“對比實驗”教學的學習效率

許國忠

縱觀小學科學教材，我們不難發現，在教材中有許多相似類型的實驗，如：“溶解的快慢和什么因素有關”“種子發芽和什么因素有關”“擺的快慢和什么因素有關”等，這些實驗就是我們通常說的對比實驗。所謂對比實驗，是指需要設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究各種因素與實驗對象之間的相互關系。它是小學生進行科學探究學習的一種常用方法。

對比實驗在整個小學科學學習中占有較高的比例，對比實驗教學的效果在一定程度上直接影響著科學學科的學習效率。那么如何才能提高對比實驗的教學效果，進而提高科學學科的學習效率呢？下面筆者就談談自己在實踐中的一些做法與想法。

一、選擇合適器材，操作簡單易行

在對比實驗中，實驗儀器、材料選擇是否合理，將直接影響學生對比實驗的成功與否。

例如，在《下沉的物體受到水的浮力》一課“研究下沉物體浮力大小和物體浸入水中體積大小的關系”這個實驗時，教材中引導學生分別將1個鉤碼的三分之一、一半和全部浸入水中，通過改變鉤碼浸入水中的體積大小，測量出下沉物體在水中受到的浮力大小。實驗中，如果按照教材的方法用1個鉤碼來做實驗，我們發現由于實驗室使用的鉤碼比較小，所以鉤碼浸入水中時彈簧秤指數的變化不大，幾乎看不出來，導致實驗失敗。因此，教學中，我將3個鉤碼疊加起來然后用膠帶緊緊纏住，以此來增加鉤碼的體積，結果學生實驗后，發現彈簧秤的指數變化明顯了，實驗效果也清晰了，學生能輕松得出實驗結論，同時也提高了他們的探究積極性。

因此，實驗前合理配置實驗儀器和材料，可以為對比實驗提供基本保障。

二、有效控制變量，過程化繁為簡

對比實驗，是把兩種或兩種以上易混淆的影響物體的因素進行對比分析的一種方式。如果我們在實驗中對多個影響的因素不加以控制，那么，在實驗過程中，就會出現受多種因素影響的不同現象，會對學生尋找其中的變化規律造成干擾。因此，在教學中我們要有效控制實驗變量的變化，每次實驗只允許改變一個因素，其余因素都應該保持相同，盡可能引導學生從簡單的實驗現象中發現事物的某種變化規律。

例如，在《電磁鐵的磁力（二）》一課“研究電磁鐵磁力大小和纏繞線圈圈數的關系”實驗時，我們知道影響電磁鐵磁力大小的因素有串聯電池的數量、纏繞線圈的圈數、鐵芯的大小等。因此，我們規定，在實驗時使用串聯電池的數量（兩節）、鐵芯的大小（大號鐵釘）等因素全部相同，僅是纏繞在鐵釘上的線圈的圈數這一個條件不同：10圈、50圈、100圈，通過實驗，學生很容易發現：纏繞在鐵釘上的線圈圈數越多，電磁鐵的磁力就越強，反之，則越弱。

通過這個例子可以發現，有效控制變量可以化繁為簡，也更便于學生尋找事物的變化規律。

三、加大對比力度，現象清晰可見

在對比實驗教學中，為了使對比實驗的兩個對象對比力度更明顯，我們可以在實驗器材的體積、顏色、深淺、高低、數量等方面加大對比的力度。

例如：在《電磁鐵》一課，教學“研究電磁鐵磁力大小和線圈纏繞的圈數之間的關系”這個實驗時，在控制纏繞的圈數上，我選擇讓學生分3次實驗，第1次線圈纏繞10圈，第2次線圈纏繞50圈，第3次線圈纏繞100圈，結果第1次只吸起了一個回形針，第2次吸起了5個左右回形針，第3次則吸起了10多個回形針。

可見，在實驗中加大了線圈纏繞圈數的對比力度，就使實驗的效果更明顯了，也更容易引導學生從實驗現象中發現變化的規律。

四、設計合理順序，效果事半功倍

從皮亞杰的認知理論可知：兒童的思維發展既是連續的，又是分階段的，每個發展階段既不能逾越，也不能逆轉。小學階段的兒童，正處在思維發展的具體運算階段。雖然這一時期的兒童能在頭腦中進行可逆的思維活動，但是如果教師能將對比實驗的各個不同變化條件順序，按照由易到難、由表及里的順序進行逐一探究，那么對提高對比實驗的教學效果必將起到事半功倍的效果。

例如，在《做一個鐘擺》一課，教學“研究擺擺動的快慢和擺的擺長（擺繩長度加擺錘長度）的關系”之前，教師先引導學生研究“擺的快慢和擺繩的長度、擺動幅度及擺錘重量之間的關系的對比實驗”，發現擺的快慢和擺繩的長短有關，和擺錘的重量、擺動的幅度都沒有關系。進而引導學生做不同擺長對擺的快慢影響的對比實驗，有了前面的實驗作鋪墊，學生就快就發現擺的快慢和擺長有關，擺長越長，擺動越慢，反之，擺動越快。

可見，從整個教學過程來看，沒有前一個實驗作鋪墊，學生就很難做好后面的對比實驗，合理設計對比實驗的順序既符合學生思維發展的需求，也能有效提高對比實驗的效率。

五、科學解讀數據，結果說服有力

2017版新課程標準指出：“科學探究要求學生能基于所學的知識，用科學語言、概念圖、統計圖表等方式記錄整理信息，表述探究結果。”可見，在學生分組實驗結束后，教師要引導學生對所記錄的對比實驗數據，采取全班匯報或者由幾個小組代表匯報的形式，對實驗的數據進行科學、合理的分析，從而得出實驗的結論。

例如，在《我們的小纜車》一課，教學“研究拉力對小車運動快慢的影響”這一實驗時，學生通過探究，得出如下數據：

這時，教師就要引導學生對實驗的數據進行分析處理，科學解讀，引導學生思考：“在實驗中什么在發生變化？又是什么引起這樣的變化？”等問題，通過小組討論，集體交流，集思廣益，去偽存真，最后再概括出正確的結論或變化的規律：小車運動快慢與拉力大小有關，拉力越大，小車運動得越快;反之，則運動得越慢。

綜上所述，在對比實驗教學時，我們只要充分考慮學生的認知規律、心理特征，合理設計教學流程，優化教學過程，那么就能使對比實驗教學效果更明顯，從而提高科學學習的效率。

【作者單位：昆山市南港中心小學? 江蘇】