谈谈培养学生实验设计能力的意义
田锋
科学知识来源于科学实验探索的结果。小学科学是以实验为基础的学科，精心设计实验，着力培养学生对科学的兴趣、认知方式、合作意识、交流习惯、实践能力、创新精神等方面的综合素质。那么我们的科学教师如何把握好实验课的40分钟，那么，怎样才能提高科学探究的有效性？培养学生的实验设计能力就尤为重要，针对其重要性，下面谈谈个人的一点看法。
一、学生自主创设情境，激发探究兴趣
俗话说，“兴趣是最好的老师”，”对于学生进行科学探究来说，兴趣是学习的动力，给学生创设各种让他们感兴趣的教学情境，是激发其探究兴趣的有效途径。乌申斯基也曾说过：“没有丝毫兴趣的强制性学习，将会扼杀学生探求真理的欲望。”从而 说明兴趣的重要性。。因此老师要想提高课堂效率，。只有在科学课的开头，通过创设情境，激发了学生的学习兴趣，才能有效的开展实验探究。那么如何去创设情境，激发兴趣呢？笔者认为：结合教学内容，合理选择创设情境的方法（如故事、魔术、游戏、实物、悬念等），就能有效的激发学生的探究兴趣。
在《给冷水加热》一课中，有位教师是通过魔术创设学习情境的。师：今天老师要给你们表演一个魔术，你们要看好啊。(教师拿出一个透明红色小袋子，两个大烧杯，一杯装冷水，一杯装热水，然后将小袋子装满冷水并密封好，放入装有热水的大烧杯中，沉到了底部。) 学生们的双目死死地盯着。过了2—3分钟，学生们都惊讶了，小袋子从底部慢慢的浮到了水面。这样他们的探究兴趣完全被调动起来了，都开始讨论想知道究竟是怎么回事。这时师：要想知道原因，那就让我们一起去探究吧。带着这样的探究兴趣，和教师一起开展了有效的实验探究。
在《自己会走路的杯子》一课中，有位老师通过设置悬念来创设学习情境的。师：杯子没有腿，它会走路吗？（教师拿出一个杯子、蜡烛、水、两本书、玻璃、火柴。先拿出一块玻璃，放在水里浸一下，玻璃一头放在桌子上，另一头用几本书垫起来（高度约5厘米）拿一个玻璃杯，杯口沾些水，倒扣在玻璃板上。 用点燃的蜡烛去烧杯子的底部，玻璃杯会自己缓缓地向下走去）。学生会对这一现
象产生好奇心，想知道为什么。那老师就可以带着学生带着这个问题一起去研究，开展有趣的实验。创设学习情境方法有很多种，只要能激发学生探究兴趣，吸引学生注意力的，即可行之。总之，在课堂教学中，有许多合理，有效的创设情境方法，需要我们在教学中针对不同的教材，灵活选择、运用，并潜心研究更加有效的方法，使导课真正成为一节课成功的一半。
二、规范实验操作，确保实验的有序、精确和安全
科学课程标准指出：必须创造多种机会让学生进行科学探究，在亲身参与科学活动的过程中，发现问题，感受科学过程，获取事实证据，检验自己的想法，逐步形成科学态度和情感。我们是提倡民主、开放、创造性的科学探究，但我们更希望学生能像科学家那样进行规范化的实验操作。因为规范化的实验操作有助于学生对科学知识的理解和掌握，有助于培养学生严谨的科学态度。
在我们的科学教学中，有许多的实验要求学生去规范地操作，如温度计、量筒、量杯的使用和读数，操作的规范程度会直接影响到探究实验的准确性。再如酒精灯的使用，我们必须让学生明白具体的使用规则，怎样点火，怎样加热，怎样熄灭酒精灯等等，它会影响的整个实验的安全性。通过规范的实验操作和准确的观察方法，使学生获得最典型，最真实的直观感性认识。
学生的实验，安全很重要，规范操作就是保证。小学科学实验虽然比较简单，但有些实验若不规范化操作也会发生危险。如酒精灯，使用不当会引起火灾或酒精灯内酒精的燃烧引发爆炸的危险。在研究金属的热胀冷缩时，要用到酒精灯给铜球加热，加热后的铜球是非常烫的，教师必须及时提醒学生规范操作注意安全，禁止用手触摸以免烫伤皮肤。
三、科学地准备实验探究材料，提高实验实效
一堂成功的实验课，少不了实验探究材料的充分准备。如果实验材料准备不足，就会影响实验的开展以及实验的结果。备好备足实验探究材料是上好实验课的重要保证。特别是有结构的材料可以大大提高探究的实效性。比如在进行《蜡烛的变化》教学时，教师的准备材料有：分组实验用的铁三角架、酒精灯、火柴、干燥的烧杯、铁片、试管夹、澄清的石灰水、搅拌棒、白醋、碱块、白糖。学生的准备材料有：废旧易拉罐、生鸡蛋、塑料管、蜡烛。虽然要准备的东西很多，但都是实验教学中必不可少的，在教学时，教师可以让学生根据这些材料来探究
实验方法，丰富的且具有代表性的材料为学生的分析探讨打下了良好的基础，使学生较为容易的找到实验的方式方法，大大提高了实验效率。虽然为准备这些实验探究材料要耗费一些时间和精力，但为了课堂的高效那是十分值得的。
在实验教学中，有时教材中的实验不够科学和完善，实验效果不够好，这时就需要根据实际改变实验方案，重新选择实验材料。作为科学教师，我们平时要处处留心，善于观察，生活中的许多材料都是可以被利用的。就说气球吧，这是生活中常见的孩子玩具，如果我们教师根据教材内容进行巧妙的组合，可以达到事半功倍的效果。比如可以用它来做火山喷发实验，在气球里面充满红水，从气球下部一捏，气球上面就鼓了起来。用一个大头针扎一个小眼儿，用力捏气球，只见一条水柱从气球小孔喷了出来。这个水柱是红水压力增加的情况下产生的，因此可以解释火山喷发的原理。此实验所用材料非常简单，极易操作，且直观形象，趣味性强。可以节约实验成本，实验效果也不错。
四 让学生亲历探究过程，在探究过程中体验科学探究的乐趣、
1、学生是探究的主人。法国“做中学”的教学思想告诉我们：听到的，你会忘记；看到的，你会记住；做过的，你会理解。科学课程中的许多现象、规律、问题需要教师学生动手实验、操作、设想、验证、解释。只有学生亲历探究过程才能真正理解科学现象、规律，也只有在科学探究过程中才能培养学生对科学的兴趣，掌握研究的方法，培养探究精神、实践能力，挖掘创新潜能。三年级上册“雨下得有多大”，单纯的说教，学生是很难认识常见的几种云，也不知道雨量器的作用和使用方法。只有教师直接展示出各种各样的云，并联系本地的天气变化，让学生认识云的变化和天气变化的关系。学生才能在脑海里留下深刻的印象，雨量器在农村学生的脑海里是一片空白，只有教师引导学生动手制作，并把不同的雨量器进行比较，这样学生才能了解。学生能根据自己的爱好，制作出与众不同的雨量器，对于学生来讲，学习的过程就是创造的过程、实践的过程。学生在制作的过程中动手能力、动脑能力、合作精神和创造潜能也得以发挥。
2、开发本地资源，丰富探究内容。增强学生的探究能力，培养学生的探究精神，提高学生的探究水平是小学科学教师长期的任务，只有在长期的科学项目研究和科学发现中才能发展学生。科学教师应该联系本地实际，适时地组织学生开展各种研究活动。农村小学有着丰富的探究资源，教师可以根据学生的兴趣爱
好、认知水平，根据科学课程的教学目标，开发出一些研究项目，组织学有余力的学生进行研究。例如：我们这里有很多农民家养蚕，我组织学生开展“关于对蚕的研究”，探究蚕的生长、发育、吐丝、作茧、成虫、变蛾的过程，还研究我国古代的丝绸文明。随着学生认知水平的提高，我们可以组织学生由引导性探究过渡到指导性探究，最终让学生能够自主探究。
1、在实验中，要给学生思维的空间，让他们有时间去思考，充分发挥他们在实验过程中的自主性、主观能动性，改变他们机械化、程式化的被动学习倾向。
给学生足够的讨论、思考的时间，以及给他们足够的实验操作的时间，让学生“真刀真枪”地搞科学小研究，“茶馆式”的讨论等，切不可形式主义走过场。也许学生在实验中提出问题，甚至一些大胆的问题，这说明是其进行深入思考的结果，在别人看来没有问题或不成问题之处，提出一些合理或不合理的、有创意的问题，这正是他们的创新能力的体现。
2、要创新地设计实验
教师是学生学习的榜样，学生要能创新，教师首先要是一个能创新的实验设计者。我们课本中给我们建议的实验方案是可以进行改进的，在改进的过程中、学生也可以参与其中。如在《声音的产生》一课中，有一个演示实验是将正在发声的音叉放入水中，水花四溅。有一学生在课前无意之间把乒乓球靠近音叉，在接触的一刹那，音叉的振动让乒乓球飞出去很远。于是我将这个实验做了改进：我用托着乒乓球的手慢慢的靠近正在发声的音叉，接触的一刹那，音叉的振动能让乒乓球飞出去很远。在我们对课本上的实验进行了改进之后，再让学生说出他们的想法，让学生了解，实验的方法可以不断的进行完善和改进，可以根据实际情况进行修改。每一次修改实验，对学生都会是一种触动，也能给他们带来启迪。
除此之外，教师还要引领学生对实验方案进行大胆的“创新”。一切创造都源于实践。学生是科学课堂的主人，是科学探究活动的真正主体。因此，在科学实践教学中我们要尽可能多的，鼓励他们自己设计实验方案。学生自己设计实验方案的过程，就是他们思考的过程，也是多种思维综合的过程。只有让学生从头到尾经历“实验的准备——实验的设计——实验的操作——实验方案的改进——实验的操作”这一全过程，他们的创造性潜能才能得到最大程度的开发，创造精神才会得到更深更广的培养。
总之，提高小学科学实验教学的有效性，要做的事还很多很多，涉及的面也非常宽广，在科学实验教学过程中，只有让学生真正动起来，才能达到我们教学的目的。