随着科学课程改革的深入，“科学探究是科学学习的中心环节，让学生亲历科学探究的过程”已成为指导科学教师组织开展课堂探究活动的教学理念。让学生自主探究，非常重视个体的自我发展，但不否认外部引导，亦即教师和其他学生的影响作用。如何让学生自行设计实验并开展合作研究?在教学中可以采用以下方法：
　　1.学生独立思考，自主设计。
　　学生在日常生活和以往各种形式的学习中，已经形成了有关的知识经验，他们对任何事情都有自己的看法。当问题呈现在他们面前时，他们会基于以往的经验，依靠他们的认知能力，形成对问题的解释，提出他们的假设。在科学课上、我根据学生的动手能力和思维能力把学生分成四人一组。教学中，当学生提出研究问题以后，先让每个学生独立思考解决方案。并用一定的方式将实验设计写在实验记录单上。许多学生会借助图文符号进行记录，在这一学习过程中，要舍得花时间。学生的思维处在没有他人的干预之下，试着用自己的方式去解决问题，这正是有效的学习。教学《空气占据空间》一课，要求学生设计实验，研究空气也能占据空间。学生在独立思考的基础上，提出了许多能证明空气占据空间的实验。我及时加以肯定并鼓励他们动手实验，最后都获得了成功。
　　2.学生互相提问，完善设计。
　　由于年龄和能力因素的制约，单个学生设计的实验往往是不完整的，其中可能缺乏科学性和可操作性。教师可以先组织组内交流，学生已经有了明确的讨论问题，并事先认真思考过，做了精心准备，能够充分地开展讨论交流。这个过程让每个学生都能自由表达。要特别鼓励提出不同的实验方法进行研究，让他们在本小组中初步形成方案并由学生代表汇报。汇报以后。教师组织全班学生对小组实验的合理性进行提问，由汇报的小组解答，在问答的过程中不断地把实验设计补充完整。这样一来，既培养了学生严谨的科学态度，同时又形成了互相质疑交流的良好学习风气。如研究植物根的作刚的实验时，有的学生设计出了将植物连根种在有水的试管内观察。别的学生马上问“蒸发会影响实验效果，如何防止?只把根浸入水中，还是连茎一起浸入水中，为什么?怎样明确看出水是否少了?”等问题。这些细节问题是个人很难在短时间内考虑周全的，在小组和全班同学相互问答中不断地把设计的实验补充完整，最后就可以科学合理地进行研究了。
　　3.教师设问帮助，优化设计。
　　教师是学生探究活动的组织者、引领者和亲密的伙伴。建构主义虽然非常重视个体的自我发展。但是也不否认外部引导，亦即教师的影响作用。学生毕竟是学生，如果失去了老师的指导，单纯靠他们自己去研究终究是不够的。所以，当他们遇到困难时，作为“主导”的老师就要及时给他们指点迷津。教学水蒸气凝结现象时，学生提出假设：水蒸气变成小水珠可能和遇冷有关。他们设计用一冷一热的玻璃片盖在同样条件的热水上进行实验研究。(跟书上设计的实验一样。)由于这是一个标准的对比实验，为了从小就培养学生严谨的科学态度，我设问：盖上玻璃片时有什么要求?很快就有学生提出，要同时盖上玻璃片去观察。他们对书上的实验设计作了更科学的补充。
　　4.实验挫折反省，合理设计。
　　“失败乃成功之母”。爱迪生发明灯泡的时候失败了很多次，当他和助手实验到一千多种材料做灯丝的时候，助手觉得成功的希望已经变得渺茫。爱迪生却说：“到现在我们的收获还不错，起码发现有一千多种材料不能做灯丝。”在教学活动中，我有时故意提供一些有问题的材料，人为地去制造一些失败的实验，让学生从中分析失败的原因再改进实验。研究热空气的性质时，我提供给学生不同的塑料袋，其中有的塑料袋很重，有的顶端剪了一个口子，学生在按自己设计的方案进行实验时，发现袋内空气加热后松手并不上升，看看人家，比比自己，很快找出答案，重新选择材料加以研究。这种经失败挫折后再反省，重新设计实验操作的过程使学生印象更深，能力和知识进一步得到了巩固提高。