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“探究性实验教学”能够帮助学生解决“知其然不知其所以然”的困惑，是学生学习的动力所在，能够激发他们的求知欲，调动其主观能动性。我们要做的就是在课堂中充分发挥实验探究的有效性，避免形式主义的探究，避免为探究而探究，避免伪探究真验证的尴尬。我认为要避免以上情况，做“真”探究，就必须深入设计实验探究活动，强化指导实验方法。下面我就以《什么是机械》和《怎样移动重物》两课为例，说说如何精心设计实验探究。
一、正确把握课堂目标，积极创设探究环境
《什么是机械》一课是指导学生从总体上认识机械。教学中，一般教师多是提出“什么是机械”“下面哪些物品是机械”“这些物品有什么作用”的三连问，并出示许多生活中常见的工具让学生讨论，最后在教师的“点拨”下，学生说出机械的定义，或者教师直接出示机械的定义。我觉得这样的教法对小学生来说毫无意义，本课的目标并不是要给学生灌输“机械”的定义，而是想方设法为学生提供动手的机会，让他们在亲身实践中发现这些工具给我们带来的好处，从而发现它们的共同特点—能够帮助人们降低工作难度或省力。所以，与其让学生盲目地讨论、空谈，还不如让他们选择一些工具来具体做一些事情，然后与没有工具进行对比，在探究活动中发现工具的作用。
为了使探究更加有效，教师可以创设一定的情境激发学生的探究兴趣，同时要注重对探究实验进行科学指导。
【案例一】
1.创设情境：制作小挂板，并挂到大木板上。材料：1块木板、2颗螺丝、1根铁钉、1段长铁丝。
2.教师让学生讨论交流怎么做。
生：在小木板顶部旋上2颗螺丝，在螺丝上缠上铁丝，再在大木板上钉个钉子挂上去就可以了。
【教师出示提前完成的样品，为学生实验指明方向，避免学生没有目的地乱弄。】
3.学生实验。发现徒手操作比较困难，提出需要工具：螺丝刀、锤子、老虎钳。
4.教师出示螺丝刀、锤子、老虎钳，询问谁用过这些工具，怎么使用，让学生前来演示，并向学生强调注意事项。
【本环节是该探究活动前的重要指导。现在的孩子大多没有使用这些工具的经验，容易因操作方法不当导致实验时间过长，也容易产生安全事故。教师可以让有经验的孩子来演示，然后适当纠正、强调，这一方面是对演示的孩子的一种充分肯定，另一方面也更能吸引其他孩子的注意力。】
5.学生使用工具完成小挂板的制作。交流感受：这些工具分别有什么好处？
生：不用螺丝刀，螺丝只能用手旋进去一点点，手还很疼，用了螺丝刀可以很轻松就旋进去了。
生：没有锤子的话根本就没有办法把钉子钉到大木板上。
生：不用老虎钳的话只能用手使劲掰、反复掰才能弄断铁丝，手很累，铁丝粗一点的话就更难了。
【有了先前的实验方法指导，避免了时间的浪费，大大提高了实验成功率，学生也更能感受到使用工具后带来的好处。】
6.接着出示生活中的筷子、小刀、扫帚等学生经常使用的工具，说说它们的用处和优点。
7.最后交流使用这些工具的共同优点。
生：用的力气变小了。
生：做事情变轻松容易了。
……
【从学生运用熟悉却不熟练的工具进行实践，到熟练地运用工具，发现使用工具的共同优点，从而揭示“机械”这个概念就顺理成章，一点也不突兀了，学生理解起来也更加容易。】
二、充分挖掘学生前概念，化繁为简地设计探究步骤
《怎样移动重物》一课主要引导学生认识杠杆的结构、作用以及用途。杠杆是学生在生活中最广泛接触到的一种简单机械，部分学生也有“杠杆可以省力”的前概念，比如用棍子撬动重物，用起子开罐头盖等。只是他们不了解除了“杠杆省力”，还有“杠杆费力”“杠杆不省力也不费力”，更不清楚跷跷板、天平、剪刀、镊子、钓鱼等都属于杠杆原理。当然，有了“杠杆可以省力”的前概念，学生很容易理解杠杆的三个作用点：阻力点、支点、用力点，只是他们并不清楚三者之间的联系。
怎样设计实验来探究三者的关系成为了本课的重点。“在平衡尺两端挂钩码”是研究阻力点、支点、用力点三者之间的联系最经典的方法。平衡尺两端可挂钩码的位置一般有四五个，“钩码挂在哪里”“怎样挂钩码”“挂几个钩码”成了实验是否有效的关键所在。有的教师虽然强调了这三个问题，甚至出示课件，但是仍然无法阻挡学生“乱挂一气”的激情，导致实验既费时间，探究效果也很差。究其原因，无非就是学生实验的目的性不够明确，操作没有条理，实验中挂钩码的针对性不强。
为解决这些问题，教师在设计实验时思维跨度不能过大，更不能放任学生的“伪探究”，而是要牢牢把控学生的心理，顺着他们的前概念往深处挖掘，一步一个脚印，把他们引向正确的探究之路。
【案例二】
1.教师出示两个平衡尺和钩码，并请学生为大家演示杠杆是如何工作的。
两位学生上来演示：在一端任意位置挂上3个钩码（兩个钩码位置不同），另一端用手撬杠杆。
【学生在生活中接触到的杠杆或在其认知中的杠杆一般为省力杠杆，而平衡尺会激发学生潜意识中“平衡”的概念，使他们默认把钩码挂在对称的位置，这样会对研究阻力点、支点、用力点三者的关系形成阻碍。所以，教师要先牢牢抓住学生潜意识里的“杠杆”概念来搭建，以消除“平衡”概念的不利影响。一般教师在演示的时候往往只用一个平衡尺，我设计时特意选用两组来进行对比，以便发现其中的不同。】
2.教师让学生说一说这两个杠杆的阻力点、支点和用力点分别在哪里。（强调边说边指）
3.教师让学生仔细观察，说一说这两个杠杆有什么不同之处。
生：阻力点的位置不一样，一个在第一格，一个在第四格。
师引导：也就是说，一个杠杆的阻力点到支点的距离是一格的距离，一个杠杆的阻力点到支点的距离是四格的距离。 【用两个学生来组装两个不同杠杆，是为了突出杠杆的不同，并顺着学生的思路引出“距离”概念，便于学生理解后面的实验探究。在这里，教师没有必要向学生引入“力臂”概念，那样只会徒增学生的困惑。】
4.学生已经明白杠杆可以省力，教师请学生说一说这两个杠杆哪个更加省力。
生猜测。
5.教师请两位学生分别再来撬撬看，感受一下哪个杠杆更省力。
生体验：我们感觉这个（距离一格）省力一点。
6.没有参与体验的学生感受不到哪个杠杆更省力，让两位学生自己想办法让大家能用眼睛直观地看到哪个杠杆更省力。
学生讨论并总结方法：在相同用力点位置上挂钩码，把阻力点的钩码翘起来用的钩码少的较省力。
【用钩码来代替用力点，让学生“眼见为实”，更加具有说服力。实践中，两个杠杆的用力点的位置一定是相同的，并且只能在同一个位置上挂。同样，后面学生亲自探究也需遵循这一要求。】
7.学生实验：选择平衡杠杆另一端任一位置作为动力点挂钩码。发现小组间所用的钩码数不一样，有的用的钩码数比阻力点还多。此时，教师适时引出杠杆不都是省力的，并请学生猜测原因。
【这里是学生真正开始动手操作，他们可能会按照自己的意愿胡乱挂，所以实验前一定要再次明确实验要求：只能选择一个位置，只能挂在那个位置。学生明白后很快就会完成任务，通过小组间的汇报比较发现问题，继而引发阻力点、支点、用力点之间的关系探究。】
8.分小组探究阻力点、支点、用力点之间的关系。指定各小组阻力点的位置和钩码数量，把各小组分2个钩码的阻力和4个钩码的阻力分别挂在4个阻力位置（同一位置）进行实验，记录表采用图文结合的方式。
【本实验目的非常明确，就是要探究三者之间的关系。一般有两种方法：一是分小组探究，每个小组负责一两种情况，最后汇总数据；二是每个小组把所有情况都做一遍，最后讨论结果。两种方法各有各的优缺点，运用得当都是可行的。不过无论哪种方案，都离不开实验前的指导：按照一定顺序实验，不漏掉任何一种情况。这样才能让学生更加容易获得科学的实验数据，便于分析，也更容易让学生养成良好的探究习惯。采用圖表的形式可以更加直观地反映出阻力点、支点、用力点三者的关系，给学生视觉上的冲击，继而通过数据汇总分析，让学生完成从直观到理性思维的过渡。】
9.交流实验结果：数据汇总分析，最后引出省力杠杆、费力杠杆、平衡杠杆。
【在前面扎实有效的探究实验基础上，得出结论是水到渠成的事。学生充分理解了三者之间的关系，以后判断生活中的工具是否为杠杆，是什么类型的杠杆就会容易得多了。】
三、综述
《神奇的机械》这一单元还有另外四节内容都是建立在前两节内容的基础上的，探究方法类似。两个课例，我都从学生的认知出发，设计“分解式”探究实验，一步步引领学生走向“科学”的探究。但需要注意的是，教师要充分认清自己的定位，只做学生的引领者，充分把握学生的认知刚需。在设计探究实验时还要遵循几项基本原则，一是紧紧贴近生活，二是顺着学生的思路，三是注重实验的指导。这样在授课的时候学生才会感兴趣，教师才会得心应手，课堂教学才会达到事半功倍的效果。
一、正确把握课堂目标，积极创设探究环境
《什么是机械》一课是指导学生从总体上认识机械。教学中，一般教师多是提出“什么是机械”“下面哪些物品是机械”“这些物品有什么作用”的三连问，并出示许多生活中常见的工具让学生讨论，最后在教师的“点拨”下，学生说出机械的定义，或者教师直接出示机械的定义。我觉得这样的教法对小学生来说毫无意义，本课的目标并不是要给学生灌输“机械”的定义，而是想方设法为学生提供动手的机会，让他们在亲身实践中发现这些工具给我们带来的好处，从而发现它们的共同特点—能够帮助人们降低工作难度或省力。所以，与其让学生盲目地讨论、空谈，还不如让他们选择一些工具来具体做一些事情，然后与没有工具进行对比，在探究活动中发现工具的作用。
为了使探究更加有效，教师可以创设一定的情境激发学生的探究兴趣，同时要注重对探究实验进行科学指导。
【案例一】
1.创设情境：制作小挂板，并挂到大木板上。材料：1块木板、2颗螺丝、1根铁钉、1段长铁丝。
2.教师让学生讨论交流怎么做。
生：在小木板顶部旋上2颗螺丝，在螺丝上缠上铁丝，再在大木板上钉个钉子挂上去就可以了。
【教师出示提前完成的样品，为学生实验指明方向，避免学生没有目的地乱弄。】
3.学生实验。发现徒手操作比较困难，提出需要工具：螺丝刀、锤子、老虎钳。
4.教师出示螺丝刀、锤子、老虎钳，询问谁用过这些工具，怎么使用，让学生前来演示，并向学生强调注意事项。
【本环节是该探究活动前的重要指导。现在的孩子大多没有使用这些工具的经验，容易因操作方法不当导致实验时间过长，也容易产生安全事故。教师可以让有经验的孩子来演示，然后适当纠正、强调，这一方面是对演示的孩子的一种充分肯定，另一方面也更能吸引其他孩子的注意力。】
5.学生使用工具完成小挂板的制作。交流感受：这些工具分别有什么好处？
生：不用螺丝刀，螺丝只能用手旋进去一点点，手还很疼，用了螺丝刀可以很轻松就旋进去了。
生：没有锤子的话根本就没有办法把钉子钉到大木板上。
生：不用老虎钳的话只能用手使劲掰、反复掰才能弄断铁丝，手很累，铁丝粗一点的话就更难了。
【有了先前的实验方法指导，避免了时间的浪费，大大提高了实验成功率，学生也更能感受到使用工具后带来的好处。】
6.接着出示生活中的筷子、小刀、扫帚等学生经常使用的工具，说说它们的用处和优点。
7.最后交流使用这些工具的共同优点。
生：用的力气变小了。
生：做事情变轻松容易了。
……
【从学生运用熟悉却不熟练的工具进行实践，到熟练地运用工具，发现使用工具的共同优点，从而揭示“机械”这个概念就顺理成章，一点也不突兀了，学生理解起来也更加容易。】
二、充分挖掘学生前概念，化繁为简地设计探究步骤
《怎样移动重物》一课主要引导学生认识杠杆的结构、作用以及用途。杠杆是学生在生活中最广泛接触到的一种简单机械，部分学生也有“杠杆可以省力”的前概念，比如用棍子撬动重物，用起子开罐头盖等。只是他们不了解除了“杠杆省力”，还有“杠杆费力”“杠杆不省力也不费力”，更不清楚跷跷板、天平、剪刀、镊子、钓鱼等都属于杠杆原理。当然，有了“杠杆可以省力”的前概念，学生很容易理解杠杆的三个作用点：阻力点、支点、用力点，只是他们并不清楚三者之间的联系。
怎样设计实验来探究三者的关系成为了本课的重点。“在平衡尺两端挂钩码”是研究阻力点、支点、用力点三者之间的联系最经典的方法。平衡尺两端可挂钩码的位置一般有四五个，“钩码挂在哪里”“怎样挂钩码”“挂几个钩码”成了实验是否有效的关键所在。有的教师虽然强调了这三个问题，甚至出示课件，但是仍然无法阻挡学生“乱挂一气”的激情，导致实验既费时间，探究效果也很差。究其原因，无非就是学生实验的目的性不够明确，操作没有条理，实验中挂钩码的针对性不强。
为解决这些问题，教师在设计实验时思维跨度不能过大，更不能放任学生的“伪探究”，而是要牢牢把控学生的心理，顺着他们的前概念往深处挖掘，一步一个脚印，把他们引向正确的探究之路。
【案例二】
1.教师出示两个平衡尺和钩码，并请学生为大家演示杠杆是如何工作的。
两位学生上来演示：在一端任意位置挂上3个钩码（兩个钩码位置不同），另一端用手撬杠杆。
【学生在生活中接触到的杠杆或在其认知中的杠杆一般为省力杠杆，而平衡尺会激发学生潜意识中“平衡”的概念，使他们默认把钩码挂在对称的位置，这样会对研究阻力点、支点、用力点三者的关系形成阻碍。所以，教师要先牢牢抓住学生潜意识里的“杠杆”概念来搭建，以消除“平衡”概念的不利影响。一般教师在演示的时候往往只用一个平衡尺，我设计时特意选用两组来进行对比，以便发现其中的不同。】
2.教师让学生说一说这两个杠杆的阻力点、支点和用力点分别在哪里。（强调边说边指）
3.教师让学生仔细观察，说一说这两个杠杆有什么不同之处。
生：阻力点的位置不一样，一个在第一格，一个在第四格。
师引导：也就是说，一个杠杆的阻力点到支点的距离是一格的距离，一个杠杆的阻力点到支点的距离是四格的距离。 【用两个学生来组装两个不同杠杆，是为了突出杠杆的不同，并顺着学生的思路引出“距离”概念，便于学生理解后面的实验探究。在这里，教师没有必要向学生引入“力臂”概念，那样只会徒增学生的困惑。】
4.学生已经明白杠杆可以省力，教师请学生说一说这两个杠杆哪个更加省力。
生猜测。
5.教师请两位学生分别再来撬撬看，感受一下哪个杠杆更省力。
生体验：我们感觉这个（距离一格）省力一点。
6.没有参与体验的学生感受不到哪个杠杆更省力，让两位学生自己想办法让大家能用眼睛直观地看到哪个杠杆更省力。
学生讨论并总结方法：在相同用力点位置上挂钩码，把阻力点的钩码翘起来用的钩码少的较省力。
【用钩码来代替用力点，让学生“眼见为实”，更加具有说服力。实践中，两个杠杆的用力点的位置一定是相同的，并且只能在同一个位置上挂。同样，后面学生亲自探究也需遵循这一要求。】
7.学生实验：选择平衡杠杆另一端任一位置作为动力点挂钩码。发现小组间所用的钩码数不一样，有的用的钩码数比阻力点还多。此时，教师适时引出杠杆不都是省力的，并请学生猜测原因。
【这里是学生真正开始动手操作，他们可能会按照自己的意愿胡乱挂，所以实验前一定要再次明确实验要求：只能选择一个位置，只能挂在那个位置。学生明白后很快就会完成任务，通过小组间的汇报比较发现问题，继而引发阻力点、支点、用力点之间的关系探究。】
8.分小组探究阻力点、支点、用力点之间的关系。指定各小组阻力点的位置和钩码数量，把各小组分2个钩码的阻力和4个钩码的阻力分别挂在4个阻力位置（同一位置）进行实验，记录表采用图文结合的方式。
【本实验目的非常明确，就是要探究三者之间的关系。一般有两种方法：一是分小组探究，每个小组负责一两种情况，最后汇总数据；二是每个小组把所有情况都做一遍，最后讨论结果。两种方法各有各的优缺点，运用得当都是可行的。不过无论哪种方案，都离不开实验前的指导：按照一定顺序实验，不漏掉任何一种情况。这样才能让学生更加容易获得科学的实验数据，便于分析，也更容易让学生养成良好的探究习惯。采用圖表的形式可以更加直观地反映出阻力点、支点、用力点三者的关系，给学生视觉上的冲击，继而通过数据汇总分析，让学生完成从直观到理性思维的过渡。】
9.交流实验结果：数据汇总分析，最后引出省力杠杆、费力杠杆、平衡杠杆。
【在前面扎实有效的探究实验基础上，得出结论是水到渠成的事。学生充分理解了三者之间的关系，以后判断生活中的工具是否为杠杆，是什么类型的杠杆就会容易得多了。】
三、综述
《神奇的机械》这一单元还有另外四节内容都是建立在前两节内容的基础上的，探究方法类似。两个课例，我都从学生的认知出发，设计“分解式”探究实验，一步步引领学生走向“科学”的探究。但需要注意的是，教师要充分认清自己的定位，只做学生的引领者，充分把握学生的认知刚需。在设计探究实验时还要遵循几项基本原则，一是紧紧贴近生活，二是顺着学生的思路，三是注重实验的指导。这样在授课的时候学生才会感兴趣，教师才会得心应手，课堂教学才会达到事半功倍的效果。