優(yōu)化中年級科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

林云華

探究式科學(xué)教育是教育改革的重要組成部分?？茖W(xué)探究教學(xué)含測量、推理、預(yù)測等基本的科學(xué)過程技能，以及假設(shè)、控制變量、解釋數(shù)據(jù)等整合的科學(xué)過程技能。對比實(shí)驗(yàn)是小學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，其核心就是控制變量。

一、對比實(shí)驗(yàn)的概念

對比實(shí)驗(yàn)是以正確的實(shí)驗(yàn)操作和觀察方法為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為依據(jù)，對實(shí)驗(yàn)過程中通過人為控制所產(chǎn)生的兩個(gè)現(xiàn)象之間進(jìn)行對比分析的一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)中要控制變量，每次實(shí)驗(yàn)只能改變一個(gè)研究因素，然后分析和比較實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，從而找出實(shí)驗(yàn)對象與改變的因素之間的關(guān)系，得出結(jié)論。通過對比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能更深入地把握概念和原理知識。

二、中年級對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的一些問題

科學(xué)探究始終貫穿在小學(xué)科學(xué)的教學(xué)中，從低年級到高年級有很多對比性的實(shí)驗(yàn)。中年級是培養(yǎng)控制變量科學(xué)思維的重要階段，但在對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中存在幾個(gè)問題：

（1） 教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)探究問題不夠明確清晰或者學(xué)生對探究主題不夠興趣，探究較為混亂或探究積極性不高等問題。

（2）教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生雖然有設(shè)計(jì)變量的意識，但對影響結(jié)果的變量因素概念較為模糊，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中幾個(gè)變量交叉的現(xiàn)象比較普遍，設(shè)計(jì)一個(gè)變量的能力較為薄弱。

（3）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，器材是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，但常常出現(xiàn)已有實(shí)驗(yàn)材料無法滿足實(shí)際教學(xué)需要，器材缺乏或不好使用，從而對實(shí)驗(yàn)的組織、實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成很大的影響。

（4）中年級實(shí)驗(yàn)由簡單到復(fù)雜、由定性到定量，要培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真客觀做好實(shí)驗(yàn)記錄、收集整理數(shù)據(jù)，但中年級學(xué)生對數(shù)據(jù)意識不強(qiáng)，從而影響對實(shí)驗(yàn)內(nèi)在規(guī)律的探究。

三、優(yōu)化中年級對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

1. 優(yōu)化探究主題，提高探究積極性。

第一，對比實(shí)驗(yàn)要明確探究問題，可以是探究某種變化和什么因素有關(guān)，因此要保持其他的量不變，改變其中一個(gè)因素，以確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和這個(gè)改變因素的關(guān)系。第二，從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)提出問題，從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中，發(fā)現(xiàn)和提出生活實(shí)際中的簡單科學(xué)問題。第三，基于中年級學(xué)生初步接觸對比實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，對于探究的問題，教師可以基于一定的設(shè)計(jì)，使探究問題更有趣味性，讓學(xué)生更有興趣探究。

例如，教學(xué)“研究拉力和彈簧伸長長度之間的關(guān)系”，教師可以明確提出“每增加一個(gè)鉤碼，彈簧拉伸長度有什么變化”，在不同的彈簧上分別掛0個(gè)、1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)鉤碼，讓學(xué)生探索拉力大小與彈簧拉伸長度的關(guān)系，找到規(guī)律;“把鹽放到水里”一課的教學(xué)重點(diǎn)是探究影響鹽在水中溶解快慢的因素，由于學(xué)生有了一定的日常生活的經(jīng)驗(yàn)，對其影響因素有比較全面的認(rèn)識，因此基于熟悉的主題，將涉及的可能因素一一羅列，學(xué)生能更清楚地掌握對比實(shí)驗(yàn)是如何實(shí)施，怎樣控制變量，需要改變什么因素等。

2. 強(qiáng)化對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)控制變量的意識。

小學(xué)科學(xué)課程須根據(jù)學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知規(guī)律，由淺入深、由易到難地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。因此在對比實(shí)驗(yàn)具體實(shí)施中，不僅要講究不同變化條件的變化順序，更要注重對比實(shí)驗(yàn)的層次性、連貫性，以此培養(yǎng)學(xué)生控制變量的意識。

例如“土壤的類型”教學(xué)中，比較三種土壤的滲水性，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到需選用相同的裝置、裝的土壤的量要一樣多、倒入的水的體積要一樣多，從而觀察哪一種變量影響了土壤的滲水性，明確變量因素，培養(yǎng)控制變量的意識。

3. 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)選材，提高探究效果。

（1）要精選實(shí)驗(yàn)選材，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加清晰明顯?！疤骄坷Υ笮∨c小車前進(jìn)快慢的關(guān)系”的教學(xué)中，學(xué)生使用鉤碼來替代拉力，以桌面作為小車前進(jìn)的路面。實(shí)驗(yàn)中因前進(jìn)距離有限，鉤碼的重力大，對小車的拉力大，所以在實(shí)驗(yàn)過程中小車前進(jìn)時(shí)間很短，特別是用兩個(gè)以上鉤碼時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間就更短了，造成計(jì)時(shí)困難，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確誤差很大，實(shí)驗(yàn)規(guī)律不清晰。有鑒于此，實(shí)驗(yàn)中教師要備好器材，可以選擇質(zhì)量較輕的鉤碼或者讓小車的重量加大，這樣小車運(yùn)動(dòng)起來時(shí)間更長，學(xué)生更加容易計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)也更有效。

（2）自制實(shí)驗(yàn)器材，簡化實(shí)驗(yàn)操作，讓實(shí)驗(yàn)更加有效。有些器材可以利用生活中的瓶瓶蓋蓋進(jìn)行改造創(chuàng)新。例如，在“比較不同液體的粘稠度”的教學(xué)中，筆者用PVC板設(shè)計(jì)一個(gè)用于液體流動(dòng)的板面，在板面一端同一起始線位置，均勻選四個(gè)位置開口，放入同樣大小的礦泉水瓶蓋作為盛放液體的容器，四個(gè)位置分別劃出一條滑道。實(shí)驗(yàn)時(shí)先把液體分別倒?jié)M四個(gè)蓋子，以保證放的液體一樣多，然后將盛放液體的一端逐步抬高，四種液體會(huì)同時(shí)從一端流向另一端。這樣的操作保證了四份液體分別從同一高度同時(shí)流下，以自制的、簡單的實(shí)驗(yàn)器材保證了實(shí)驗(yàn)的較為完滿的進(jìn)行。

4. 優(yōu)化數(shù)據(jù)記錄，提高數(shù)據(jù)分析能力。

（1）重復(fù)實(shí)驗(yàn)，減少誤差。搜集證據(jù)是科學(xué)探究活動(dòng)的要點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論要從大量的數(shù)據(jù)中歸納出來。對于中年級學(xué)生來說，很多實(shí)驗(yàn)的誤差或者一些不經(jīng)意的錯(cuò)誤操作會(huì)給實(shí)驗(yàn)結(jié)論造成干擾，因此多做幾次實(shí)驗(yàn)，得到更多組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更容易找到結(jié)果和影響因素的關(guān)系或規(guī)律，體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄繎B(tài)度。

（2）整理分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識。數(shù)據(jù)是對比實(shí)驗(yàn)最重要的實(shí)證之一，是得出結(jié)論、做出解釋的最重要依據(jù)，在對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生正確收集、整理分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識。在“力與運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，探究拉力大小與彈簧拉伸長度的關(guān)系中，很多學(xué)生利用教師提供的一個(gè)鉤碼、兩個(gè)鉤碼、三個(gè)鉤碼得到彈簧伸長的長度數(shù)據(jù)分別在2.5 cm、 5 cm、 7.5 cm左右。但有一組同學(xué)數(shù)據(jù)為1.5 cm、 4 cm、6.5 cm，在學(xué)生對數(shù)據(jù)分析討論后，認(rèn)為這一組比較“特別”的數(shù)據(jù)可能存在問題，小組學(xué)生又進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)是測量彈簧原長時(shí)本來應(yīng)該是6.5? cm、結(jié)果測量成了7.5? cm，造成了數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。經(jīng)過數(shù)據(jù)的整理分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中的問題，并意識到數(shù)據(jù)測量的重要性，培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識。

（3）優(yōu)化記錄表格，有效完成實(shí)驗(yàn)。為了更好地給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，教師可以對實(shí)驗(yàn)記錄單進(jìn)行優(yōu)化。例如“力與運(yùn)動(dòng)”中探究拉力大小與運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系，教材提供的記錄單是要寫出完整的實(shí)驗(yàn)過程，對四年級的學(xué)生來說難度較大。我們可以對實(shí)驗(yàn)記錄單進(jìn)行優(yōu)化，比如利用重點(diǎn)部分填空的形式讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程的描述，降低學(xué)生的設(shè)計(jì)難度，方便學(xué)生更加明確記錄的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生有效地完成對比實(shí)驗(yàn)。

總之，中年級小學(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要堅(jiān)持問題導(dǎo)向、注重實(shí)驗(yàn)器材研究、關(guān)注思維持續(xù)發(fā)展、培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識，讓對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加合理有效。

（作者單位：福建省福州市平潭第二實(shí)驗(yàn)小學(xué)？搖？搖？搖

責(zé)任編輯：蘇少偉）