的学习，不仅仅是简单知识的累积，更应该像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。[1] 在《小学自然课程标准》中提出，自然课的教学应当以科学探究为核心，改进学生的学习方式，使亲身经历探究活动成为小学生学习科学的主要途径。并且提出科学探究主要分为六步：提出问题、作出假设、制定计划、使用工具和搜集证据、处理数据和解释问题、表达和交流。[2]其中制定计划是开展探究活动的前提，让学生可以进行思考、推理、归纳、总结。在课堂教学中，不能仅仅是照着要求去完成实验，否则也只是提高了动手能力，没有体现思维上的进步。在提出问题、作出假设之后，能够根据自己的思考提出合适的实验方案在教学中是非常重要的一块内容，但往往也成为教学上的难点，需要利用多种教学方法来进行克服。 二、小学生实验设计能力的现状及原因分析 实验设计要求学生进行密集的思维活动，需要学生对知识进行综合利用，对于学生的学习提出了较高的要求。在课堂中，实验设计成为了学生学习的一个难点。通过检查学生的实验报告可以发现，学生的实验设计往往完成率并不高，有些同学直接交了白卷，有些同学的设计并没有考虑到实验公平、比较、重复实验等设计要素，方案略显简单。对出现的结果进行分析，发现主要是由于以下原因: 实验设计要求的能力不足 国外学者对探究过程中学生面临的困难做了比较深入的研究，对学生在探究活动的各个环节上存在的困难进行了分类整理。其中 Glaser et al[3]（1992）在他的研究中发现，在设计实验这一环节上，学习者存在如下困难：学习者在一个实验中改变太多变量，结果无法确定哪个因素在起作用。“中学生也许感到困难的是在试验中确定和控制一个以上的变量。学生在理解多个变量对一个实验的影响方面也可能力不从心，如理解不产生影响的变量、影响较小的变量和对结果由负面影响的变量。” [4] 如设计实验方案比较电磁铁磁性强弱的影响因素，根据电磁铁的结构可以推断出可能的影响因素有电流大小、线圈匝数、铁芯大小有关。在设计实验方案时，一开始同学们不能理清三个影响因素之间的关系，在设计实验的时候往往会漏掉比较某个实验因素，进行独立的实验设计，这样进行实验往往不能保证实验的公平。 （2）缺乏理性的归纳概括 由于儿童的年龄特点，小学阶段孩子们喜欢用一些直观形象的例子来表达和证明某个观点。如比较电磁铁的磁性强弱的方案设计，在练习册上已经给出了一种用磁极吸回形针的方法，请同学再想出其他方案。在没有任何提示的情况下面同学们提出的方案有：1）用两块磁铁吸尽可能多的东西，肯谁先掉下来。2）将磁铁放在同一位置去吸铁，距离越远也能那个吸的那块磁铁磁性强。3）将两块磁铁都吸在黑板上，看哪个拿下来的时候更费劲说明磁性强。 从以上案例中可以看出，学生有一定的生活经验，对某些现象有一定的认识，但仍缺乏一定的理性归纳。学生在进行实验设计时，往往会利用他们的经验和感觉来进行比较，缺乏定量思考的意识，需要教师引导他们用一些比较直观的简单数量关系来进行客观比较。 （3）缺乏对知识的综合利用能力 实验方案的设计不是在日常教学中的常规知识，往往需要综合利用多种知识，这对学生的学习造成了一定的挑战。如设计实验方案制作简易指南针，练习册上给了操作的第一步磁化小磁针，接下来怎么样运用小磁针来制作简易指南正呢？学生往往被这个问题难到了，不能找到小磁针和指南针之间的联系，没有想到将前面几课时学习的知识进行综合利用。知识之间是具有前后连贯性的，但是如果没有进行系统的联系，对于小学生而言较难进行知识的综合利用。 三、提高学生实验设计能力的方法概述 在课程标准中提出，在第一阶段对于学生科学探究的要求是在他人的帮助下提出探究活动的大致设想，第二阶段的要求是根据问题和实际条件制定简单的科学探究活动计划。由此可见，针对学生的不同年龄特点，可以对实验方案设计提出不同的能力要求。但是，实验设计对学生而言仍然存在着一定的难度，针对实验设计在日常教学中遇到的困境，可以利用“穆勒五法”来帮助学生理解。穆勒五法是指 “求同法” “求异法” “求同求异共用法”“共变法”和 “剩余法”。由于小学生的科学认识特点和小学科学学科的特点，寻求因果关系的方法