對比實驗教學(xué)研析

〔摘" "要〕" 實驗教學(xué)是集知識能力和科學(xué)思維于一體的綜合實踐活動。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中合理運用對比實驗，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驗教學(xué)促進小學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；對比實驗教學(xué)；研析

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

一、對比實驗教學(xué)的價值

對比實驗是一種科學(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，觀察和比較不同實驗組別之間的差異，從而得出科學(xué)結(jié)論的一種實驗方法。在小學(xué)科學(xué)教育中，對比實驗?zāi)軌蚋玫剡_到實驗教學(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。對比實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生在控制變量的情況下，觀察和比較不同實驗條件下的現(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驗，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

對比實驗教學(xué)要求學(xué)生自主設(shè)計實驗、操作實驗、觀察記錄、分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。在這個過程中，學(xué)生需要思考如何確定變量、控制變量，如何進行實驗操作以保證實驗的準(zhǔn)確性和可靠性，如何對實驗數(shù)據(jù)進行分析和解釋等。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)生具有強烈的好奇心和求知欲，對比實驗具有直觀性、趣味性和探索性的特點，能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實驗過程中，學(xué)生可以親身體驗科學(xué)探究的樂趣，看到神奇的實驗現(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)”的實驗中，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、對比實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題

（一）對實驗?zāi)康睦斫獠簧钊耄瑢W(xué)生缺乏主動思考

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

對比實驗的關(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。然而在實際教學(xué)中，一些學(xué)生在實驗操作時沒有嚴格控制變量，導(dǎo)致實驗結(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”實驗中，要探究聲音在固體、液體和氣體中的傳播速度，學(xué)生可能會因為實驗器材的差異、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，從而影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和結(jié)論的可靠性。

（三）實驗設(shè)計缺乏系統(tǒng)性

一些教師在設(shè)計對比實驗教學(xué)時，缺乏系統(tǒng)性和邏輯性。實驗方案設(shè)計簡單粗糙，沒有充分考慮學(xué)生的認知水平和實驗的可行性。例如，在選擇實驗材料時，沒有考慮材料的易得性和安全性；在設(shè)計實驗步驟時，沒有詳細規(guī)劃操作流程和注意事項，導(dǎo)致學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)混亂和錯誤，無法順利完成實驗任務(wù)，影響教學(xué)效果。

（四）對實驗結(jié)果分析與討論不充分

實驗結(jié)果的分析與討論是對比實驗教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過對實驗結(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)生匯報實驗數(shù)據(jù)，然后直接給出結(jié)論。學(xué)生沒有充分的機會對實驗結(jié)果進行討論和思考，無法深入理解實驗結(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、對比實驗教學(xué)的實施策略

（一）精備實驗材料，提高實驗效率

實驗材料的選擇直接關(guān)系到實驗的成敗和教學(xué)效果。教師要根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯W(xué)生的實際情況，選擇合適的、易得的、安全的實驗材料。有些學(xué)校的實驗材料難以滿足學(xué)生的實驗需求，教師應(yīng)根據(jù)實驗教學(xué)的需要和實際情況，制作和準(zhǔn)備實驗材料。例如，在青島版科學(xué)三年級上冊“探究植物的蒸騰作用”實驗中，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。實驗前，教師要組織學(xué)生做好充分的準(zhǔn)備工作，包括檢查實驗器材是否齊全、完好，向?qū)W生講解實驗的注意事項和安全規(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，問題意識強的學(xué)生都擁有強烈的好奇心，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。在對比實驗教學(xué)中，教師要以學(xué)生生活經(jīng)驗為基礎(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，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)生進行猜想和假設(shè)，鼓勵學(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，提出各種實驗方案。通過這種方式，學(xué)生不僅能夠主動參與實驗，還能學(xué)會從問題出發(fā)進行科學(xué)探索，并且在實驗過程中培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

（三）化繁為簡，精準(zhǔn)確定實驗變量

大多數(shù)對比實驗中可變化的條件比較多，如果在教學(xué)中對實驗的條件不加限制，那么在實驗過程中往往會出現(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)控制實驗條件的變化，精準(zhǔn)確定實驗變量，排除次要因素的干擾，盡可能地讓學(xué)生從簡化的實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)某種變化的規(guī)律。在設(shè)計對比實驗之前，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確實驗中的自變量和因變量。通過讓學(xué)生清晰地認識自變量和因變量，幫助學(xué)生更好地理解實驗?zāi)康暮蛯嶒炘O(shè)計的思路。在確定了自變量和因變量后，還要采用相同的實驗器材、相同的操作方法等來控制無關(guān)變量，以確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

（四）合理引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生對實驗結(jié)果科學(xué)分析與討論

實驗結(jié)束后，教師要組織學(xué)生匯報實驗數(shù)據(jù)。可以讓各小組選派代表將本小組的實驗數(shù)據(jù)展示出來，其他小組的學(xué)生認真聽取并記錄。教師要引導(dǎo)學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)進行分析，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。可以通過提問、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)生分析完實驗數(shù)據(jù)后，教師要鼓勵學(xué)生進行討論，分享自己的觀點和想法。同時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進一步拓展思維，思考實驗結(jié)果在實際生活中的應(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”實驗后，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)生需要在實驗探究中記錄實驗猜想、實驗步驟、使用器材、數(shù)據(jù)結(jié)果和實驗結(jié)論等，因而科學(xué)記錄單是必不可少的，這是進行探究活動的過程性資料，是得出科學(xué)結(jié)論的事實證據(jù)，能夠完整地再現(xiàn)學(xué)生思維和探究的過程。在設(shè)計記錄單時，教師可根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)生實際，適當(dāng)減少不必要的因素，凸顯記錄的重點，便于學(xué)生快速簡潔記錄實驗現(xiàn)象，再現(xiàn)思考過程，有序開展實驗探究。

（六）開展數(shù)字化對比實驗教學(xué)

一些學(xué)校由于實驗設(shè)備不足，無法滿足每個學(xué)生進行對比實驗的需求，甚至分組實驗、輪流實驗都無法滿足，而開展數(shù)字化對比實驗教學(xué)，能有效解決上述問題。

利用虛擬實驗室軟件。選擇適合小學(xué)生的虛擬實驗室軟件，如“小學(xué)科學(xué)虛擬實驗室”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)等多個領(lǐng)域的實驗。

借助在線教育平臺的實驗資源。在比較不同材料的導(dǎo)熱性實驗教學(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，“你認為哪種材料導(dǎo)熱最快？”視頻播放過程中教師可適時暫停讓學(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物和氧氣，呼吸作用消耗氧氣和有機物的本質(zhì)區(qū)別。

四、反思與展望

小學(xué)科學(xué)對比實驗教學(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)確定實驗變量、科學(xué)設(shè)計實驗方案、有效實施實驗過程等，可以有效地提高小學(xué)科學(xué)對比實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果。我們應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造更多的實驗探究機會，讓學(xué)生在對比實驗的探究過程中，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)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

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