優化中年級科學對比實驗教學的策略

林云華

探究式科學教育是教育改革的重要組成部分?？茖W探究教學含測量、推理、預測等基本的科學過程技能，以及假設、控制變量、解釋數據等整合的科學過程技能。對比實驗是小學探究實驗的重要環節，其核心就是控制變量。

一、對比實驗的概念

對比實驗是以正確的實驗操作和觀察方法為基礎，以實驗現象為依據，對實驗過程中通過人為控制所產生的兩個現象之間進行對比分析的一種實驗教學方法。實驗中要控制變量，每次實驗只能改變一個研究因素，然后分析和比較實驗的結果，從而找出實驗對象與改變的因素之間的關系，得出結論。通過對比實驗，學生能更深入地把握概念和原理知識。

二、中年級對比實驗教學存在的一些問題

科學探究始終貫穿在小學科學的教學中，從低年級到高年級有很多對比性的實驗。中年級是培養控制變量科學思維的重要階段，但在對比實驗教學實踐中存在幾個問題：

（1） 教學中，經常出現探究問題不夠明確清晰或者學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）教學實踐中，學生雖然有設計變量的意識，但對影響結果的變量因素概念較為模糊，在實驗設計中幾個變量交叉的現象比較普遍，設計一個變量的能力較為薄弱。

（3）在實驗教學過程中，器材是實驗的基礎，但常常出現已有實驗材料無法滿足實際教學需要，器材缺乏或不好使用，從而對實驗的組織、實驗結果造成很大的影響。

（4）中年級實驗由簡單到復雜、由定性到定量，要培養學生認真客觀做好實驗記錄、收集整理數據，但中年級學生對數據意識不強，從而影響對實驗內在規律的探究。

三、優化中年級對比實驗教學的策略

1. 優化探究主題，提高探究積極性。

第一，對比實驗要明確探究問題，可以是探究某種變化和什么因素有關，因此要保持其他的量不變，改變其中一個因素，以確認實驗結果和這個改變因素的關系。第二，從學生熟悉的日常生活出發提出問題，從具體現象與事物的觀察、比較中，發現和提出生活實際中的簡單科學問題。第三，基于中年級學生初步接觸對比實驗的特點，對于探究的問題，教師可以基于一定的設計，使探究問題更有趣味性，讓學生更有興趣探究。

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

2. 強化對比實驗教學，培養控制變量的意識。

小學科學課程須根據學生的年齡特征和認知規律，由淺入深、由易到難地進行教學設計。因此在對比實驗具體實施中，不僅要講究不同變化條件的變化順序，更要注重對比實驗的層次性、連貫性，以此培養學生控制變量的意識。

例如“土壤的類型”教學中，比較三種土壤的滲水性，教師要引導學生認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，培養控制變量的意識。

3. 優化實驗選材，提高探究效果。

（1）要精選實驗選材，使實驗現象更加清晰明顯。“探究拉力大小與小車前進快慢的關系”的教學中，學生使用鉤碼來替代拉力，以桌面作為小車前進的路面。實驗中因前進距離有限，鉤碼的重力大，對小車的拉力大，所以在實驗過程中小車前進時間很短，特別是用兩個以上鉤碼時，運動時間就更短了，造成計時困難，數據不準確誤差很大，實驗規律不清晰。有鑒于此，實驗中教師要備好器材，可以選擇質量較輕的鉤碼或者讓小車的重量加大，這樣小車運動起來時間更長，學生更加容易計時，實驗也更有效。

（2）自制實驗器材，簡化實驗操作，讓實驗更加有效。有些器材可以利用生活中的瓶瓶蓋蓋進行改造創新。例如，在“比較不同液體的粘稠度”的教學中，筆者用PVC板設計一個用于液體流動的板面，在板面一端同一起始線位置，均勻選四個位置開口，放入同樣大小的礦泉水瓶蓋作為盛放液體的容器，四個位置分別劃出一條滑道。實驗時先把液體分別倒滿四個蓋子，以保證放的液體一樣多，然后將盛放液體的一端逐步抬高，四種液體會同時從一端流向另一端。這樣的操作保證了四份液體分別從同一高度同時流下，以自制的、簡單的實驗器材保證了實驗的較為完滿的進行。

4. 優化數據記錄，提高數據分析能力。

（1）重復實驗，減少誤差。搜集證據是科學探究活動的要點，實驗結論要從大量的數據中歸納出來。對于中年級學生來說，很多實驗的誤差或者一些不經意的錯誤操作會給實驗結論造成干擾，因此多做幾次實驗，得到更多組的實驗數據，更容易找到結果和影響因素的關系或規律，體現嚴謹的探究態度。

（2）整理分析數據，培養數據意識。數據是對比實驗最重要的實證之一，是得出結論、做出解釋的最重要依據，在對比實驗教學中教師要引導學生正確收集、整理分析數據，培養數據意識。在“力與運動”教學中，探究拉力大小與彈簧拉伸長度的關系中，很多學生利用教師提供的一個鉤碼、兩個鉤碼、三個鉤碼得到彈簧伸長的長度數據分別在2.5 cm、 5 cm、 7.5 cm左右。但有一組同學數據為1.5 cm、 4 cm、6.5 cm，在學生對數據分析討論后，認為這一組比較“特別”的數據可能存在問題，小組學生又進行了一次實驗檢驗，發現是測量彈簧原長時本來應該是6.5? cm、結果測量成了7.5? cm，造成了數據錯誤。經過數據的整理分析，學生發現了實驗中的問題，并意識到數據測量的重要性，培養數據意識。

（3）優化記錄表格，有效完成實驗。為了更好地給學生提供實驗引導，教師可以對實驗記錄單進行優化。例如“力與運動”中探究拉力大小與運動快慢的關系，教材提供的記錄單是要寫出完整的實驗過程，對四年級的學生來說難度較大。我們可以對實驗記錄單進行優化，比如利用重點部分填空的形式讓學生進行實驗過程的描述，降低學生的設計難度，方便學生更加明確記錄的同時引導學生有效地完成對比實驗。

總之，中年級小學科學對比實驗教學，要堅持問題導向、注重實驗器材研究、關注思維持續發展、培養數據意識，讓對比實驗教學更加合理有效。

（作者單位：福建省福州市平潭第二實驗小學？搖？搖？搖

責任編輯：蘇少偉）