小学科学实验课设计

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1、小学科学实验课的设计东华小学 王有文众所周知，教学是实现教育目的、提高学生素质的最基本的途径，课堂教学是教学活动的主要方式，有效的课堂教学设计则是课堂教学成功的必要条件。尽管课堂教学设计问题是教学实践中一个老生常谈的问题，但由于社会在不同的历史发展阶段对教育教学有不同的要求，作为教学主阵地的课堂教学，无论是在内容、形式，还是在手段上，也必将随之而改变，自然，我们的课堂教学设计，也应与之相适应。实践证明，没有好的课堂教学设计就不会有好的课堂教学实践，没有教师对课堂教学的认真设计，课堂教学活动就将难以顺利进行。 小学科学是以实验为基础的学科,学生对周围的世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手

2、操作具体形象的事物。因此，学生时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。 随着课程改革的进一步深入，我们越来越认识到：课程改革以培养学生的科学素养为宗旨，积极倡导他们亲身经历探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们的终身学习和生活打好基础。精心设计实验，让学生通过亲自参加实验获得知识是小学科学教学的关键。教学实践证明，实验设计的好坏直接关系到教学的成功与失败。那么，在小学科学实验课改继续深入发展的今天，我们应以怎样的教学设计来保证课堂教学质量，实现新的要求呢？我们还是从教学设计的基本要求谈起。一、小学科学实验课

3、课堂教学设计的基本要求(一) 什么是科学课的课堂教学设计教学设计是20世纪60年代末、70年代初形成于教育技术领域的现代教学技术。它主要以控制论、信息论、系统论以及传播学、教学论、学习理论等为依据，泛指对课程及课程门类、单元及课时教学四种水平层级的设计。但无论哪个层次的教学设计，都应回答三个主要问题，即：（1）确定怎样的教学目标；（2）如何展开教学活动；（3）如何进行教学评价。由此，所谓科学课的课堂教学设计，就是依据现代教学理论，根据科学课课程标准的教学目标要求，按照科学课的教学理念、科学课的特点，针对学生的实际情况，充分利用、开发教学资源，创造教学条件，去选择组织教学内容、科学探究活动的策略

4、和活动方法，选择教学手段，即对科学课的教学活动进行系统规划、预设的过程。科学实验课设计的内容主要包括：1、教学目标。即通过教学活动，期望学生在完成学习任务后应达到的程度。2、教学内容。即以什么作为教学目标的载体。包括内容的选择、教材的处理等。3、如何进行教学。包括策略、教学模式、教学方法、教学手段的选择等。4、探究材料。怎样选择有结构的、符合学生实际的实验探究材料。5、如何进行科学探究活动的过程评价和效果评价。（二）科学课课堂教学设计的一般原则（1）系统性原则按照系统论的观点，课堂教学设计是课程教学设计的子系统。科学课的教学设计必须符合科学课程教学设计的总体要求和阶段教学目标的具体要求。例如：

5、“我眼里的生命世界”中关于认识动植物的相同和不同，在三年级，对于探究对象，主要是认识事物的现象（是什么），而较少去探究事物的性质和结构功能。若我们在教学设计时，让学生花大量时间和精力去探究动植物的种类特点，如哺乳动物的共同特征、草本植物的特征、木本植物的特征等，则偏离了科学课的阶段目标。而事实上也不符合学生的实际，不可能实现教师的设计意图。（2）整体性原则科学课课堂教学设计各因素之间是相互关联、协调统一的整体。各方面的设计必须符合课堂教学的整体要求。各方面的设计要协调统一，相互促进，不能相互脱节，相互矛盾和相互干扰。 “生命之源水”的第3课“家乡的水资源”，一位教师设计了“保护水资源，树立关爱

6、生命的情感”，并设计了如下的探究活动：把小鱼放在“污水”和清水中做比较，观察小鱼的表现。做完实验后把小鱼救出来。分别在污水、肥皂水、洗涤剂水、洗发液水、洗衣粉水观察小鱼的表现。设计中，由于教师既要学生关爱生命，又让学生把活生生的小鱼置于“污水”之中，这使得目标与活动有相矛盾和相互干扰，于是教学中出现了学生拒绝进行实验探究的情况。（3）目的性原则科学课的教学设计要在教学目标的要求下统一起来，要体现“课标”要求，保证目标的实现，而不能偏离教学目标。例如： “观察小动物”分别有画蜗牛、画蚂蚁、画鱼的活动，按照课程标准的要求，科学课中的画小动物的活动目的在于让学生体验用“画”的方式记录观察活体动物的结

7、果，其准则就是实事求是，看到什么就画什么。如果把活动设计成了看谁画得“最漂亮、最美”，而不是画得“最象”，则就偏离了教学的目标。（4）有效性原则课堂教学设计的目的是有效地完成教学任务，收到较好的教学效果，从而实现教学目标。因此，教学设计不能单纯追求教学形式，而要追求实际的教学效果。例如： “固体和液体”中“使沉在水里的物体浮起来”，教材中设计有“用橡皮泥做只小船，讨论什么样的船装得多”的活动，目的在于让学生探究等重情况下，船空间的大小与载重多少的关系。一位教师为了展现科学课中要运用多媒体教学，挖空心思地制作了课件，在学生活动后，让学生观看，以明白道理。在实际的教学中，学生通过自己的探究活动（做

8、和讨论），对橡皮泥船做得越深、越大，就载重越多的道理，已有了深切的感受，再看课件就毫无必要。这样设计和操作，既浪费了课程资源，又造成课堂教学效益低下。（5）可行性原则课堂教学设计要符合当时的教学条件、符合学生的实际，做到明确具体、切实可行。例如： “植物的一生”中“种油菜”，若按教科书的编排顺序来设计和组织探究活动，很可能学生最后是“颗粒无收”，达不到课标的要求。因为，按照教科书的编排顺序，当开始本课的探究活动时，大约是四月中旬，已基本是该地区油菜的收获季节。因此，该项探究活动可进行两种方案的设计，其一是，学期一开始便进行该项探究活动；其二是用种其它植物来代替“种油菜”。二、教学设计的方法（一

9、）教学目标设计教学目标是教师期望教学达到的学习成果或最终行为应达到的程度或标准。它是组织、设计、实施和评价教学的基本出发点，是具体的有层次的、可操作的，是教师实施教学的方向与指针。1、课堂教学目标制定的基本要求课堂教学目标的制定应正确处理课程标准，单元目标和课时目标之间关系，根据各探究主题的实际，制定具体、有层次、可操作的课时目标。编制教学目标时应注意的问题：其一、要认真研究教材。分析教材是如何体现课程标准要求的；要认真分析学生的学情，（主要是认知水平和技能水平，以及年龄特点）。只有找准了教学内容与学生学情衔接的切入点，所制定的教学目标才能面向全体学生。有利于学生的自主参与和主动探究，教学才是

10、高效的。其二、科学课的目标是“三维一体”的目标（即：过程与方法、知识与技能、情感态度与价值观），不能顾此废彼。特别是情感、态度与价值观方面的目标，容易被我们所忽略。在过去的教学中，老师们往往也制定了情意方面的目标，如“通过本课的学习，培养学生的科学自然观”、“培养学生的探索精神”、“培养学生的科学态度”等等，这些笼而统之的目的，在课堂教学中根本无法落实。在我们前面“观察鱼”的案例中，关于情感态度与价值观的目标，如“体验在观察、探究鱼的特征方面的乐趣”、“更加喜爱鱼这种动物”等等，就非常具体，具有可操作性和可检测性。其三、“三维目标”并不意味着三者彼此分离，而是“三维一体”，包含在每一项活动之中

11、的。应注意三者之间的有机整合。其四、编制教学目标时，使注意目标的陈述方式。过去我们的教学设计是“备教案”，其设计的原发点是为教师自己的教学行为而设计，是教师在讲台上“表演”剧本。因此，我们在陈述教学目标时，往往是“培养学生”、“使学生”“通过的讲述，使学生认识”。这种设计及陈述方式所折射出的教学观，是把教师作为教学的主体，而把学生作为教学的客体。现在我们应转变这种教学设计观，做到“为学生的科学学习而设计”。对教学目标的表述应尽可可能遵循具体、明确、可观察和可测量的性质，有利于评价的原则，采用表示外显动作的术语。例如：“掌握（知道、了解）什么知识”、“训练什么技能”、“体验什么过程”、“完成什么

12、实验”、“做好什么记录”等等。这样既可以避免用表示内部心理过程的术语表述目标的笼统性和含糊性，也防止了教学目标的机械性和局限性。（二）课堂教学策略设计1、在科学课教学过程中，如何从当前的教学设计出发，选择有效的教学策略呢？科学课教学策略是指为了实现科学课教学目标进行的思考，策划和谋略，包括选择教学内容（处理教材），设计科学探究活动的程序，选择教学的模式和方法，组织有结构的探究材料等等，从这个意义上来讲，科学课的教学策略是设计者关于科学教学方法的研究，是教者为实现教学目标而制定的计划方案。新的教学理念下，科学探究的程序安排更加注重课堂中学生心理的整体性动力特例，更加注重学生主体的积极参与和自主活

13、动，（如何让学生“亲历科学探究过程”、“动手做”是设计的核心要素），更加注重把有序进行同“生成性课程资源”的变动结合起来。科学课的教学方法也正在不断变革，向着平等对话和交流，合作探究和研讨，随机指导的方向发展。科学课的组织形式也从一统的“插秧式”班级授课，向着小组合作研讨，呈现一种和谐的、有着浓郁科学探究气氛的、在时间和空间上开放的、在探究内容上有层次的方向发展。（三）探究材料的设计科学课中学生的探究要借助于“有结构的材料”。所谓有结构的材料是指：这些材料既要能把揭示与探究内容有关的一系列现象、有层次、反映规律、具有教学性；又要符合学生的年龄特征和认知水平，使他们有能力通过对材料的摆弄来发现问

14、题，认识问题，具有可接受性；同时，这些材料还具有趣味性和普遍性，对学生有吸引力，以利于开展探究活动。科学课课堂学习的时间是有限的，要让学生在短短的教学时间内，通过对材料的探究，获取一定的知识和技能，感悟探究的过程与方法，教师只有精心设计和选择有典型的材料，才能便于学生探究，并从中体验教学探究的乐趣，从而增强自信。（四）科学课教学手段设计科学课常用的教学手段有：实物演示、实物投影、模型、录像、多媒体课件等。手段的设计应为每一位学生在每一次科学探究活动中都有所体验、有所乐趣、有所感悟服务。应注意以下几个问题：其一，实践证明，不存在“万能媒体”，每一种教学媒体都有其自身的技术特性、教学特性和功能。在

15、教学设计中，应根据目标以及教师、学生的实际综合运用。其二，设计应遵循效益性原则。教学手段、媒体的设计是为实现教学目标，是为学生科学探究服务的，不是为表现使用某种媒体而设计，要注意教学“投入”和“产出”的比例关系。其三，要正确选用教学媒体，即教学媒体要符合科学性、教育性、直观性、艺术性和技术可行性。要与科学探究进程相辅相成，介入时机恰当，有针对性。例如“观察鱼”一课，如果我们把活体鱼换成了鱼的标本让学生观察，或在课件中看鱼，就不可能达成课程目标。（五）有效探究活动的设计小学科学实验课程标准中明确提出“科学课程要以探究为核心”。探究既是小学生科学学习的主要方式，也是科学学习的目标。因此，探究活动设

16、计的质量直接影响着教学课的价值体现与教学质量。但我们在课堂上往往看到的情况是，学生热热闹闹地实验、“探究”，效益却十分低下，一个重要的原因在于教师在活动设计中匆视了如下一些因素：其一、指导性探究、引导性探究、自由探究，是小学科学实验课的三种方式，不同的年段、不同的内容有不同的要求；其二、探究是有目的的，要带着问题探究，学生头脑中缺乏目的和问题，探究就会流于形式；其三、探究材料的准备应当是有结构的，否则，探究就会停留在浅表层次上；其四、小组合作是学生探究活动的重要形式，但它离不开教师的引导；其五、探究过程中，学生之间的讨论、评价、碰撞、激烈的矛盾冲突，是衡量探究质量的重要指标，但它必须建立在教师

17、的精心设计和即时调控上。教学设计中，我们只有充分注意上述问题，才能保证探究活动的有序、高效。更好地贯彻课标关于学习要以探究为核心的精神，让学生有自由发现进行创造的充足空间，能充分发挥学生在科学探究活动中的主体作用，并在探究的过程中积累感知，感受成功的喜悦。课标要求学生是科学学习的主体，让学生学生自由汇报探究成果后，让学生自己分析可以充分体现学生在科学探究活动中的主体作用。（六）课堂教学评价的设计在一切系统中都存在着信息反馈，没有信息反馈，系统就无法实现有目的的最佳的运动。课堂教学作为一个动态系统，要有序的达到既定的教学目标，也必须在经常的调控中才能实现。教学评价就是对课堂教学系统实施调节与控制

18、的必要手段和重要依据。教学评价种类繁多，应特别注意形成性评价，它贯穿于课堂教学的始终，是提高探究活动效益的重要手段。同时，在科学实验课的设计中我们还需要做到以下几点：一、实验设计要符合科学学科特点一切科学知识都来自实践，都是从科学实验和生产实践中总结发展起来的，小学科学课也不例外。教师在教学时，要让学生充分感受到大自然的丰富多彩，培养学生探求自然知识的兴趣、爱好，增强学生学科学、用科学的能力。 认识自然始于观察自然，让学生用观察的方法认识自然。如“水的循环”的教学设计。教师充分利用学生已有的对水的感性认识。如：天上有下不完的雨、雪，淋湿的衣服会干，冬天关在屋子里洗澡窗玻璃上会有水珠等。引导学生

19、通过实验归纳总结出：水或冰受热变成水蒸气，水蒸气遇冷变成水或冰的循环规律。让学生通过实验的方法认识自然现象，总结自然规律，使感性认识上升到理性认识。为培养学生科学世界观创造条件，增加学生探索宇宙奥秘的兴趣爱好。二、实验设计要符合学生的认知规律教学活动是教师教、学生学的双边活动，学生是学习的主体。教师在实验设计时要充分考虑学生的主体地位，让学生在学习过程中能够通过自己的观察、思考、实验得出结论，达到认识周围自然现象的目的。低年级学生年龄小，注意力不易集中，感知世界往往从兴趣出发，抓不住事物主要特征等特点。设计实验时要采取多种方式，调动他们的各种感官有意识地直接观察事物。如：“植物的根”的实验设计

20、，教师可通过提供大量的可供学生观察的有代表性的实验材料植物的根，让学生在观察、比较的基础上，归纳总结出：植物的根有直根和须根之分。常见的萝卜、胡萝卜等直根，土豆、红薯等须根，它们可以储藏养分即贮藏根。学生可以通过观察直接获得知识，而中高年级学生已初步具备了观察事物的能力，且能自己动手做一些实验。他们对神秘的自然界充满了好奇，对探索自然奥秘充满了自信。这时教师设计实验，主要是以一种引路的方式让学生多动手，多动脑，自己动手实验获得结论，并自己设计实验验证结论。设计“水的浮力”的教学实验，就可以通过学生自己动手将各种不同类型的实验材料放入水中观察现象，并动手将浮在水面的物体用手向下压，产生水有向上的

21、浮力的直观感受，从而得出结论。然后让学生自己设计实验证明下沉物体也受到水的浮力的作用。并启发学生思考如何利用水的浮力，使不平衡的杠杆达到平衡。这种设计可满足学生强烈的求知欲，达到事半功倍的效果。三、实验设计要联系当地的自然条件教学大纲规定：“科学课要密切联系当地自然条件。”教师在设计实验时，充分利用本地区的自然优势，通过多种形式，使原本生动的科学课教学更加丰富多彩。“学习的最好刺激乃是对所学材料的兴趣”。小学生对周围的一切事物都充满了好奇，他们渴望认识自然，了解自然，弄清为什么有的树到了秋冬季就会落叶，而有的却抽出了新芽，动物靠什么越过寒冷的冬天等问题。教师要充分利用学生这一兴趣特点进行实验设

22、计。如昆虫是小学生常见的最易引起他们兴趣的一类动物，在山区无论是天上飞的，还是地上爬的应有尽有。教师在设计实验时可先安排学生到林间、树旁、小河边捕捉各种昆虫，并将各自捕捉的昆虫有选择地带到课堂，进行认真观察、研究，看它们都有一些什么共同特征，从而达到认识昆虫的教学目的。实验设计要联系当地的自然条件。教师要全面了解当地的自然资源，做到心中有数，进行实验设计方可如鱼得水，运用自如。设计“植物的生长与环境”这类教学实验时，要安排学生对当地的气候资源、水土资源进行较长时间的观察分析，记好观察日记，归纳总结出：植物适应在什么样的气候条件下生长发育，什么样的植物适应什么样的土壤种植等有关植物生长与环境的知

23、识，并指导当地的农作物种植，服务地方经济建设。培养学生学科学、用科学的能力，使他们在获得科学知识的同时，掌握一定的劳动技能。 教学的实践过程也是教学方法的探索研究过程，好的实验设计思想有利于学生有效地掌握基础知识、基本方法，培养学生的技能和能力，有利于义务教材内容的完成，也有待教师更进一步地探索研究。最后，需要指出的是，课堂教学是教师和学生共同活动的过程，教与学是相互依存、对立统一的辩证关系。 课堂教学设计是依照一定的程序和步骤进行的一项系统设计，是保证课堂教学质量的前提，但它仅仅是“教” （即：教学管理、教学实施）行为与“学”行为的预设。现实中的课堂教学是动态的、发展的、变化的，具有生成性。因此，教学中，我们决不能机械地按原先确定的一种思路教学，而应根据学生学习的情况，由教师灵活地调整，生成新的超出原计划的教学流程，使课堂处在动态和不断生成的过程中，以满足学生自主学习的要求。只有让“预设”与“生成”共舞，才能真正实现课堂教学的高效益。