用控制變量法引導(dǎo)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐

楊娜

控制變量是科學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的方法，是指除了實(shí)驗(yàn)因素（自變量），控制所有影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無關(guān)變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)研究中要想得到科學(xué)的結(jié)論，控制無關(guān)變量是關(guān)鍵。在小學(xué)科學(xué)探究活動中運(yùn)用控制變量的方法，能夠讓學(xué)生像科學(xué)家那樣發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力。

《各種各樣的紙》一課屬于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容，教材是基于學(xué)生的校園生活經(jīng)驗(yàn)圈來設(shè)計(jì)的，教材從學(xué)生的生活出發(fā)，引出研究各種各樣的紙這個問題。教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過表面觀察、相互比較和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，逐步加深對紙的認(rèn)識，認(rèn)識到各種紙因?yàn)橛胁煌奶攸c(diǎn)而有不同的用途，從而達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。本課的教學(xué)目標(biāo)包括：

1.認(rèn)識不同的材料有不同的特點(diǎn)和用途。

2.能夠?qū)堖M(jìn)行仔細(xì)觀察和比較。

3.能夠設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)比較不同紙的性能。

4.了解不同的紙?jiān)谏钪械挠猛尽?/p>

本課的主要活動有：

1.觀察各種各樣的紙。

2.探究各種紙的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)。

3.比較不同紙的性能。

4.了解紙?jiān)谏a(chǎn)生活中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)和制作紙制品。

在以往執(zhí)教《各種各樣的紙》一課時，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生參與得少，體驗(yàn)不夠深刻，課堂教學(xué)常常枯燥無味。為了讓學(xué)生在科學(xué)實(shí)踐活動中獲得更加深刻的探究體驗(yàn)，我運(yùn)用了控制變量法進(jìn)行教學(xué)。

觀察各種各樣的紙，了解它們的特點(diǎn)

首先通過猜謎語的形式引入新課，再讓學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)說一說日常生活中常見的紙，觀察實(shí)驗(yàn)籃中紙的實(shí)物并說出其名稱。然后結(jié)合紙制品，出示相應(yīng)的各種紙的樣本，讓學(xué)生利用各種感官進(jìn)行觀察，認(rèn)識各種紙的厚度、軟硬、粗糙度、紋理等特點(diǎn)。學(xué)生對各種紙的觀察，為下面探究紙的性能做了鋪墊，使他們的推測有了一定的依據(jù)。通過引導(dǎo)學(xué)生觀察，也向他們滲透對變量的認(rèn)識，知道變量就是基于事物的一些特征，可以改變或控制的影響因素。

運(yùn)用控制變量法探究紙的吸水性

教學(xué)中，我給學(xué)生提供了餐巾紙、皺紋紙、打印紙、牛皮紙、瓦楞紙，這些紙的吸水性有一定的差別，但差別不是很大，這樣可以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。學(xué)生根據(jù)已有生活經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合對各種紙的觀察，先對各種紙的吸水性的強(qiáng)弱進(jìn)行推測，按照從強(qiáng)到弱的順序進(jìn)行排序。然后引出問題：我們的推測準(zhǔn)確嗎？怎樣用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們的推測？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引導(dǎo)他們認(rèn)識實(shí)驗(yàn)中的控制變量：為了比較各種紙的吸水性，需要在什么條件下比較才能讓實(shí)驗(yàn)更加公平？在這個環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生識別變量和一些無關(guān)變量，再通過控制變量法，指導(dǎo)他們將大小相等、長短相同的各種紙條同時放入盛有紅色水的玻璃水槽中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，控制了一些無關(guān)變量，只改變了紙的種類這個變量，以此觀察水在紙條中的上升高度。由此得出結(jié)論：餐巾紙的吸水性最強(qiáng)，打印紙的吸水性最弱。

在這個實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生經(jīng)歷了提出問題、猜想假設(shè)、控制變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析論證、合作交流等科學(xué)探究過程，他們像科學(xué)家那樣通過控制變量進(jìn)行探究，獲得了更加深刻的體驗(yàn)，也得出了比較科學(xué)的結(jié)論。

利用控制變量法探究紙的韌性

探究紙的韌性時，我先讓學(xué)生動手拉兩種大小一樣的紙，初步感受什么是紙的韌性。然后，根據(jù)教材上用測力計(jì)拉紙條的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生猜想哪種紙的韌性強(qiáng)。為了激發(fā)學(xué)生的興趣，我讓他們用紙條提小桶，并用勺子向小桶里面加沙，看哪種紙條提起的沙子多。這個實(shí)驗(yàn)比用測力計(jì)測量更容易操作，可以直觀地看到實(shí)驗(yàn)效果。為了確保實(shí)驗(yàn)的公平性，要求學(xué)生只改變紙的種類這個變量，控制其他變量不變。在探究活動中，學(xué)生用同樣形狀的紙條，確保提起小桶的方法一樣。

為了讓實(shí)驗(yàn)更加精準(zhǔn)，我精心準(zhǔn)備了一些材料：鐵架臺、白色的細(xì)沙、掛鉤、海綿、塑料盤、塑料盒、實(shí)驗(yàn)布、標(biāo)有刻度的實(shí)驗(yàn)小桶和勺子、相同形狀的各種紙條。按照控制變量法的方法將實(shí)驗(yàn)分為六步開展（如圖1）：

實(shí)驗(yàn)中，紙的大小相等、長短相同、小孔的位置一樣，只是改變了紙的種類這一個變量，通過提起沙的多少，可以比較不同紙的韌性大小。學(xué)生通過自主探究，得出結(jié)論：瓦楞紙的韌性最強(qiáng)，餐巾紙的韌性最弱。

聯(lián)系生活實(shí)際設(shè)計(jì)制作紙制品

在探究紙的吸水性和韌性后，為進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)，在紙的運(yùn)用環(huán)節(jié)，我組織學(xué)生利用所學(xué)的知識和控制變量的方法，選擇不同的紙，設(shè)計(jì)制作紙制品。學(xué)生根據(jù)所學(xué)的各種各樣紙的特點(diǎn)，利用瓦楞紙制作房子和城堡，利用卡紙制作繡球，利用銅版紙制作各種各樣的畫，利用瓦楞紙和卡紙做科學(xué)小實(shí)驗(yàn)（如圖2）。通過這些活動，學(xué)生將所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中，達(dá)到了學(xué)以致用的目的。

在《各種各樣的紙》一課的教學(xué)中，我將控制變量法運(yùn)用到課堂教學(xué)，改變了以往課堂上學(xué)生參與不積極、枯燥無味的局面，提高了他們的學(xué)習(xí)興趣，使科學(xué)課堂更具有“科學(xué)味”。事實(shí)上，在小學(xué)階段有很多科學(xué)探究活動都可以運(yùn)用控制變量的方法進(jìn)行探究。比如：探究摩擦力的大小與什么有關(guān)，哪些因素影響物體的沉浮，哪種方法可以加快溶解，植物的生長需要哪些條件，太陽光下影子的變化有什么規(guī)律等，都可以使用控制變量的方法進(jìn)行探究。通過教學(xué)實(shí)踐，我認(rèn)為在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中運(yùn)用控制變量法進(jìn)行教學(xué)需要注意以下幾個問題：

首先，要讓學(xué)生理解什么是控制變量法。教師可以結(jié)合教材中呈現(xiàn)的科學(xué)史，介紹科學(xué)家是怎樣控制變量進(jìn)行探究的，幫助學(xué)生理解控制變量法的內(nèi)涵。

其次，要選擇合適的探究主題，最好結(jié)合小學(xué)科學(xué)教材中的科學(xué)實(shí)踐活動進(jìn)行，活動中的變量數(shù)量和應(yīng)用的控制變量方法要與學(xué)生的能力匹配。

最后，要引導(dǎo)學(xué)生將控制變量法運(yùn)用到生活中，解決生活中的一些簡單問題，逐步提高他們獨(dú)立運(yùn)用控制變量法解決實(shí)際問題的能力。