小學(xué)科學(xué)論文：讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)迸發(fā)創(chuàng)新的火花

1、小學(xué)科學(xué)論文讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)迸發(fā)創(chuàng)新的火花【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)則為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力提供了良好的土壤。在教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是主題，創(chuàng)新是方向。本文主要從以下三個(gè)方面談?wù)勅绾卧谂囵B(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力中發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維：1、方法引路，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力；2、訓(xùn)練到位，提高學(xué)生創(chuàng)新思維水平；3、拓展延伸，保持學(xué)生持久的創(chuàng)新熱情?！娟P(guān)鍵詞】 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 創(chuàng)新思維科學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更能啟迪思維，培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。教師要利用實(shí)驗(yàn)這一得天獨(dú)厚的條件，引導(dǎo)學(xué)生去觀察、感知、探究，發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)

2、驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)分析三大部分，如果說實(shí)驗(yàn)操作重在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和觀察能力，那么實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)重在讓學(xué)生掌握如何科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的方法和培養(yǎng)學(xué)生縝密的思維能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，它要求設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、要求，運(yùn)用有關(guān)的知識(shí)和技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器（材料）、裝置和步驟等進(jìn)行設(shè)想和規(guī)劃，思維要求有序、縝密，是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的薄弱點(diǎn)。然而現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往忽視實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)，多數(shù)情況是學(xué)生按照教師或課本上預(yù)先設(shè)計(jì)好的過程機(jī)械地操作儀器，盲目地記錄數(shù)據(jù)，然后拼湊實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生在不明就里的情況下聽懂或看懂別人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，只需照葫蘆畫瓢就能完成。那種重實(shí)驗(yàn)操作，輕實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的做法，科學(xué)探究成

3、份和科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的含量是大打折扣的。下面，筆者根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就如何提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維，談一些粗淺的看法。一、方法引路，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)符合科學(xué)探究思維的一般過程，即明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃伎紝?shí)驗(yàn)需要材料確定實(shí)驗(yàn)基本方法設(shè)計(jì)基本實(shí)驗(yàn)過程考慮具體細(xì)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我有目的的引導(dǎo)學(xué)生按以上步驟學(xué)會(huì)有序思維，引導(dǎo)學(xué)生明確，一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案通常包含以下內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容、我們的猜想、實(shí)驗(yàn)所需材料、實(shí)驗(yàn)方法、步驟，實(shí)驗(yàn)中要注意的問題。如果是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，還需要考慮實(shí)驗(yàn)要改變的條件、保持不變的條件等。課堂上還要教給學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法，給學(xué)生提供思考的方向。小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的實(shí)驗(yàn)方

4、法主要有對(duì)比法、觀察法、測量法、分類法、控制變量法等。指導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，一定要循序漸進(jìn)有計(jì)劃地開展，先易后難，從扶到放，逐步提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。小學(xué)生思維發(fā)展的特點(diǎn)是從以具體形象為主要形式，逐步過渡到以抽象邏輯為主要形式。在課堂教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生在各個(gè)年段的思維發(fā)展水平，采用不同的方法加以引導(dǎo)。在學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的起始階段，為了不遏制學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，我們可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的難易程度，運(yùn)用各種辦法指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。（1）獨(dú)立設(shè)計(jì)補(bǔ)充式。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)較簡單，我們可以讓學(xué)生自由討論設(shè)計(jì)操作過程，然后指名學(xué)生說出，其余學(xué)生討論補(bǔ)充。（2）學(xué)生操作補(bǔ)充式。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們也可以請(qǐng)

5、其中的一位學(xué)生上臺(tái)演示，其余觀看，再討論應(yīng)該改進(jìn)的地方，這樣可以使學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)過程印象深刻，等全體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)不會(huì)犯與之相同的錯(cuò)誤。（3）教師演示提示式。部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)，其中的某一步較重要，是影響實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，那么就要求教師預(yù)先提醒學(xué)生注意，甚至要示范講解來演示重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，給學(xué)生搭起通向成功彼岸的橋梁。當(dāng)學(xué)生具備了一定的科學(xué)素養(yǎng)后，對(duì)所要研究的對(duì)象與實(shí)驗(yàn)方法有所了解，教師要適時(shí)提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的難度。在教師指導(dǎo)點(diǎn)撥下，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和熱情，讓學(xué)生積極參與，制定出比較科學(xué)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。例如擺的研究一課，在實(shí)驗(yàn)前教師訓(xùn)練學(xué)生掌握用秒表計(jì)時(shí)和正確數(shù)擺動(dòng)次數(shù)的方法，解決學(xué)生

6、計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)中可能會(huì)出現(xiàn)的問題。教師引導(dǎo)學(xué)生提出兩個(gè)研究的問題：“擺動(dòng)的快慢與繩長有關(guān)系嗎”和“擺動(dòng)的快慢與擺錘的重量有關(guān)系嗎”，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意哪些實(shí)驗(yàn)條件改變，哪些實(shí)驗(yàn)條件不能改變。在學(xué)生具備良好的科學(xué)素養(yǎng)，熟練掌握制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃能力后，可以放手讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師要充分相信學(xué)生，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，發(fā)揮和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，探索解決問題的方法，從而達(dá)到像科學(xué)家那樣“真刀真槍”地搞科學(xué)。二、訓(xùn)練到位，提高學(xué)生創(chuàng)新思維水平。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新思維技能從心理學(xué)的角度可分為動(dòng)作技能和心智技能。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，教師要盡心

7、盡力地加強(qiáng)學(xué)生心智技能的培養(yǎng)。對(duì)學(xué)生心智技能的培養(yǎng)，即創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，教師要運(yùn)用多種教學(xué)手段，進(jìn)行扎實(shí)訓(xùn)練。引導(dǎo)合理假設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯性和推理的嚴(yán)密性。人類認(rèn)識(shí)自然，深入研究自然，必然不能違背自然的本來規(guī)律?？茖W(xué)是一項(xiàng)尊重事實(shí)的活動(dòng)，讓學(xué)生們知道獲得客觀事實(shí)是科學(xué)的核心。而獲得客觀事實(shí)、正確結(jié)論的前提是獲取過程要科學(xué)，推導(dǎo)要合乎邏輯。具體表現(xiàn)在對(duì)問題假設(shè)應(yīng)指向邏輯性。探究從問題和猜想開始，猜想并不是胡思亂想，也不是異想天開，而是建立在平時(shí)知識(shí)的積累和生活經(jīng)驗(yàn)之上的。發(fā)展心理學(xué)表明：兒童的探究常常被事物最突出的特點(diǎn)所吸引，由于知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，兒童自發(fā)的探究中存在許多錯(cuò)誤的推理過程和概念。學(xué)生對(duì)

8、問題做出的假設(shè)不管是對(duì)是錯(cuò)都有其內(nèi)在的因果關(guān)系。教師在探究活動(dòng)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生說出自己猜想的依據(jù)、為什么這樣想。養(yǎng)成想之有理，思之有據(jù)的習(xí)慣，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)問題本身的深層次思考。例如我在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“影響擺的快慢的因素有哪些？”進(jìn)行假設(shè)時(shí)，學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)開始假設(shè)的結(jié)果：生A：擺線越長，擺動(dòng)的速度越慢；生B：角度越大，擺動(dòng)的速度越快；生C：鉤碼（擺錘）越重，擺動(dòng)的速度越快。師：那你能說說你的理由嗎？為什么做這樣的假設(shè)？生A：如果擺線越長，擺的路線越長，來回?cái)[的時(shí)間多一些，所以我認(rèn)為擺線越長，擺動(dòng)的速度越慢；生B：日常生活中，角度越大，坡度就越陡，沖下來就會(huì)快一些，那么擺的角度越大，擺動(dòng)的

9、速度就越快；生C：日常生活中，越是重的東西下落的越快;變更實(shí)驗(yàn)條件，演繹新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性和深刻性。自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)與自然條件下的觀察不同，實(shí)驗(yàn)是在人為條件下，控制一定的因素，以排除外界的干擾獲得正確的結(jié)論，這就要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中要很好的控制變量。教師可以改變實(shí)驗(yàn)的控制條件來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。如在通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)了物體的熱脹冷縮的性質(zhì)后，我向?qū)W生提出：我們知道了液體、固體、氣體都有熱脹冷縮的本領(lǐng)，那么當(dāng)水結(jié)冰后，體積又會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，來研究水結(jié)冰后體積的變化情況。在活動(dòng)中，學(xué)生首先作出假設(shè)，然后通過小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并于課后完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。由于之前

10、對(duì)熱脹冷縮性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，幾乎所有的學(xué)生都認(rèn)為，水結(jié)冰后，體積一定會(huì)變小。但是課后的實(shí)驗(yàn)，卻給了他們截然相反的結(jié)果。第二節(jié)課的時(shí)候，學(xué)生們都迫不及待向老師匯報(bào)這一現(xiàn)象，并展開熱烈的討論，認(rèn)識(shí)水的熱脹冷縮和冷脹熱縮現(xiàn)象。自籌實(shí)驗(yàn)器材，改變?cè)瓕?shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中，常常會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)器材一時(shí)難以找齊，或者只有一些其它的器材的情況。順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，解決原有實(shí)驗(yàn)所需解決的問題。通過變換實(shí)驗(yàn)器材改變實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。如學(xué)生課后探究活動(dòng)中 遇到了“噴泉實(shí)驗(yàn)”，興趣很大，紛紛要求親手做一做。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，按設(shè)計(jì)要求連接裝置，但在裝配中卻一時(shí)找不到雙孔橡皮塞，以致于膠頭滴管

11、無法用上，噴泉無法觸發(fā)。我因勢(shì)利導(dǎo)，要求學(xué)生在沒有膠頭滴管的情況下怎樣引發(fā)噴泉，并實(shí)際做一做。同學(xué)們都十分踴躍，想出了許多的方法，如有的將燒杯換成了軟塑料瓶，通過擠壓塑料瓶來引發(fā)噴泉。而有的則由氣體的氣密性檢查想到，只需用雙手捂住燒瓶一會(huì)兒，松開后即可引發(fā)噴泉，方法簡單，操作方便，大大的開拓了學(xué)生的思維能力，解決問題的能力，大大增強(qiáng)了他們動(dòng)手操作的興趣。多角度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力?？茖W(xué)教學(xué)的實(shí)踐證明，只有讓學(xué)生為完成某種實(shí)際任務(wù)而努力探索時(shí)，才能有效地培養(yǎng)他們的認(rèn)識(shí)興趣，激發(fā)學(xué)生發(fā)散的創(chuàng)新思維。根據(jù)教育的開放性原則，教師應(yīng)開辟寬松的民主教育環(huán)境，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，努力激發(fā)學(xué)生

12、的發(fā)散思維，從不同角度去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，開展科學(xué)探究活動(dòng)。教學(xué)馬鈴薯在液體中的沉與浮一課時(shí)，學(xué)生在探究馬鈴薯在液體中為什么沉或浮時(shí)，老師設(shè)計(jì)了這樣一組材料，不同的杯子，大小不同的馬鈴薯及不同材料的溶質(zhì)（鹽、味精、糖等），讓學(xué)生自己選擇不同的研究材料，研究影響馬鈴薯沉與浮的因素（有的學(xué)生認(rèn)為杯子的大小影響馬鈴薯的沉浮、馬鈴薯的大小影響馬鈴薯的沉浮、不同的溶液影響馬鈴薯的沉?。?，由于學(xué)生自己選擇研究的問題，從而材料的選擇也是自主的，這樣發(fā)揮了學(xué)生的積極性，使學(xué)生更好地參與到探究活動(dòng)中來。學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過思維的選擇加工，從而使探究活動(dòng)設(shè)計(jì)得科學(xué)合理。深入交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和反思能力。鼓

13、勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新積極性和主動(dòng)性，讓學(xué)生把自己的實(shí)驗(yàn)方案匯報(bào)出來，與大家一起交流討論，學(xué)生可能會(huì)提出很多種方案，通過師生之間的互動(dòng)討論、質(zhì)疑、啟發(fā)、引導(dǎo)，優(yōu)化出最佳方案。當(dāng)然，學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)有限，所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法不可能是詳盡無誤，教師不要急于把實(shí)驗(yàn)方案全盤托出，為保證學(xué)生有足夠的探究時(shí)間和體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，可以讓學(xué)生在操作實(shí)踐中加予修整和完善，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中去琢磨、去反思、去驗(yàn)證。對(duì)活動(dòng)的狀況及時(shí)作出判斷，并決定應(yīng)當(dāng)采取的指導(dǎo)策略，把確有價(jià)值的問題及時(shí)地納入探究活動(dòng)之中，使之充實(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。如學(xué)生檢測導(dǎo)體與絕緣體的實(shí)驗(yàn)中，教師在巡視中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)小組對(duì)于銅片的結(jié)論是不一致的，針對(duì)這一

14、現(xiàn)象請(qǐng)全班學(xué)生討論：為什么相同的物體，檢測會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果，可能是什么原因？學(xué)生的分析很全面：可能是檢測裝置壞了，也可能是檢測時(shí)沒有連接好。再提問：從這個(gè)現(xiàn)象中，你們?cè)趯?shí)驗(yàn)中需要注意什么呢？通過這樣一個(gè)活動(dòng)環(huán)節(jié)讓學(xué)生自行完善實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。三、拓展延伸，保持學(xué)生持久的創(chuàng)新熱情。首先，要拓展實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，選擇與學(xué)生生活實(shí)際密不可分的小實(shí)驗(yàn)，或配合課堂教學(xué)的系列實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充有趣味的和新穎的實(shí)驗(yàn)等。其次，要拓展實(shí)驗(yàn)的空間，所謂拓展空間就是將實(shí)驗(yàn)由課堂向課外、教室向家庭、學(xué)校向社會(huì)延伸，其形式有課外興趣小組活動(dòng)，開放實(shí)驗(yàn)室，建立家庭小實(shí)驗(yàn)角等。課外興趣小組活動(dòng)，由于時(shí)間充裕、形式多樣，加上考慮了學(xué)生的興趣愛好等個(gè)性差異，因此更能有針對(duì)性地通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。開放實(shí)驗(yàn)室就是在規(guī)定時(shí)間將實(shí)驗(yàn)室向有志于開展科學(xué)小研究的學(xué)生開放，提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器材，放手讓學(xué)生開展一些自己感興趣的研究活動(dòng)。這樣，不同層次、不同需要的學(xué)生自主發(fā)展，并在寬松自如的氛圍中積極自主地進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，或許學(xué)生創(chuàng)新的火花就在這不知不覺中點(diǎn)燃了。建立家庭小實(shí)驗(yàn)角就是鼓勵(lì)一些有條件的學(xué)生在家中添置少量的儀器或準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)的代用器材，開展一些個(gè)人感興趣的、自己設(shè)計(jì)的小實(shí)驗(yàn)，讓這些學(xué)生像科學(xué)家那樣去實(shí)驗(yàn)、去創(chuàng)新?？傊?，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)僅僅讓學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)的基本過程是不夠的