小学科学实验设计与实施

一、探究性实验的实施
小学科学实验实施 一、探究性实验的设计
二、验Байду номын сангаас性实验的实施
验证性实验与探究性实验教育功能不同。探究性实验主要用于培养学生 的探究意识，发展初步的科学探究技能；而验证性实验主要帮助学生结构科 学概念，提高基本实验操作技能和实验意识。从实施角度讲，验证性实验更 关注学生科学概念的建构和基本实验技能的训练。 验证性实验的实施包括验证性实验教学准备、实验教学组织和实验教 学过程指导三个阶段的工作。 1、验证性实验教学准备 就是在正式组织学生开展验证性实验前的一切准备工作，包括预实验、 实验条件准备和撰写实验教学指导。 2、验证性实验教学组织 实验前：提醒每位学生认真预习实验。 实验中：要求学生积极动手，专心操作；认真观察，细致记录； 认真分析，归纳总结；积极合作，爱护仪器。
三、模拟实验的设计 1、模拟实验目标的设计 2、模拟实验策略的设计 （1）模拟实验内容的设计 （2）模拟实验原型呈现方式的设计 （3）模拟实验模型的设计
（4）模拟实验过程的设计 模拟实验过程包括原型呈现、模型建立、观察分析和类比推让广四个阶 段。在原型呈现阶段，要尽可能用更合理的途径，让学生获得关于研究对象 更全面的信息；在模型建立阶段，要选用简单、易得的材料，尽量逼真的模 拟原型，并让每位学生都清楚模型中每件材料对应的原型的要素；在观察分 析阶段，要帮助学生设计合理地观察、记录模拟过程的表格，如实描述实验 现象和数据信息；最后要把实验结论合理地进行推广。整个模拟实验过程要 为模拟实验目标的实现服务。
一、探究性实验的设计 二、验证性实验的设计 三、模拟实验的设计
四、制作类实验的设计 所谓制作类实验，就是按照科学原理，教师指导学生制作一件 “原来并不存在”的物品的实验活动。在小学阶段的制作类实验，主 要内容和体现方式是科技小制作。例如，我们现行教材中的科技小制 作就有：自制风向仪、自制雨量器、制作生态瓶、制作小水轮、建桥 梁、做一个摆，等等。 科技小制作活动的设计主要包括活动目标的设计和活动策略的设计 两个方面的内容。 1、科技小制作活动目标的设计 通过科技小制作活动，提高学生学习科学的兴趣，以及动手操作和 设计方案的能力；让学生体验做中学的乐趣，巩固和理解科学概念、规 律；并能根据材料制作物品，以及调整制作方案；等等。 2、科技小制作活动策略的设计 科技小制作活动策略的设计，主要包括科技小制作的内容、活动组 织形式、活动程序的设计三个方面。 （1）科技小制作内容的设计 主要以教材中的内容为主。
西南大学教育学部教授、博士生导师徐学福，主要从事课程与教学论、 学科教学研究。他按照教师和学生在科学探究活动中的角色，把探究水平分 成了水平1、水平2、水平3、水平4和水平5五个水平，见下表。
徐学福探究活动水平层次分类
探究水平
水平1 水平2 水平3 水平4 水平5
提出问题 教师 教师 教师 教师 学生
小学科学实验设计
一、探究性实验的设计 1、探究性实验目标的设计 2、探究性实验内容的设计
3、探究实验教学活动过程的设计 一般的探究过程包括以下六个要素。 （1）提出问题的设计。 我们要设计与小学生已有经验有关的实验情境，让学生通过观察、 阅读、调查等活动发现问题，并尝试提出可以通过探究来解决的问题。 （2）收集信息的设计。 在探究性实验中，收集信息有两个阶段：第一个是在提出猜想和假设 的阶段，针对问题和现象，从已有的资料中寻找相关的内容，借此提出猜 想和假设；第二个是在实验设计阶段，针对已提出的猜想和假设，在实验 过程中通过观察、测量数据，获取资料，进而说明猜想和假设的正确性。 （3）实验方案的设计。 实验方案实际上是检验猜想和假设的实验设计。它包括以下五个方面： 实验目标、实验原理、实验条件、实验方法与步骤、实验测量与记录。 （4）观察与实验的设计。 在引导学生做好实验设计方案后，要根据猜想和假设的数目，以及待探 究的实验方案，将全班同学分成若干个实验小组，引导学生严格按照实验方 案开展实验活动。
三、模拟实验的设计
小学科学实验设计
一、探究性实验的设计 二、验证性实验的设计
三、模拟实验的设计 1、模拟实验目标的设计 小学阶段所涉及的模拟实验，重在让学生理解和认识模拟实验，掌握 基本的模拟实验思想和方法，同时在模拟实验的过程中，感悟模拟原型的 变化规律和特征。 在模拟实验目标中，除了突出模拟实验作为一种科学方法加以明确外， 还要注意模拟实验中的类比思想。 2、模拟实验策略的设计 模拟实验策略的设计包括四个方面。
一、探究性实验的设计 二、验证性实验的设计 三、模拟实验的设计 四、制作类实验的设计 1、科技小制作活动目标的设计 2、科技小制作活动策略的设计 （1）科技小制作内容的设计
（2）科技小制作活动组织形式的设计
学生开展科技小制作的活动组织形式主要有：单独制作、小组合作制 作和家长合作制作三种。其中，单独制作，是科技小制作主要的组织形式。
2、探究性实验内容的设计 （1）教材。 一、探究性实验的设计 （2）社会事件。 （3）小学生自身的发现。
选择探究性实验内容要遵循两个原则：一是值得学生进行探究；二是学 生能够探究。值得探究，指的是所选择的实验内容有利于学生对探究基本技 能的掌握、对科学探究的理解、对科学的认识等。能够探究，指的是所选择 的实验内容要与学生的心智发展水平相一致。
小学科学实验设计与实施
科尔沁右翼前旗公主陵牧场小学
李建国
小学科学实验设计 一、探究性实验的设计 二、验证性实验的设计 三、模拟实验的设计 四、制作类实验的设计
要设计某种实验，重点是设计好实验的各个要素。
小学科学实验设计
一、探究性实验的设计 探究性实验设计主要包括探究性实验目标、内容、过程、条件四个方面。 1、探究性实验目标的设计 实验目标的设计是实验设计的关键。只有明确了实验目标，实验设 计才有了方向。要设计一个探究性实验目标，我们必须认真做好三个方 面的准备：首先，充分理解小学科学课程标准中关于科学探究部分的具 体目标和要求；其次，对所教学生的心智发展阶段，尤其是所处的探究 水平加以分析；最后，要对教科书或小学科学课程标准中活动建议部分 进行思考和研究。在小学科学课程标准中，小学生开展科学探究所要达 到的基本目标有8条：
（3）科技小制作活动程序的设计 科技小制作是技术设计的一种，它必然遵循技术设计的一般程序。任 何技术设计都包括构思、设计和制作三个阶段。
小学科学实验实施 一、探究性实验的设计 一、探究性实验的实施 探究性实验的实施，包括探究性实验教学准备、实验教学组织和实 验教学过程指导三个阶段。
1、探究性实验教学准备 三个方面的准备：预探究、实验条件准备、撰写探究性实验指导方案。 2、探究性实验教学组织 小学探究性实验教学的组织是科学教学中比较困难的部分，因此， 在课前要做好充分的准备。首先，课前要做好分组；其次，课中要做好 组织讨论；最后，要做好总结评价。 3、探究性实验教学过程指导 （1）呈现问题情境，驱动学生提出问题 （2）指导学生完成从猜想到假设的转化 （3）指导学生确定研究变量，设计实验方案 （4）指导学生进行实验，观察现象、记录数据 （5）指导学生对结果进行分析，总结和表达结论
（1）知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。 （2）能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。 （3）能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。 （4）能根据假想答案，制订简单的科学探究活动计划。
（5）能通过观察、实验、制作等活动进行探究。 （6）会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料。 （7）能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释 或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。 （8）能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结 论提出质疑也是科学探究的一部分。
小学科学实验设计
一、探究性实验的设计 1、探究性实验目标的设计 2、探究性实验内容的设计 3、探究实验教学活动过程的设计（六要素）
4、探究性实验条件的设计 我们确定了某次探究性实验目标以后，就要尽可能全面的思考学生在 进行探究的过程中可能用到的物品，为学生进行验证猜想提供帮助。也可 以根据需要，引导学生准备相关的简单实验材料进行实验，借此培养小学 生准备实验条件的能力。 二、验证性实验的设计 1、验证性实验目标的设计 在小学科学课程标准中，对验证性实验没有明确地提出要求。我们在 确定实验目标时，要按照验证性实验的教育功能，促进学生在科学知识， 科学探究和情感、态度、价值观方面的发展。这些目标都应以学生现有的 心智发展水平为基础。 2、验证性实验原理的设计 对实验原理进行设计，就是根据学生现有的认知发展水平，结合 学校具有的实验资源而确定的实验理论。例如，验证空气有质量，可 以用一个天平测量一个篮球充气前后的质量。
建立假设 教师 教师 教师 学生 学生
设计验证 教师 教师 学生 学生 学生
表达交流 学生 学生 学生 学生 学生
推广应用 教师 学生 学生 学生 学生
教师在开展教学时应该从水平1做起，等学生有了一定基础后再依次尝试 更高水平的探究教学，直到学生学会独立地进行探究学习。
2、探究性实验内容的设计 一、探究性实验的设计 小学探究性实验内容的来源主要有三个： （1）教材。 教材是探究性实验内容的主要来源。但是教材编写的依据有两个： 一个是“课程标准”，另一个是“大多数适龄儿童的发展特点”。因此， 教材不能够针对每一个地区、每一个学校和每一个班级的学生。为了有 效的进行教学，我们必须根据实验目标、结合学生的实际水平，对其中 的内容进行加工、取舍、补充和简化，以利于目标的实现。 （2）社会事件。 社会生活中的现象和问题也可以作为探究性实验的内容。选择的材 料要具有科学性、思想性和启发性，并有一定的深度和广度，适合小学 生进行探究。 （3）学生自身的发现。 针对具体的教学情境，学生在相互交流和讨论中引发有价值的 疑难问题。
小学科学实验设计
一、探究性实验的设计 1、探究性实验目标的设计 2、探究性实验内容的设计 3、探究实验教学活动过程的设计（六要素） （1）提出问题的设计。 （2）收集信息的设计。 （3）实验方案的设计。 （4）观察与实验的设计。
（5）数据分析与处理的设计。 引导学生选用合适的方法进行数据分析和处理。现阶段常用的数 据分析方法有表格法、图像法。 （6）表达与交流的设计。 在这个环节要引导学生利用实验数据分析结果和观察结果对实验结 论进行分析，进而说明实验是否能支持猜想和假设。通过各实验小组的 汇报，全班学生交流心得和收获。
（1）模拟实验内容的设计 在开展模拟实验时，我们可以直接以小学科学教材中的模拟实验为 载体，结合学生认知发展规律对模拟实验进行设计。 （2）模拟实验原型呈现方式的设计
三、模拟实验的设计 1、模拟实验目标的设计 2、模拟实验策略的设计 （1）模拟实验内容的设计
（2）模拟实验原型呈现方式的设计 模拟实验原型就是模拟实验所要研究的对象。只有对原型比较清楚， 才能建构模型。因此，模拟实验原型呈现方式的设计就是根据原型的特征， 结合学生的认知特点，选择最佳的媒介手段向他们介绍原型。这些媒介手 段可以是图片和视频，还可以是文字材料。 例如，在模拟火山喷发实验前，要通过让学生观看有关火山喷发的科 教视频、图片，或阅读有关文字材料等方式，让他们对火山喷发现象有正 确的感知。
小学科学实验设计
一、探究性实验的设计 二、验证性实验的设计 1、验证性实验目标的设计 2、验证性实验原理的设计
3、验证性实验条件的设计 在确定完实验目标和实验原理后，就要准备实验所需要的材料 和工具。如果是分组实验，还要考虑到全班小组数来准备实验材料。 4、验证性实验过程的设计 验证性实验过程的设计就是对整个实验过程的预设。要充分考虑到 具体实验内容的特征、学生的认知特点和实验资源的准备。
（3）模拟实验模型的设计 模型是对原型的科学抽象。模型的设计就是利用模拟法，对原型的合理 简化的思维过程。在设计模型时，要遵循三个原则。一是相似性原则。使模 型与原型之间有某些相似之处，如结构相似、过程相似、功能相似、数量关 系相似，等等。在小学阶段所涉及的模拟实验，大多利用相似性建立模型。 二是简化原则。建立和运用模型时，既要照顾到真实性，又要尽可能加以简 化。三是客观性原则。要提高模型与原型的相似度。要分清楚“用什么模拟 什么”、“怎样模拟”，这是做好模拟实验的关键。