對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)研析

〔摘" "要〕" 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是集知識能力和科學(xué)思維于一體的綜合實(shí)踐活動。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中合理運(yùn)用對比實(shí)驗(yàn)，不僅能引導(dǎo)學(xué)生積極參與科學(xué)探究活動，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。本文將探討如何通過對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研析

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）19" " 0067-03

一、對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值

對比實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)探究方法，是通過控制單一變量在其他條件相同的情況下，觀察和比較不同實(shí)驗(yàn)組別之間的差異，從而得出科學(xué)結(jié)論的一種實(shí)驗(yàn)方法。在小學(xué)科學(xué)教育中，對比實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫剡_(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，幫助學(xué)生理解科學(xué)概念，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和探究能力。

（一）有助于學(xué)生對概念的理解

小學(xué)科學(xué)課程涉及諸多科學(xué)概念，一些概念較為抽象，學(xué)生難以通過單純的講授來理解。對比實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生在控制變量的情況下，觀察和比較不同實(shí)驗(yàn)條件下的現(xiàn)象和結(jié)果，從而更加直觀、深刻地理解科學(xué)概念的內(nèi)涵與外延。例如，在“光合作用”知識的教學(xué)中，教師通過設(shè)置有陽光和無陽光兩組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以清晰地看到植物在不同光照條件下的生長差異，進(jìn)而理解陽光對植物生長的重要性這一概念。

（二）有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力

對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)、觀察記錄、分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。在這個(gè)過程中，學(xué)生需要思考如何確定變量、控制變量，如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性，如何對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋等。這些活動能夠鍛煉學(xué)生的觀察能力、思考能力、動手能力、數(shù)據(jù)處理能力和邏輯推理能力，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，引導(dǎo)他們從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)，從淺層思維轉(zhuǎn)向深層思維。

（三）有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

小學(xué)生具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，對比實(shí)驗(yàn)具有直觀性、趣味性和探索性的特點(diǎn)，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以親身體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，看到神奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感受到科學(xué)的魅力。例如，在青島版科學(xué)四年級上冊“溶解的快慢與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過改變水溫、攪拌等條件，觀察物質(zhì)溶解速度的變化，這種親自動手操作和探索未知的過程能夠極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們更加主動地參與到科學(xué)學(xué)習(xí)中。

二、對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問題

（一）對實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫獠簧钊耄瑢W(xué)生缺乏主動思考

部分教師在進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，未深入理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荒艹浞忠龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和探究。學(xué)生往往只是機(jī)械地按照教師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，沒有真正理解實(shí)驗(yàn)原理和目的，不清楚為什么要進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)，要探究的核心問題是什么。這導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中缺乏主動性和思考性，無法真正從實(shí)驗(yàn)中獲得對科學(xué)概念和原理的深刻理解，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的性不強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式，很難真正起到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的作用。

（二）變量控制不到位

對比實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于控制變量，只有保證除了要研究的變量外其他條件相同，才能得出科學(xué)準(zhǔn)確的結(jié)論。然而在實(shí)際教學(xué)中，一些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)沒有嚴(yán)格控制變量，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。例如，在青島版科學(xué)四年級下冊“聲音的傳播”實(shí)驗(yàn)中，要探究聲音在固體、液體和氣體中的傳播速度，學(xué)生可能會因?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材的差異、操作手法的不同等因素，致使除了傳播介質(zhì)外其他變量未得到有效控制，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和結(jié)論的可靠性。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性

一些教師在設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，缺乏系統(tǒng)性和邏輯性。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)簡單粗糙，沒有充分考慮學(xué)生的認(rèn)知水平和實(shí)驗(yàn)的可行性。例如，在選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，沒有考慮材料的易得性和安全性；在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，沒有詳細(xì)規(guī)劃操作流程和注意事項(xiàng)，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)混亂和錯(cuò)誤，無法順利完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，影響教學(xué)效果。

（四）對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論不充分

實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論是對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的深入分析和討論，學(xué)生能夠總結(jié)規(guī)律、發(fā)現(xiàn)問題、拓展思維。但在實(shí)際教學(xué)中，部分教師對這一環(huán)節(jié)重視不夠，只是簡單地讓學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后直接給出結(jié)論。學(xué)生沒有充分的機(jī)會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和思考，無法深入理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果背后的科學(xué)原理，也難以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新能力。

三、對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施策略

（一）精備實(shí)驗(yàn)材料，提高實(shí)驗(yàn)效率

實(shí)驗(yàn)材料的選擇直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗和教學(xué)效果。教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯W(xué)生的實(shí)際情況，選擇合適的、易得的、安全的實(shí)驗(yàn)材料。有些學(xué)校的實(shí)驗(yàn)材料難以滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要和實(shí)際情況，制作和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料。例如，在青島版科學(xué)三年級上冊“探究植物的蒸騰作用”實(shí)驗(yàn)中，可以選擇常見的植物葉片如綠蘿葉片、透明塑料袋、橡皮筋等材料，這些材料容易獲取且操作簡單，能夠讓學(xué)生直觀地觀察到植物葉片的蒸騰現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)前，教師要組織學(xué)生做好充分的準(zhǔn)備工作，包括檢查實(shí)驗(yàn)器材是否齊全、完好，向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和安全規(guī)則等。

（二）創(chuàng)設(shè)問題情境，引發(fā)學(xué)生思考

思維源于問題，問題意識強(qiáng)的學(xué)生都擁有強(qiáng)烈的好奇心，能夠保持探究熱情，在思考中產(chǎn)生疑問，在疑問中積累思維經(jīng)驗(yàn)。在對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要以學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生提出問題，引導(dǎo)他們主動思考、積極探究。例如，在探究青島版科學(xué)五年級下冊“影響電磁鐵磁力大小的因素”時(shí)，教師可以先提出問題“電磁鐵的磁力大小與什么因素有關(guān)？”然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想和假設(shè)，鼓勵(lì)學(xué)生從對具體現(xiàn)象和事物的觀察比較中主動提出問題。學(xué)生在問題的引導(dǎo)下，會積極思考，提出各種實(shí)驗(yàn)方案。通過這種方式，學(xué)生不僅能夠主動參與實(shí)驗(yàn)，還能學(xué)會從問題出發(fā)進(jìn)行科學(xué)探索，并且在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

（三）化繁為簡，精準(zhǔn)確定實(shí)驗(yàn)變量

大多數(shù)對比實(shí)驗(yàn)中可變化的條件比較多，如果在教學(xué)中對實(shí)驗(yàn)的條件不加限制，那么在實(shí)驗(yàn)過程中往往會出現(xiàn)復(fù)雜的、多變的不同現(xiàn)象，影響學(xué)生尋找其中變化的規(guī)律。在這種情況下，教師要適當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)條件的變化，精準(zhǔn)確定實(shí)驗(yàn)變量，排除次要因素的干擾，盡可能地讓學(xué)生從簡化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)某種變化的規(guī)律。在設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)之前，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)中的自變量和因變量。通過讓學(xué)生清晰地認(rèn)識自變量和因變量，幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路。在確定了自變量和因變量后，還要采用相同的實(shí)驗(yàn)器材、相同的操作方法等來控制無關(guān)變量，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

（四）合理引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果科學(xué)分析與討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要組織學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?？梢宰尭餍〗M選派代表將本小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展示出來，其他小組的學(xué)生認(rèn)真聽取并記錄。教師要引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，觀察數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，思考數(shù)據(jù)變化背后的原因?？梢酝ㄟ^提問、小組討論等方式，啟發(fā)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生深入分析數(shù)據(jù)，得出科學(xué)結(jié)論。在學(xué)生分析完實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行討論，分享自己的觀點(diǎn)和想法。同時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步拓展思維，思考實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)際生活中的應(yīng)用或與其他相關(guān)科學(xué)知識的聯(lián)系。例如，在青島版科學(xué)四年級下冊“探究物體的熱脹冷縮”實(shí)驗(yàn)后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生討論熱脹冷縮現(xiàn)象在橋梁建設(shè)、溫度計(jì)制作等方面的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識面和視野。

（五）簡潔記錄，有序探究

科學(xué)思維的發(fā)展常以科學(xué)記錄為載體。學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)探究中記錄實(shí)驗(yàn)猜想、實(shí)驗(yàn)步驟、使用器材、數(shù)據(jù)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論等，因而科學(xué)記錄單是必不可少的，這是進(jìn)行探究活動的過程性資料，是得出科學(xué)結(jié)論的事實(shí)證據(jù)，能夠完整地再現(xiàn)學(xué)生思維和探究的過程。在設(shè)計(jì)記錄單時(shí)，教師可根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)生實(shí)際，適當(dāng)減少不必要的因素，凸顯記錄的重點(diǎn)，便于學(xué)生快速簡潔記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再現(xiàn)思考過程，有序開展實(shí)驗(yàn)探究。

（六）開展數(shù)字化對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一些學(xué)校由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，無法滿足每個(gè)學(xué)生進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)的需求，甚至分組實(shí)驗(yàn)、輪流實(shí)驗(yàn)都無法滿足，而開展數(shù)字化對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能有效解決上述問題。

利用虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件。選擇適合小學(xué)生的虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件，如“小學(xué)科學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室”軟件，它涵蓋了生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)和地球與空間科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)。

借助在線教育平臺的實(shí)驗(yàn)資源。在比較不同材料的導(dǎo)熱性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以在中小學(xué)智慧教育平臺找到對比金屬、塑料、木頭等材料導(dǎo)熱性能的視頻。播放視頻前，教師可提出引導(dǎo)性問題，“你認(rèn)為哪種材料導(dǎo)熱最快？”視頻播放過程中教師可適時(shí)暫停讓學(xué)生觀察不同材料上的蠟燭熔化速度的差異。播放完視頻后，組織學(xué)生進(jìn)行對比總結(jié)。

利用動畫和模擬課件。教師可以自己制作簡單的動畫，或者從教育資源網(wǎng)站下載動畫。以“植物的光合作用和呼吸作用”對比動畫為例，教師可以在播放過程中提問，如“光合作用和呼吸作用分別在植物的什么部位進(jìn)行？”“它們對植物的生長分別有什么作用？”讓學(xué)生在對比兩種生理過程的動畫演示中，理解光合作用制造有機(jī)物和氧氣，呼吸作用消耗氧氣和有機(jī)物的本質(zhì)區(qū)別。

四、反思與展望

小學(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力具有極為重要的意義。雖然當(dāng)前在教學(xué)中存在一些問題，但通過精準(zhǔn)確定實(shí)驗(yàn)變量、科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、有效實(shí)施實(shí)驗(yàn)過程等，可以有效地提高小學(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效果。我們應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造更多的實(shí)驗(yàn)探究機(jī)會，讓學(xué)生在對比實(shí)驗(yàn)的探究過程中，更好地領(lǐng)略科學(xué)的魅力，掌握科學(xué)研究的方法，為其未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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