优化中年级科学对比实验教学的策略

林云华

探究式科学教育是教育改革的重要组成部分。科学探究教学含测量、推理、预测等基本的科学过程技能，以及假设、控制变量、解释数据等整合的科学过程技能。对比实验是小学探究实验的重要环节，其核心就是控制变量。

一、对比实验的概念

对比实验是以正确的实验操作和观察方法为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控制所产生的两个现象之间进行对比分析的一种实验教学方法。实验中要控制变量，每次实验只能改变一个研究因素，然后分析和比较实验的结果，从而找出实验对象与改变的因素之间的关系，得出结论。通过对比实验，学生能更深入地把握概念和原理知识。

二、中年级对比实验教学存在的一些问题

科学探究始终贯穿在小学科学的教学中，从低年级到高年级有很多对比性的实验。中年级是培养控制变量科学思维的重要阶段，但在对比实验教学实践中存在几个问题：

（1） 教学中，经常出现探究问题不够明确清晰或者学生对探究主题不够兴趣，探究较为混乱或探究积极性不高等问题。

（2）教学实践中，学生虽然有设计变量的意识，但对影响结果的变量因素概念较为模糊，在实验设计中几个变量交叉的现象比较普遍，设计一个变量的能力较为薄弱。

（3）在实验教学过程中，器材是实验的基础，但常常出现已有实验材料无法满足实际教学需要，器材缺乏或不好使用，从而对实验的组织、实验结果造成很大的影响。

（4）中年级实验由简单到复杂、由定性到定量，要培养学生认真客观做好实验记录、收集整理数据，但中年级学生对数据意识不强，从而影响对实验内在规律的探究。

三、优化中年级对比实验教学的策略

1. 优化探究主题，提高探究积极性。

第一，对比实验要明确探究问题，可以是探究某种变化和什么因素有关，因此要保持其他的量不变，改变其中一个因素，以确认实验结果和这个改变因素的关系。第二，从学生熟悉的日常生活出发提出问题，从具体现象与事物的观察、比较中，发现和提出生活实际中的简单科学问题。第三，基于中年级学生初步接触对比实验的特点，对于探究的问题，教师可以基于一定的设计，使探究问题更有趣味性，让学生更有兴趣探究。

例如，教学“研究拉力和弹簧伸长长度之间的关系”，教师可以明确提出“每增加一个钩码，弹簧拉伸长度有什么变化”，在不同的弹簧上分别挂0个、1个、2个、3个钩码，让学生探索拉力大小与弹簧拉伸长度的关系，找到规律;“把盐放到水里”一课的教学重点是探究影响盐在水中溶解快慢的因素，由于学生有了一定的日常生活的经验，对其影响因素有比较全面的认识，因此基于熟悉的主题，将涉及的可能因素一一罗列，学生能更清楚地掌握对比实验是如何实施，怎样控制变量，需要改变什么因素等。

2. 强化对比实验教学，培养控制变量的意识。

小学科学课程须根据学生的年龄特征和认知规律，由浅入深、由易到难地进行教学设计。因此在对比实验具体实施中，不仅要讲究不同变化条件的变化顺序，更要注重对比实验的层次性、连贯性，以此培养学生控制变量的意识。

例如“土壤的类型”教学中，比较三种土壤的渗水性，教师要引导学生认识到需选用相同的装置、装的土壤的量要一样多、倒入的水的体积要一样多，从而观察哪一种变量影响了土壤的渗水性，明确变量因素，培养控制变量的意识。

3. 优化实验选材，提高探究效果。

（1）要精选实验选材，使实验现象更加清晰明显。“探究拉力大小与小车前进快慢的关系”的教学中，学生使用钩码来替代拉力，以桌面作为小车前进的路面。实验中因前进距离有限，钩码的重力大，对小车的拉力大，所以在实验过程中小车前进时间很短，特别是用两个以上钩码时，运动时间就更短了，造成计时困难，数据不准确误差很大，实验规律不清晰。有鉴于此，实验中教师要备好器材，可以选择质量较轻的钩码或者让小车的重量加大，这样小车运动起来时间更长，学生更加容易计时，实验也更有效。

（2）自制实验器材，简化实验操作，让实验更加有效。有些器材可以利用生活中的瓶瓶盖盖进行改造创新。例如，在“比较不同液体的粘稠度”的教学中，笔者用PVC板设计一个用于液体流动的板面，在板面一端同一起始线位置，均匀选四个位置开口，放入同样大小的矿泉水瓶盖作为盛放液体的容器，四个位置分别划出一条滑道。实验时先把液体分别倒满四个盖子，以保证放的液体一样多，然后将盛放液体的一端逐步抬高，四种液体会同时从一端流向另一端。这样的操作保证了四份液体分别从同一高度同时流下，以自制的、简单的实验器材保证了实验的较为完满的进行。

4. 优化数据记录，提高数据分析能力。

（1）重复实验，减少误差。搜集证据是科学探究活动的要点，实验结论要从大量的数据中归纳出来。对于中年级学生来说，很多实验的误差或者一些不经意的错误操作会给实验结论造成干扰，因此多做几次实验，得到更多组的实验数据，更容易找到结果和影响因素的关系或规律，体现严谨的探究态度。

（2）整理分析数据，培养数据意识。数据是对比实验最重要的实证之一，是得出结論、做出解释的最重要依据，在对比实验教学中教师要引导学生正确收集、整理分析数据，培养数据意识。在“力与运动”教学中，探究拉力大小与弹簧拉伸长度的关系中，很多学生利用教师提供的一个钩码、两个钩码、三个钩码得到弹簧伸长的长度数据分别在2.5 cm、 5 cm、 7.5 cm左右。但有一组同学数据为1.5 cm、 4 cm、6.5 cm，在学生对数据分析讨论后，认为这一组比较“特别”的数据可能存在问题，小组学生又进行了一次实验检验，发现是测量弹簧原长时本来应该是6.5  cm、结果测量成了7.5  cm，造成了数据错误。经过数据的整理分析，学生发现了实验中的问题，并意识到数据测量的重要性，培养数据意识。

（3）优化记录表格，有效完成实验。为了更好地给学生提供实验引导，教师可以对实验记录单进行优化。例如“力与运动”中探究拉力大小与运动快慢的关系，教材提供的记录单是要写出完整的实验过程，对四年级的学生来说难度较大。我们可以对实验记录单进行优化，比如利用重点部分填空的形式让学生进行实验过程的描述，降低学生的设计难度，方便学生更加明确记录的同时引导学生有效地完成对比实验。

总之，中年级小学科学对比实验教学，要坚持问题导向、注重实验器材研究、关注思维持续发展、培养数据意识，让对比实验教学更加合理有效。

（作者单位：福建省福州市平潭第二实验小学？摇？摇？摇

责任编辑：苏少伟）