小学科学探究中控制变量法的实践探索

谢俏冲

摘要：在科学探究中，控制变量法是一种非常重要的方法和思想。在小学科学的教学中，教师需要认识到控制变量法的重要性，引导学生利用这一方法去设计实验、参与到实验，进而实现学生探究能力和科学素养的提升。基于此，本文先介绍了科学探究和控制变量法的含义，并提出几点应用控制变量法的方法。

关键词：小学科学;科学探究;控制变量法;科学素养

控制变量法拥有较广的应用范围，不仅可应用到小学科学的教学中，还可应用到物理、生物、化学等诸多学科中。小学科学教材中并无“变量”这一词语，有的则是不变的条件和改变的条件，因而教师需要让学生明确实验中的变量，提供丰富的实验材料，同时还需教给学生操作的方法。

一、小学科学探究与控制变量法的含义

（一）小学科学探究的含义

我国对科学学科的教学提出全新的要求，需要教师能积极开展科学探究活动，并遵从循序渐进的原则，从简单到复杂、从模仿到半独立再到独立[1]。教师应当给予学生适当帮助和引导，让学生能从生疏逐渐变得熟悉，切勿要求一步到位。科学探究活动既可以是全过程的，也可以是部分开展的。在小学阶段的科学教学中，探究活动应当拥有明确的步骤，同时运用科学的探究方法，促使学生能在科学探究的过程中掌握更多的科学知识。

（二）控制变量法的含义

在科学学科中，经常会出现单个物理量的变化，或者多个因素的变化[2]。控制变量法能够让各个因素的变化、问题变得较为简单，引导学生在逐一解决和分析的过程中顺利理解知识。新课程改革要求教师能重视学生探究能力的提高，因而在教学中灵活运用控制变量法，使学生能掌握控制变量的方法和思想，真正走进科学探究的大门。

二、小学科学探究中控制变量法的实践策略

（一）明确实验相关变量

科学教材中拥有非常多的科学实验，教师需要在日常教学中经常性开展不同类型的探究活动，并逐步渗透控制变量法[3]。在应用控制变量法时，教师必须要让学生明确哪些属于变量，怎样才能找到影响事物的各项因素，如何合理控制变化，应当让哪个变量发生变化等。只有明确变量，才能保证控制变量法的合理应用，将科学探究活动的作用充分发挥出来。

例如，在“摆的研究”时，教师就需要在前一节课教学的基础上，引导学生围绕着影响摆速度快慢的因素进行猜想。有的学生认为摆的速度快慢与摆锤重量相关，有的学生认为与摆绳长短有关，还有的学生认为与摆幅的大小相关。面对诸多不同的因素，学生难以找到明确的变量，更无法顺利参与到探究活动中。此时，教师就可开展讨论活动，从诸多因素中挑选出一个进行集中探究，将这个因素作为不同的条件，其他的因素则是相同的条件。如，教师在此次探究活动中将“摆幅大小”作为此次研究的对象，那么需要改变的条件就是摆幅的大小，不变的则是实验装置、摆锤重量、操作方法、摆绳长短等。摆幅的大小需要做出改变，其余的条件则不能做出调整。在这样的实验中，学生能够分清实验中的无关变量和实验变量，也就能更具有针对性地参与到科学探究活动中。

（二）认真挑选实验材料

在开展科学探究活动中，材料的结构性是重要保障，同时也能有效激活学生的参与热情，能够帮助学生顺利理解和掌握科学知识。因此，在开展科学探究活动的过程中，教师不仅需要重视控制变量法的应用，与学生一起明确变量，还需要重视实验材料的选择，尽可能选择最合适、最好的材料，从根本上保证对比实验的公平性。

例如，在教学“摆的研究”时，教材中提供的材料较为简单，但是在实际实验的过程中会出现较多的问题，如（1）打结细绳或者用铁夹夹住细绳时，无法完全固定悬点，在摆动时就会出现不够平稳的情况。在经過几次的摆动后，摆动的方向将会出现一定的偏差;（2）利用钩码或螺母作为摆锤时，如果采用增加数量的方式改变重量，那么就可能会出现重心偏移的情况，从而出现较大的误差;（3）铁架台的高度相对较矮，如果摆绳较短的话，那么就会出现圆锥摆的情况;（4）不好确定和控制摆绳的长度与幅度，增加实验的误差。以上问题的存在，都会导致实验过程中无法有效控制变量，影响到实验的效果。因此，在具体的实验中，教师应当做出一定的改变和调整：将细绳闯过装置的顶端，并用夹子夹住绳子的末端，这样就可固定好悬点。松开夹子就能较为便利地调整绳子的长度;将摆锤变成一个能够打开的空心球，并通过装入不同质量的珠子去改变摆锤的重量;适当增加指甲的高度，保证达到80cm左右。长度的增加，会让单摆更加稳定，也会出现更小的误差;准备好3个5cm宽度的弧形标尺，在正面标注好角度，借此确定好摆幅;分别将弧形标尺固定在距离悬点75cm、50cm、25cm的地方，这不仅能够更好地确定绳长，还能合理控制变量。通过以上几个方面的调整和改进，可有效控制变量，还能实现实验效果的提高。

（三）运用恰当实验方法

好的材料能保证实验的效果，但更需要学生能够掌握正确的操作方法和技巧。变量的准确控制，正确的操作方法，可保证学生能够顺利进行实验，使其能掌握充足的科学知识。例如，在教学“影响摆快慢因素”的内容时，教师就需要调整和优化操作的方法。在过去，教师通常会让学生采用“最高点计数法”，学生需要放手后开始进行计时，来回计数一次。但在应用这一方法时，学生会出现手忙脚乱的情况，非常容易出现问题。此时，教师就可将这一方法变成“平衡点计数法”，在摆锤的最低点设置一个标志，保证这个标志在支架的最下方，在超过标记的情况下进行计数。同时，教师还可加入合作学习模式，小组内的学生需要相互配合，一个学生负责计数，一个学生负责计时，一个学生负责记录，还有一个学生负责监督。利用这样的方法，能够有效减少少记、多记到情况，帮助学生记录更多准确的数据。

结束语：

总而言之，在科学学科的教学中，教师需要积极开展多样化的探究活动，并在具体的教学中加入控制变量法。在开展探究实验时，教师需要让学生明确变量，根据实验内容提供丰富的实验材料，适当调整实验内容，同时还需让学生掌握进行实验的方法，促使学生牢牢掌握控制变量法，为其日后学习奠定基础。

参考文献：

[1]彭能波.控制变量法在小学科学课堂中的应用[J].教育（周刊），2019（4）：1.

[2]陆敏.运用控制变量法有效提高学生核心科学素养的策略[J].进展，2019，000（006）：P.9-11.

[3]涂先钦.课外科学家探究活动方法："控制变量法"[J].少年发明与创造，2019（21）：22-23.