浅议小学科学实验教学中对比实验的设计策略-以教学实践《折形状》为例

浅议小学科学实验教学中对比实验的设计策略——以教学实践《折形状》为例【摘要】对比实验是小学科学实验的主要组成部分，对培养学生的科学探究能力有重要作用，本文以苏教版小学科学五年级下册《折形状》一课的教学尝试为切入点，分析引导学生设计对比实验的教学策略，将着眼点放在教师的“导”上，旨在让教师在做足“导”的功课的基础上带领学生体会设计对比实验的科学探究之美。

【关键词】实验教学；对比实验；实验设计；科学探究《义务教育科学课程标准》（以下称《标准》）指出，“科学观念、科学思维、探究实践和责任态度是科学的四个层面”，而小学科学课程主要通过三条主线，即科学观念、科学探究和态度责任将教学目标和教学内容融会贯通。在这三条主线中，科学探究是科学学习的中心环节，不仅可以使小学生体验到探究的乐趣，形成正确的思维方式，还可以使他们识别什么是科学，什么不是科学。《标准》从课程设计的指导层面为一线教师的科学教学指明了方向，即通过以探究为中心的学习来达成教学目标和教学内容的融会贯通。科学探究的载体是什么？在小学阶段，实验是培养学生科学探究能力的良好载体，事实上，科学探究不仅有对实验结果的探究，更有对实验过程的设计和探究[1]。实验的结果最终会探究出来，但是学生在探究这一结果的过程中做了什么、怎么做的更应该是评价科学探究水平的标准之一。一、小学科学对比实验特征分析所谓对比实验，是指设置两个或两个以上的实验组，通过对对比结果的比较分析，研究自变量对实验结果所造成的影响。由此可知，小学科学对比实验的方法是进行单因素比较，这是对比实验的基本要求，也是对比实验过程中必须遵循的重要原则。例如，在对比黏土、砂土、壤土渗水性的实验中，除土壤种类不同外，水要同样多，土要同样多，杯子型号要相同。在实验中只有确保这些因素相同才能确定三种不同土壤的渗水性。在小学阶段，教师对设计对比实验的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。小学高年级学生的思维仍以具体形象思维为主要形式，但抽象思维已有一定的发展，学生可以在教师的引导下设计对比实验，并在设计过程中感受对比实验的公平性。需要注意的是，设计对比实验这种比较抽象的技能对于小学生来说有些难度，因此教师的引导尤为必要，笔者尝试以《折形状》一课为例来借一斑以窥全豹。二、小学科学对比实验设计片段如前所述，教师在引导学生设计对比实验时需要让学生把握两个问题：一是把握变量，二是控制不变量。具体来说，这节课的变量是纸筒的底面形状，不变量涉及纸张的大小、厚度，纸筒的高度等。在课堂教学中，教师引导时应着重把握以下几点。1.明确探究的问题师：我们要探究的是什么问题？生：柱体底面各种形状的承受力是不是一样。师：我们今天要探究哪几种形状？生：三角形、四边形、八边形、圆形。师：具体来说，我们要比较什么？生：底面分别为三角形、四边形、八边形、圆形的柱体的承受力。设计对比实验的前提是明确实验问题，因此教师必须引导学生清楚地知道要探究什么问题，五年级学生的理解能力和概括能力都达到一定水平，因此，教师可以对探究的问题进行分解，通过有层次的引导使学生明晰要探究的问题，以便为下面明确实验变量和不变量奠定基础。2.探寻实验的变量师：要探究柱体的底面形状与承受力的关系，我们在实验过程中需要改变什么？生：纸筒底面的形状。师：我们需要不断改变纸筒底面的形状来比较纸筒的承受力大小，这个不断变化的量我们把它称为什么？生：变量。教师在引出探究问题的基础上引导学生发现实验的变量，把握了对比实验需要注意的第一点，即变量只有一个，不变量都是围绕变量产生的，因此，找到了变量，就可以抓住研究的问题来发现要控制的不变量。3.设计实验记录单师：我们把变量和不变量列出来，你现在能不能自己设计一下我们的实验记录单，这个实验记录单要全面表达我们要研究的问题。生小组设计，师巡回观察指导。设计实验记录单是对之前分析变量和不变量的深度应用，目的还是引导学生理解对比实验要研究的问题在这一部分中，教师说得少，学生做得多，但是教师前面引导效果的直接反馈。对比实验的教学不是一件轻松的事，不是把实验任务、器材交给学生，让他们自己去做就完事大吉，教师必须引导学生设计实验，让学生在设计实验的过程中增进对实验的理解，提升探究的兴趣，提高探究的水平。三、小学科学对比实验设计策略（一）导而弗牵，学生是设计实验的主体对比实验开展得好，离不开学生实验原则的把握。如果实验是学生动脑设计出来的，学生是设计实验的主体，那么即使教师不反复强调实验过程中的注意事项学生也能留意到，实验效果会更好。如果教师告诉学生怎么做、注意什么，学生实验心切，未必注意到教师的强调，最终可能教师在课上忙来忙去，忙于指导学生注意什么或者怎么做，而学生则忙着动手但未必得要领。具体到《折形状》这一课，学生都对各种底面形状的承受力大小有着各种猜想，一看到探究问题恨不得马上展开实验，如果没有在教师的引导下设计过实验，他们的探究带有很多盲目性。（二）切中肯綮，把握变量和不变量教师在引导学生设计对比实验时，必须引导学生找准变量和不变量，这是对比实验的共同点，抓住了这个共同点，对比实验的设计才有章可循。《折形状》这一课中，因为涉及的不变量较多，笔者花了很多时间去引导学生去发现实验的变量和不变量，确实增进了学生对实验的理解，在实验过程中，各小组实验开展得非常流畅，并对实验中有偏差的数据进行了恰当的分析，这说明教师在前面的引导是奏效的。当然，一开始教师可能花很多时间引导学生一步步细究变量和不变量，经过一段时间的学习后，学生具备了相关的科学能力，就会很快跟上教师的节奏，一说到设计对比实验，很自然地去找变量和不变量。（三）开而弗达，引导学生通过设计实验体验科学探究之美学生设计对比实验不仅仅要明确变量和不变量，同时，还要明确实验思路，即实验中所采用的方法、原理、完成实验的步骤、需要观察的对象、需要记录的现象及数据，只有这样，才能成为真正的课堂参与者，才能领会对比实验的精髓。在这一过程中，教师不仅要让学生学会设计实验，更要引导其体会科学探究之美，责任态度之切。教师在整个对比实验过程中起的就是“拐杖”的作用，《学记》早在两千多年前就告诉了我们教学的方法：“君子之教，喻也。”“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达。道而弗牵则和，强而弗抑则易，开而弗达则思。和易以思，可谓善喻矣。”只有教师做足了“导”的功课，让学生游弋于探究对比实验公平之美的兴趣汪洋中，对比实验的教学才能真正成为培养学生科学探究能力的平台。【参考文献】陈金铎.小学科学实验的设计与创新[J].实验教学与仪器,2011(2).叶禹卿.为小学《科学》课程设计效果良好的实验[J].北京教育学院学报(自然科学版),2009(2).谭明扬.小学科学实验的设计与改进[J].中小学实验与装备,2012(4).陈绍茂.浅谈如何实施小学科学的对比实验[J].新课程学习（基础教育）,2012(10).任存宝.小学科学