自行设计实验的能力

一、实验研究的目的和意义
以创新为指导，以创新精神和实践能力培养为重点的素质教育的实施，是新时代、新形势对教育提出的一个全球性的要求。为21世纪培养具有创新精神和实践能力的创造型人才，已成为新时期办学育人的重要任务。
自然学科作为小学一门蕴含丰富的实践操作内容的学科，更责无旁贷的肩负起了对小学学生进行实践能力培养的重担，尤其在新一轮课程改革的过渡期间如何最大限度地发挥出本学科教育的功能，是每一个从事自然教学、教研工作者无法回避的课题。在长期的自然教学实践中，我们也经常碰到这样的实例，学生特点喜欢上实验课，愿意亲自动手操作，这些事实给我们以启发，学生酷爱的行之有效的方法，我们为何不因势利导，使其在愉快的教学活动中掌握知识、形成技能。经过几年来的研究，结合我校实际，我们开始了“如何培养学生自行设计实验的能力 ”教学模式的研究。
理论依据，几年来，我们以党的教育方针为依据，以邓小平三个面向为指针，以《中国教育改革和发展纲要》为指导，以教学大纲为准绳，以全面提高学生素质为宗旨，以培养跨世纪人才为目的。根据儿童生理心理特点，求知欲强、好奇心强，加强科学启蒙教育，培养他们爱科学、学科学、用科学的志趣，教会他们探索知识的方法，塑造出“全面＋特长”的新型人才。
本实验旨在全面推进素质教育，改革教学方法，实现新课标教学改革。关注学生的“学”，探究“从学”定“教”的问题。养成良好学习习惯。为开辟我市（县）自然科素质教育教学模式创出一条新路子。
在研究过程中使学生在积极探索中学习，在玩中学，在乐中学，在轻快愉快的氛围中获取知识，提高素质，培养出“创造型”的新型人才。通过本课题的研究，旨在以点带面、深入开展我校自然教学研究，激发教师的科研意识促进学校整体工作的开展。
二、研究过程与方法
通过四年的实验研究，构建出一种全面提高学生素质启发学生自行设计和应用知识的，具有较强创造能力的新型教学模式，真正使学生在知识、能力、技能、兴趣、爱好、习惯等方面有一个新的高度。
研究过程：
启发学生自行设计实验整整用了四年的时间，可以说是不断学习、不断探索、不断总结、不断提高的四年，从研究和解决的问题来看，四年时间大致可以分为三个阶段。
第一阶段，准备阶段
我们反复学习了素质教育教学理论，论《新课程教学设计》、《自然教学大纲》以及二OOO年辽宁省素质教育教学模式开题论证会纪要，为课题的实施奠定了基础。
1、组织准备
首先，我们组建了一支精明强干的课题组：由年轻有为并富有丰富的教研经验和自然教学实践经验的李波校长负责，市县教研员、校教导主任为指导，立足做到研究到位，指导到位，以确保实验的成功。课题组选定学年组长王梅的二年四班为实验班，工作踏实认真，大力支持本实验工作。
2、资料准备
为探讨实验的可行性、科学性，我们做好了实验前的一切调查、测试和分析，收集了与本实验研究相关的书籍、资料、音像及电教设备，制定详细有效的实验方案，并申请开题启动了。
物质准备：
学校购置了新教学设备、仪器、教学用具等，配置了电视机、录相机等电教器材为实验奠定了丰富的物质基础。
第二阶段：实施阶段
具体过程：
（一）创新能力的培养
培养学生的创新精神和实践能力，是素质教育的核心，实验教学为培养学生创新精神和实践能力提供广阔的空间和多种训练的契机。
1、强化创境设疑的导课
例如《找缺点》一课的导入，使学生观察画面中由蹲山洞避雨——用草叶遮雨——带斗笠——以至于发明出雨伞，由学生自己说出一次一次雨伞改革的经历，并说出假如你是发明家，你准备怎样来设计发明雨伞。这一问题的提出，立刻使学生的思维活跃起来，掌握了自行探究的主动权——我想研究什么，就研究什么，而不是按照老师确定的路子。这样具体体现出了以“学习者为中心”。促进了学生个体的自主创新和潜能开发。
2、强化设想方法的自行设计和修订过程
《找缺点》一课，使学生在民主和谐的情境中，学生根据老师提供的线索自行发挥，自行设计制定出各种不同材料、不同形状和不同时期功能不同的雨伞，因而强化了学生自行设计实验的过程,    促进了学生的自我发展，使学生获得科学研究的方法，经历了一次创新思维开发的过程。
3、强化学生自行探究中教师的指导过程
我们提倡学生自行探究实验获取知识，但并不等于放任不管，相反地要加强对科学研究方法的具体指导。而应跟学生一起探索学习，用“商量”的语言，同等地看待每个学生，设身处地的和学生处于同一平台，做学生自行探索的伴侣和助手，为学生创设良好的情境，促进学生活动，使学生进入“角色”。
4、强化学生实验的研讨、汇报、展示过程
经过各小组的讨论、研究，最后汇报出最佳雨伞的设计方案，并展示给学生，并小组间互换意见，交流看法，这样全体同学在一种民主的气氛里，质疑问难。不仅学会知识，而且学会自行获取知识的能力。从而使学生更加“爱学”，培养探索科学知识的兴趣。
5、强化思维创新的训练过程
在以上四个步骤训练的始终，回忆整节课堂，从头至尾，教师设计的问题，具有发散性、开放性和想象性，学生的质疑问难、探索汇报也往往产生灵感。这样学生的思维得到强化训练，使学生在教学过程中创新能力得到培养。
（二）强化设计的探究与研讨
1、研讨是课堂教学的中心环节
例如：在讲《扩一扩》一课中，教师指出，许多创造发明是用了扩一扩的方法，问学生在书中图中的启发下你还发现了哪些物体，通过扩一扩可以发明出更先进、更突出的物体。在研讨中，培养学生健全的人格，在科学和民主的气氛中，勇于表达，勇于坚持自己的意见。发扬一丝不苟的求真精神。因此在学生获得进行广泛的研讨中，我充当一个合作者、引导者、鼓励者的身份，故意挑起矛盾，巧妙的促使不爱讲话的学生发表意见。
    2、寻求多种探究方法
思想的解放会给学生带来诸多求异创新的空间。如：对固体热传导的本领是不是都一样？有的同学用凡士林或猪油把火柴梗粘在木棒、筷子、塑料尺、细铜棒、细铝棒上，看它们在酒精灯上加热，有的把木棒、筷子、细铜棒、细铝棒一一放在火上烧，看是不是烫手，有的干脆把它们一古脑儿丢到热水杯里，摸摸另一头是不是发热，有的把铜棒弯成不同形状，折成不同角度，粘上火柴梗在酒精灯上加热……学生头脑在不停地活动，手里就有不疲倦的创造，讨论就会有生动的描述。
3、鼓励学生自行设计
以培养学生的创新意识和科学精神为宗旨的自然课堂教学是不怕学生行为出格的，节外生枝是学生思维活跃的表现，在进行怎样增强电磁铁的磁力，以吸起更多的大头针的研究中，有的学生不是用增加电池，也不是多绕线匝数去寻求增强电磁铁磁力的办法，而是把小铁钉换成大铁钉，继而又换成钥匙、铝钥匙、圆珠笔、铅笔做芯进行试验，还想用粗导线与细导线作对比，由于我没有阻止，反而对他们的做法表示出耐心，引起已做完了实验的其他各组的关注和校仿。因而课堂的讨论各显其能，异彩纷呈，有较多的发现。
4、帮助学生整理、归纳问题，在学生研讨时起穿针引线的作用。
例如，在《扩一扩》一课中，学生提出了许多方案。这时，教师应该起到组织者的作用，帮助学生归纳概括，分门别类，并在研讨中起一个裁判的作用，但不对学生的思维和看法加以束缚，让他们畅所欲言，实行多种方式思维。
5、开拓思维，保持探究的持久发展
科学研究有许多终点，但没有一个真正的终极
例如学生在《扩一扩》的巩固阶段提出，你还能再让算盘、拉锁、气球扩一扩吗？充分发挥了学生的想象力，并一下子把学生的思维紧紧抓住，使学生联想开拓、拓展学生的思维。
三、研究结果
四年来，在各级领导的指导和帮助下，小学自然课中如何培养学生“自行设计实验的能力”的研究达到了预期的效果，推进了学校高质量素质教育的实施。培养了学生的实践及创新精神，使学校自然教学的整体水平再上新台阶。
（一）学生方面
极大地调动了学生的学习兴趣，培养了学生主动探索知识的能力，开发了学生智力，促进了学生整体素质的发展，对学生有很大益处，学生的实验操作能力得到提高。实验班的学生在学校创新教育智能大赛中名列前茅，楚荣升、于子月、赵鑫等同学在此赛中思路开阔，实验设计新颖，给老师和同学留下深刻的印象，并代表学校参加县里举行的“做中学”实验大赛中均获一等奖，为学校增得了荣誉。实验班的同学还亲自动手，自行设计了小实验和手工小制作，现对几年来的情况列表如下：

年 度 参加人数 自行设计实验 独立操作 制作教具
2000-2001 50 49 43 320
2001-2002 50 60 56 330
2002-2003 50 64 62 337
2003-2004 50 70 69 341
以上数据证明，实验班的实验能力和动手操作能力逐年有所提高。
再如：下表是几年来实验班的年度自然考核成绩表
年度 测试人数 优 良 及格 优秀率
2000－2001 50 48 2 0 96%
2001－2002 50 49 1 0 98%
2002－2003 50 50 0 0 100%
又如：
2004年，对实验班进行测试结果如下：按上、中、下各抽5名学生。
测试题：（1）做沉与浮实验
       （2）做小孔成像的实验
       （3）做归类填表实验
       （4）结合实际谈谈光合作用对人类生活有哪些意义？
测试方法：口试、实验操作
测试结果：满分44人，占实验班参加总数的88％
          80－90分，4人，占总人数的8％
          60－79分，2人，占总人数的4％
促进学生素质的全面提高
自然科内容广泛，与其它学科的联系比较密切。教学时学生有条理的思维，有顺序的表达，促进了语文课的学习；实验课上学生一步步的设计，逻辑思维的推理，对数学课也有积极的影响。此外爱乡、爱大自然、严谨的科学态度，辩证唯物主义思想的渗透，又是对学生进行良好的思想教育课，既体现了整体效应也有利于学生素质的全面提高。
（二）教师方面：实验教师的教学能力明显提高
实验教师素质的再提高是保证实验顺利进行并取得最终效果的关键。我们选拔了已经完成本科进修的赵丽老师担任实验教师，并支持她到省、市学习，千方百计为搞好实验创造机会。
近年来，赵丽老师多次为镇、县上自然观摩课，受到与会领导及教师的一致好评。赵丽、张素娥、王明东教师均是“九•五”、“十•五”期间县骨干教师。三位实验教师均被评为县名星教师。王明东老师撰写了关于课题方面的论文《小学自然教学中培养学生的创新精神和实践能力》。三位实验教师的自然课分别被评为市、县优秀课。现在，实验的一般教学模式已在学校全面推广，效果很好。
五、分析与讨论
本模式更适合于实验课。实施过程中要注重学生自行设计实验的主动性和思维的发散性。教师引导要适当。由于水平有限，敬请省、市各级领导多提宝贵意见。
课题组成员：
略