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摘要：小学科学课程倡导以探究式学习为主的学习方式。在实验探究课型中，设计实验是探究的依据，它直接影响着探究结果的科学性和可靠性。基于学生思维特点，巧用支架策略，可视化学生设计思维，清晰设计思路，评价设计效果，从而培养他们设计实验的能力。
关键词：支架;设计实验;小学科学
2017版的小学科学课程标准提到：“小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究” 。探究活动一般包括提出问题、猜想假设、制定计划、搜集证据、得出结论、交流评估、拓展迁移等环节。其中，制定计划是探究的依据，它直接影响着探究结果的科学性和可靠性。在中年级的实验探究课中，制定计划则具体为在教师的引导下，基于所学知识，设计简单的实验。但三年级的学生还处于具体运算阶段，逻辑思维不强，所以教师在引导学生设计实验时，可以运用不同的支架策略，可视化设计思维，清晰设计思路，评价设计效果，从而培养他们设计实验的能力。
下面就以《加快溶解》一课为例，谈谈如何通过图示、问题、表格三种支架策略，培养学生设计实验的能力。
创设图示支架，设计思维可视化
《加快溶解》是三年级《水》单元的第6课。本课利用真实情景导入探究问题“怎么加快食盐在水中的溶解？”后，学生根据生活经验提出搅拌、用熱水的方法。但怎么设计实验去证明呢，这对三年级的学生来说是有一定难度的。所以，在教学中采取由“扶”到“放”的递进策略来开展活动：首先引导学生设计搅拌能否加快盐溶解的实验，了解对比实验的概念;再迁移认知，小组讨论设计热水能否加快盐溶解的实验，再次完成实验探究，从而解决本课的探究问题。因此，搅拌实验的设计在整个教学活动中显得尤为重要，它关系到学生对比实验方法的认识，以及后面水温实验设计的迁移应用。
三年级的学生，科学思维不强，思维活动往往需要借助具体形象的支持。也就是说相比文字，他们更容易接受直观、形象的图示。所以搅拌能否加快盐溶解的实验，采用了图示选择的支架策略来引导学生进行设计。首先往60毫升冷水中加入一些盐、搅拌，之后提出“这样做就可以知道搅拌加快了盐溶解吗？”学生立刻反应到还需要一杯不搅拌的水。这里教师没有通过设问的形式引导学生得出这杯不搅拌的水，要和搅拌的杯子大小相同、水温相同、水量相同，而是展示5个大小、水温、水量各不相同的杯子图片，让学生思考“选择哪杯水来做实验？”并说说选择的理由，最后通过师生、生生互评的方式来完成实验设计。
这样安排，一方面是考虑到三年级的学生还没有接触过对比实验，图示选择可以降低实验设计的难度，增强他们设计实验的信心;另一方面是图示具有直观、形象的特点，学生对实验材料一目了然，教师可以根据学生的选择了解他们的前概念和思维情况，后续做更有针对性的设计引导。从学生认知出发，创设图示支架，可视化学生思维，为实验方案的进一步完善做铺垫。
设置问题支架，设计思路清晰化
三年级的学生在生活中可能已经具有公平实验的意识，但对对比实验这个方法他们是模糊的，在设计实验的过程中，容易出现思考不够全面的情况。因此，在设计搅拌是否可以加快盐溶解的实验时，除了图示支架以外，还借助问题支架，帮助学生逐步认识对比实验，培养设计实验的能力：
（1）往一杯水加盐、搅拌，这样做就可以知道搅拌加快了盐溶解吗？怎么办？
（2）选择哪杯水来做实验？
（3）为什么不选4号杯（80ml）？2号杯（大杯子）？5号杯（热水）？
（4）盐要加多少？怎样才能做到同样多？
（5）先放一平勺、再放另一平勺？为什么？怎样做才能同时放盐？
其中，问题1指向对比实验中的不同条件——两个杯子，一个搅拌、一个不搅拌。问题2、3、4、5指向对比实验中的相同条件——同样高的水温、同样多的水量、同样大小的杯子，同时放进同样多的盐。这里问题2-5是此次实验设计的关键，因为学生一开始已经找出实验的不同条件——搅拌和不搅拌，那么哪些条件需要保持相同呢？这些条件会怎样影响实验结果呢？三年级的学生未必能想到。因此，通过问题讨论，学生认识到杯子大小、水温、水量的不同，会影响到盐溶解的快慢;盐量的不同、放盐的先后顺序不同，会影响到实验结果的判断。通过这些问题的思考，学生清晰了在设计实验时，哪些条件需要改变、哪些条件需要相同，保证实验方案设计的合理、可行，从而保证实验结果的可靠。
提供表格支架，设计效果可测化
教学和评价是课程实施的两个重要环节，评价对教学的效果进行了监测，也与教学过程相互交融，从而促进与保证学生的发展 。因此在教学中除了教师对学生的评价以外，学生之间的互评也是发展学习能力、提升教学效果的重要方式。
在完成了搅拌能加快盐溶解的实验探究后，热水能否加快盐溶解的实验方案设计，除了沿用图示选择策略以外，为了助力学生思维的发展、检测学习效果，教师还增加了另外的实验设计表格。这个表格可以检测学生是否清晰实验设计中的不同条件和相同条件;另外可以作为评价导向，帮助学生在互评中完善实验方案，达成自主设计实验。
具体教学过程如下：邀请一个小组上台在电子白板上选择实验方法并说说选择的理由（如图2）;其他小组则根据教师另外发放的设计表格进行勾选（如表1）。在留有充足时间给学生思考、完成实验设计后，台上的小组介绍方案，其他同学细心聆听并进行评价。最后通过“哪个实验方法更可行？”的问题，师生互评分析得出搅拌的速度、次数不容易做到相同，为了减低实验难度，统一采用2号杯、5号杯同时放盐而且不搅拌的实验方法。
相似的图示选择，学生容易发生认知迁移、设计新的实验方案。增加设计表格，转变学习形式，检测学生设计实验的能力;同时作为评价导向，让学生在课堂上不仅仅是学习者还是评价者，学、评融合，发展他们的分析思维。
执教过程中，为了培养学生设计实验的能力，关于支架的选用，教师注意到以下几个方面：
1.基于思维特点，巧选图示支架。中年级尤其是三年级的学生逻辑思维不强、动作较慢。因此，简单、直观的图示，更适合他们使用。那设计实验时，教师是提供图示选择还是让学生自画图示呢？图示选择，给学生提供思考支架，但对学生的思维有一定限制，也需要教师在课前清晰学生的想法，做好选项准备;自画图示，可以展示学生的思维和前概念，但耗时长，也容易出现因指引不到位、学生掌握不了设计要点。所以，中年级的学生刚开始设计实验时，可以采用图示选择的方式，降低设计难度，随着学生思维的发展、设计实验能力的提升，再慢慢改为自画图示的方式。
2.明确方法内涵，完善实验设计。对比实验是学生探究式学习的一个重要方法，也是小学科学教学的难点。因此，基于“只改变一个条件，其他条件不变”的设计要点，以问题链的形式帮助学生思考，明确控制变量的内涵，完成实验设计。
3.转变设计形式，检验学习效果。布鲁姆的认知领域目标共分为识记、领会、运用、分析、综合、评价六个层次，其中，评价属于高阶思维。学生初步认识对比实验方法后，教师通过相似的支架策略，帮助学生迁移认知，巩固学习效果。另外，增加设计表格进行测评，引导学生自主设计、互评优化，检验设计实验能力的同时，发展学生的设计思维。
总而言之，在实验探究课堂中，培养学生设计实验的支架和方式还有很多。但从学生认知出发，巧用支架，提供思考支持，融合评价，才能不断促进学生思维发展，提升设计实验的能力。
关键词：支架;设计实验;小学科学
2017版的小学科学课程标准提到：“小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究” 。探究活动一般包括提出问题、猜想假设、制定计划、搜集证据、得出结论、交流评估、拓展迁移等环节。其中，制定计划是探究的依据，它直接影响着探究结果的科学性和可靠性。在中年级的实验探究课中，制定计划则具体为在教师的引导下，基于所学知识，设计简单的实验。但三年级的学生还处于具体运算阶段，逻辑思维不强，所以教师在引导学生设计实验时，可以运用不同的支架策略，可视化设计思维，清晰设计思路，评价设计效果，从而培养他们设计实验的能力。
下面就以《加快溶解》一课为例，谈谈如何通过图示、问题、表格三种支架策略，培养学生设计实验的能力。
创设图示支架，设计思维可视化
《加快溶解》是三年级《水》单元的第6课。本课利用真实情景导入探究问题“怎么加快食盐在水中的溶解？”后，学生根据生活经验提出搅拌、用熱水的方法。但怎么设计实验去证明呢，这对三年级的学生来说是有一定难度的。所以，在教学中采取由“扶”到“放”的递进策略来开展活动：首先引导学生设计搅拌能否加快盐溶解的实验，了解对比实验的概念;再迁移认知，小组讨论设计热水能否加快盐溶解的实验，再次完成实验探究，从而解决本课的探究问题。因此，搅拌实验的设计在整个教学活动中显得尤为重要，它关系到学生对比实验方法的认识，以及后面水温实验设计的迁移应用。
三年级的学生，科学思维不强，思维活动往往需要借助具体形象的支持。也就是说相比文字，他们更容易接受直观、形象的图示。所以搅拌能否加快盐溶解的实验，采用了图示选择的支架策略来引导学生进行设计。首先往60毫升冷水中加入一些盐、搅拌，之后提出“这样做就可以知道搅拌加快了盐溶解吗？”学生立刻反应到还需要一杯不搅拌的水。这里教师没有通过设问的形式引导学生得出这杯不搅拌的水，要和搅拌的杯子大小相同、水温相同、水量相同，而是展示5个大小、水温、水量各不相同的杯子图片，让学生思考“选择哪杯水来做实验？”并说说选择的理由，最后通过师生、生生互评的方式来完成实验设计。
这样安排，一方面是考虑到三年级的学生还没有接触过对比实验，图示选择可以降低实验设计的难度，增强他们设计实验的信心;另一方面是图示具有直观、形象的特点，学生对实验材料一目了然，教师可以根据学生的选择了解他们的前概念和思维情况，后续做更有针对性的设计引导。从学生认知出发，创设图示支架，可视化学生思维，为实验方案的进一步完善做铺垫。
设置问题支架，设计思路清晰化
三年级的学生在生活中可能已经具有公平实验的意识，但对对比实验这个方法他们是模糊的，在设计实验的过程中，容易出现思考不够全面的情况。因此，在设计搅拌是否可以加快盐溶解的实验时，除了图示支架以外，还借助问题支架，帮助学生逐步认识对比实验，培养设计实验的能力：
（1）往一杯水加盐、搅拌，这样做就可以知道搅拌加快了盐溶解吗？怎么办？
（2）选择哪杯水来做实验？
（3）为什么不选4号杯（80ml）？2号杯（大杯子）？5号杯（热水）？
（4）盐要加多少？怎样才能做到同样多？
（5）先放一平勺、再放另一平勺？为什么？怎样做才能同时放盐？
其中，问题1指向对比实验中的不同条件——两个杯子，一个搅拌、一个不搅拌。问题2、3、4、5指向对比实验中的相同条件——同样高的水温、同样多的水量、同样大小的杯子，同时放进同样多的盐。这里问题2-5是此次实验设计的关键，因为学生一开始已经找出实验的不同条件——搅拌和不搅拌，那么哪些条件需要保持相同呢？这些条件会怎样影响实验结果呢？三年级的学生未必能想到。因此，通过问题讨论，学生认识到杯子大小、水温、水量的不同，会影响到盐溶解的快慢;盐量的不同、放盐的先后顺序不同，会影响到实验结果的判断。通过这些问题的思考，学生清晰了在设计实验时，哪些条件需要改变、哪些条件需要相同，保证实验方案设计的合理、可行，从而保证实验结果的可靠。
提供表格支架，设计效果可测化
教学和评价是课程实施的两个重要环节，评价对教学的效果进行了监测，也与教学过程相互交融，从而促进与保证学生的发展 。因此在教学中除了教师对学生的评价以外，学生之间的互评也是发展学习能力、提升教学效果的重要方式。
在完成了搅拌能加快盐溶解的实验探究后，热水能否加快盐溶解的实验方案设计，除了沿用图示选择策略以外，为了助力学生思维的发展、检测学习效果，教师还增加了另外的实验设计表格。这个表格可以检测学生是否清晰实验设计中的不同条件和相同条件;另外可以作为评价导向，帮助学生在互评中完善实验方案，达成自主设计实验。
具体教学过程如下：邀请一个小组上台在电子白板上选择实验方法并说说选择的理由（如图2）;其他小组则根据教师另外发放的设计表格进行勾选（如表1）。在留有充足时间给学生思考、完成实验设计后，台上的小组介绍方案，其他同学细心聆听并进行评价。最后通过“哪个实验方法更可行？”的问题，师生互评分析得出搅拌的速度、次数不容易做到相同，为了减低实验难度，统一采用2号杯、5号杯同时放盐而且不搅拌的实验方法。
相似的图示选择，学生容易发生认知迁移、设计新的实验方案。增加设计表格，转变学习形式，检测学生设计实验的能力;同时作为评价导向，让学生在课堂上不仅仅是学习者还是评价者，学、评融合，发展他们的分析思维。
执教过程中，为了培养学生设计实验的能力，关于支架的选用，教师注意到以下几个方面：
1.基于思维特点，巧选图示支架。中年级尤其是三年级的学生逻辑思维不强、动作较慢。因此，简单、直观的图示，更适合他们使用。那设计实验时，教师是提供图示选择还是让学生自画图示呢？图示选择，给学生提供思考支架，但对学生的思维有一定限制，也需要教师在课前清晰学生的想法，做好选项准备;自画图示，可以展示学生的思维和前概念，但耗时长，也容易出现因指引不到位、学生掌握不了设计要点。所以，中年级的学生刚开始设计实验时，可以采用图示选择的方式，降低设计难度，随着学生思维的发展、设计实验能力的提升，再慢慢改为自画图示的方式。
2.明确方法内涵，完善实验设计。对比实验是学生探究式学习的一个重要方法，也是小学科学教学的难点。因此，基于“只改变一个条件，其他条件不变”的设计要点，以问题链的形式帮助学生思考，明确控制变量的内涵，完成实验设计。
3.转变设计形式，检验学习效果。布鲁姆的认知领域目标共分为识记、领会、运用、分析、综合、评价六个层次，其中，评价属于高阶思维。学生初步认识对比实验方法后，教师通过相似的支架策略，帮助学生迁移认知，巩固学习效果。另外，增加设计表格进行测评，引导学生自主设计、互评优化，检验设计实验能力的同时，发展学生的设计思维。
总而言之，在实验探究课堂中，培养学生设计实验的支架和方式还有很多。但从学生认知出发，巧用支架，提供思考支持，融合评价，才能不断促进学生思维发展，提升设计实验的能力。