自然科学是以实验为基础的学科。实验是人们研究和认识自然的重要方法。因此，在自然科学的教学中，实验也是重要的教学方法之一。通过实验，不仅可以提供学生对科学现象的感性认识，更可以让学生获得初步的实验技能和观察分析问题的能力。
小学科学实验教学的设计是运用系统论的思想和方法，以学习理论、教学理论为基础，计划和安排实验教学的各个环节、要素，以实现教学效果最优化为目的的活动。通过多年来的实验教学实践与思考，我们可以让学生像科学家那样，亲历科学探究的过程，这有利于充分发挥学生的主体作用，让学生积极主动参与到观察、实验等学习活动中去，亲自感知实验所产生的各种现象和变化，提高自行获取知识的能力，而其中比较重要的一个环节就是学生实验报告的设计与记录。在学生实验的过程中，一份好的实验报告设计，就像是一盏明灯，能给学生指引实验的目标、方向，能提供给学生形成结论的分析数据，进而培养学生科学实验的基本素养，使学生的科学实验效果达到最优化。
一、观察实验报告的填写，有利于学生在实验中观察，进一步培养学生实验的责任心和有序观察能力。
教科版四下《油菜花开了》解剖花的实验中，我设计了如下实验报告，在教学中取得了很好的效果。
《解剖 花》实验人
花的名称
实验方法：用镊子把花的各部分，从外向里一层层撕下，整齐排列并贴在相应的名称左边，数一数，填在相应的空格上。
个萼片
个花瓣
个雄蕊
个雌蕊
在班级（1）上课时我没有设计实验报告，就按照书本上的要求，先介绍解剖花的方法、花的结构，然后让学生按照书本要求独立解剖油菜花。在实验过程中，学生非常认真，且相当活跃，但检查结果时，学生雌雄蕊不分，萼片、花瓣不分，桌上、地上掉落的都是花瓣，实验效果之不佳显而易见。
后来，我根据班级（1）出现的情况，设计了如上实验报告，实验的效果就相当出色。在这个实验报告中，我并没有限制学生解剖何种花，但学生可以根据实验要求很清楚地完成解剖的任务。充分体现了以教师为主导、学生为主体的课堂教学思想；而且在实验的过程中，桌上有了这份实验报告，便时刻提醒着学生做实验究竟是何目的，做实验时必须仔细观察什么，做实验的观察步骤是什么。在解剖花的过程中，动作快的同学还可在老师的同意下，多取一两张实验报告单，多解剖几种花，因此既避免了学生在一旁闲着无所事事而打闹的局面，又进一步提高了这些学生的科学素质。至于个别有困难的学生，教师可在巡视的过程中随时发现问题并加以辅导，让他们也能够尝到独立成功的喜悦，而避免了跟在其他同学后面蒙混过关的心理，以扎扎实实地学会实验操作要领，进一步巩固课堂知识，很好地培养了学生实验的责任心。
好动、注意力容易分散、自控能力差是小学尤其低中年级学生的特点。他们的神经系统较脆弱，感知事物还比较笼统，观察事物往往只注意大概轮廓与整体形象，不能精确地感知事物，也容易忽略事物的某些细节。他们的感知活动较少受目的控制，较多受兴趣控制。[2]他们选择对象往往从兴趣出发，不按老师的要求去感知。比如，老师要求观察花的形状、结构、颜色，他们却会被叶子上的昆虫所吸引。所以，这部分孩子的感知、观察能力只有在老师的严格要求和训练下才能逐渐培养起来。对三、四年级刚刚起步学习科学的孩子来说，老师如果能够为特定的实验设计好观察实验报告，这对培养孩子的观察事物的责任心和有序观察能力能起到事半功倍的效果。
二、探究实验报告的设计，有利于学生在实验中探究，进一步培养学生独立实验的能力。
教科版四上第3单元《声音是怎样产生的》一课，书前面几个小实验都非常简单，教师如做一个实验讲一个实验，不仅浪费时间，而且学生的主观性不能充分体现出来。为此，我就专门为这课设计了一份实验报告，如下：
实验观察记录表 课题 声音是怎样产生的
实验
器材
实验步骤
观察现象并记录
归纳共同点
1
锯条
一手将锯条一端按紧在桌子边缘，另一手向下用力压锯另一端，后放手。
（1）（有，无）声音，
（2）锯条发声时
2
空盒、橡皮筋
把皮筋绷在盒子上，用手指拨动皮筋
（1）（有，无）声音，
（2）皮筋发声时
3
队鼓、上有少许豆粒、小槌
用槌把队鼓敲响
现象：小豆
说明：鼓发声时鼓面
在这个实验过程中，学生根据实验报告的要求便可独立完成实验，也不受限制，多余时间可多做一遍，多研究一遍。
在课堂实验中，教师一般都喜欢采取边讲边实验的方式。教师一边讲解实验的原理和操作要领，一边示范过程，学生一边听，一边看，仿照教师的示范进行实验，学生在同一时间内做同一实验步骤，要求一致，步调一致，课堂次序较易把控。但这种方式下，学生做实验比较被动，不能充分发挥学生的主动性和创造性，不利于培养学生独立思考的能力，也不利于培养学生的独立工作能力。如果能培养学生进行独立实验，则能取得边讲边实验的方法所无法得到的效果。但如果由学生自己独立实验，教师则不易控制纪律，往往无法达到预定目标。在这课中，我设计了以上实验报告后，实验目的、注意事项学生一目了然，学生完全能够独立完成整个实验。这样，不仅培养了学生独立思考的能力，还可以培养学生独立工作的能力，并让学生在实验中总结规律。
三、探究实验报告的设计，有利于学生在实验中探究，进一步培养学生的科学探究能力。
科学探究是科学学习的中心环节。科学探究不仅可以使小学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成正确的思维方式，而且可以使他们识别什么是科学，什么不是科学。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。③在小学阶段，对于学生的探究要求虽然不高，但如果教师在教学和学生实验的过程中,有意识地把探究的全过程或部分过程经过实验报告的填写、设计由扶到放地反复训练,那么学生对整个探究过程的基本方法便能初步地掌握，这便进一步提高了学生的科学探究能力。
科学探究的过程一般有以下八个要素： 1.提出问题 2.猜想与假设 3.制定计划 4.观察、实验、制作 5.搜集整理信息 6.思考与结论 7.反思与评价 8.表达与交流。[3]而一份较完整的实验报告一般包括以下这些部分：1.实验内容2.实验目的3.实验器材4.实验方法5.实验结果6.问题与讨论。将科学探究的实施和实验报告的填写两者相结合，老师在教学时就可以有意识地从扶到放来培养学生自主探究能力。以教科版四下三食物单元《面包发霉了》为例来设计：
问题的提出
霉菌的生长与 有关吗？
霉菌的生长与 有关吗？
猜想与假设
霉菌的生长与温度有关，温度高容易霉菌长得快。
制订实验计划
进行实验
实验方法：
相同条件：两块同样大小的面包，挑同样多少的菌丝，同时滴上10滴水，放入相同的保鲜袋扎紧。
不同的条件：一块放在厨房任一地方，一块放入冰箱
实验方法：
记录实验数据
第1天：
第2天：
第3天：
……
第1天：
第2天：
第3天：
……
结论
如果说“面包的发霉与温度有关”这一探究实验老师需要扶着走，那么另一个问题“面包的发霉与水有关吗？”学生完全可以模仿老师给出的模式自己来进行实验。这不仅能让孩子清晰地了解整个探究的过程，了解了探究的一般步骤，也教给了孩子科学的探究方法，今后再遇到相类似的科学探究问题完全能独立地运用所学的方法去解决，从而进一步提高了学生的探究能力。
四、实验报告的设计与填写，有利于学生在实验中创新，进一步培养学生创造能力和创新精神。
教科版5上《蚯蚓的选择》这一课中，设计了如下实验报告：
实验验证
蚯蚓适宜生活在
明亮还是阴暗的地方
潮湿还是干燥的地方（自己设计）
实验用品准备
一长方形纸和内涂黑，将盒低挖掉一半，贴一块透明塑料薄膜，一块黑湿布，5条蚯蚓。
实验环境准备
桌上铺一块黑湿布，布上放5条蚯蚓，用盒罩住，使蚯蚓在明暗交界处
观察记录
蚯蚓爬向 的地方。
（选择：（1）明亮（2）黑暗）
蚯蚓数量：高处暗处
（填“=”“<”“>”
得出结
论
蚯蚓适宜生活在 环境中
以上实验说明：蚯蚓适宜生活在 、 的环境中。
这张实验报告我重点设计了验证“蚯蚓适于生活在明亮的环境还是阴暗的环境”这一环节。上课前一天我便把实验报告发下去，学生可根据实验报告的要求自行先准备实验材料，而且还可自己设计验证“蚯蚓适于生活在潮湿还是干燥的地方”实验所需的材料，而后根据上课的实验结果进一步验证自己实验设计的正确性，或存在哪些方面的不足，如何改正。通过多次实验，学生自行设计实验的能力大大加强，学生的创造能力也得到进一步的发展。
五、学生实验报告的填写，还便于教师掌握信息反馈，进而针对性地进行辅导。
仍以《声音是怎样产生的》为例。第一年带学生时并没有准备实验报告，因此，在问及学生声音产生时皮筋和鼓有何新的现象，学生均能回答出“震动”。我以为学生所说的“震动”便是我想传授的“振动”，想当然地就写了“振动”两个字，便以为学生都理解了。第二年再上这课时设计了上述实验报告，许多学生根本不能写出“振动”这个词，许多学生经过细致观察能够写出“上下不停地动”“左右来回不停地动”。个别学生填写的是“震动”，“振动”这一词能填出者几乎没有。正是通过学生的实验报告，我才猛然惊醒，上届的学生岂不是稀里糊涂学了个“振动”，真的有必要清清楚楚明明白白告诉学生何为“振动”，此“振动”非那“震动”。
虽然教科版科学教科书相比原先的人教版自然教材有了一些实验记录的表格雏形，但也有一些内容并无实验报告设计，且由于科学书属于循环使用教材，学生不能在书本上随意填写，所以很多实验报告还需要老师结合学生的需要和实际重新进行设计，这就给科学教师提出了更高的要求。教师在使用实验报告的过程中应注意以下几点：
1.设计的实验报告必须以课本为基础，在尊重符合学生认知规律的前提下，巧妙地将掌握科学的学习方法融入到实验报告中。实验报告要精而细，切忌粗而广，让学生无从下手；不能过于死板，应有让学生发挥自我，创造自我的空间。
2.学生的实验报告教师必须认真批改，及时表扬并作出示范，切忌用后便置之不理。只有这样，学生才会认真对待而不马虎了事。
3.教师要注意案例的积累，多和周边学校的科学教育进行横向联系，这样可减少设计的重复劳动，并在学习其他学校先进经验的基础上不断地加以改进。
愿我们教师都能做一个有心人，让学生更好地掌握科学实验技巧，提高科学素养，为学生今后的可持续发展打下结实的基础。