淺議小學科學實驗教學中對比實驗的設計策略-以教學實踐《折形狀》為例

淺議小學科學實驗教學中對比實驗的設計策略——以教學實踐《折形狀》為例【摘要】對比實驗是小學科學實驗的主要組成部分，對培養(yǎng)學生的科學探究能力有重要作用，本文以蘇教版小學科學五年級下冊《折形狀》一課的教學嘗試為切入點，分析引導學生設計對比實驗的教學策略，將著眼點放在教師的“導”上，旨在讓教師在做足“導”的功課的基礎上帶領學生體會設計對比實驗的科學探究之美。

【關鍵詞】實驗教學；對比實驗；實驗設計；科學探究《義務教育科學課程標準》（以下稱《標準》）指出，“科學觀念、科學思維、探究實踐和責任態(tài)度是科學的四個層面”，而小學科學課程主要通過三條主線，即科學觀念、科學探究和態(tài)度責任將教學目標和教學內(nèi)容融會貫通。在這三條主線中，科學探究是科學學習的中心環(huán)節(jié)，不僅可以使小學生體驗到探究的樂趣，形成正確的思維方式，還可以使他們識別什么是科學，什么不是科學?！稑藴省窂恼n程設計的指導層面為一線教師的科學教學指明了方向，即通過以探究為中心的學習來達成教學目標和教學內(nèi)容的融會貫通。科學探究的載體是什么？在小學階段，實驗是培養(yǎng)學生科學探究能力的良好載體，事實上，科學探究不僅有對實驗結(jié)果的探究，更有對實驗過程的設計和探究[1]。實驗的結(jié)果最終會探究出來，但是學生在探究這一結(jié)果的過程中做了什么、怎么做的更應該是評價科學探究水平的標準之一。一、小學科學對比實驗特征分析所謂對比實驗，是指設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對對比結(jié)果的比較分析，研究自變量對實驗結(jié)果所造成的影響。由此可知，小學科學對比實驗的方法是進行單因素比較，這是對比實驗的基本要求，也是對比實驗過程中必須遵循的重要原則。例如，在對比黏土、砂土、壤土滲水性的實驗中，除土壤種類不同外，水要同樣多，土要同樣多，杯子型號要相同。在實驗中只有確保這些因素相同才能確定三種不同土壤的滲水性。在小學階段，教師對設計對比實驗的要求不能過高，必須符合小學生的年齡特點，由扶到放，逐步培養(yǎng)。小學高年級學生的思維仍以具體形象思維為主要形式，但抽象思維已有一定的發(fā)展，學生可以在教師的引導下設計對比實驗，并在設計過程中感受對比實驗的公平性。需要注意的是，設計對比實驗這種比較抽象的技能對于小學生來說有些難度，因此教師的引導尤為必要，筆者嘗試以《折形狀》一課為例來借一斑以窺全豹。二、小學科學對比實驗設計片段如前所述，教師在引導學生設計對比實驗時需要讓學生把握兩個問題：一是把握變量，二是控制不變量。具體來說，這節(jié)課的變量是紙筒的底面形狀，不變量涉及紙張的大小、厚度，紙筒的高度等。在課堂教學中，教師引導時應著重把握以下幾點。1.明確探究的問題師：我們要探究的是什么問題？生：柱體底面各種形狀的承受力是不是一樣。師：我們今天要探究哪幾種形狀？生：三角形、四邊形、八邊形、圓形。師：具體來說，我們要比較什么？生：底面分別為三角形、四邊形、八邊形、圓形的柱體的承受力。設計對比實驗的前提是明確實驗問題，因此教師必須引導學生清楚地知道要探究什么問題，五年級學生的理解能力和概括能力都達到一定水平，因此，教師可以對探究的問題進行分解，通過有層次的引導使學生明晰要探究的問題，以便為下面明確實驗變量和不變量奠定基礎。2.探尋實驗的變量師：要探究柱體的底面形狀與承受力的關系，我們在實驗過程中需要改變什么？生：紙筒底面的形狀。師：我們需要不斷改變紙筒底面的形狀來比較紙筒的承受力大小，這個不斷變化的量我們把它稱為什么？生：變量。教師在引出探究問題的基礎上引導學生發(fā)現(xiàn)實驗的變量，把握了對比實驗需要注意的第一點，即變量只有一個，不變量都是圍繞變量產(chǎn)生的，因此，找到了變量，就可以抓住研究的問題來發(fā)現(xiàn)要控制的不變量。3.設計實驗記錄單師：我們把變量和不變量列出來，你現(xiàn)在能不能自己設計一下我們的實驗記錄單，這個實驗記錄單要全面表達我們要研究的問題。生小組設計，師巡回觀察指導。設計實驗記錄單是對之前分析變量和不變量的深度應用，目的還是引導學生理解對比實驗要研究的問題在這一部分中，教師說得少，學生做得多，但是教師前面引導效果的直接反饋。對比實驗的教學不是一件輕松的事，不是把實驗任務、器材交給學生，讓他們自己去做就完事大吉，教師必須引導學生設計實驗，讓學生在設計實驗的過程中增進對實驗的理解，提升探究的興趣，提高探究的水平。三、小學科學對比實驗設計策略（一）導而弗牽，學生是設計實驗的主體對比實驗開展得好，離不開學生實驗原則的把握。如果實驗是學生動腦設計出來的，學生是設計實驗的主體，那么即使教師不反復強調(diào)實驗過程中的注意事項學生也能留意到，實驗效果會更好。如果教師告訴學生怎么做、注意什么，學生實驗心切，未必注意到教師的強調(diào)，最終可能教師在課上忙來忙去，忙于指導學生注意什么或者怎么做，而學生則忙著動手但未必得要領。具體到《折形狀》這一課，學生都對各種底面形狀的承受力大小有著各種猜想，一看到探究問題恨不得馬上展開實驗，如果沒有在教師的引導下設計過實驗，他們的探究帶有很多盲目性。（二）切中肯綮，把握變量和不變量教師在引導學生設計對比實驗時，必須引導學生找準變量和不變量，這是對比實驗的共同點，抓住了這個共同點，對比實驗的設計才有章可循?！墩坌螤睢愤@一課中，因為涉及的不變量較多，筆者花了很多時間去引導學生去發(fā)現(xiàn)實驗的變量和不變量，確實增進了學生對實驗的理解，在實驗過程中，各小組實驗開展得非常流暢，并對實驗中有偏差的數(shù)據(jù)進行了恰當?shù)姆治觯@說明教師在前面的引導是奏效的。當然，一開始教師可能花很多時間引導學生一步步細究變量和不變量，經(jīng)過一段時間的學習后，學生具備了相關的科學能力，就會很快跟上教師的節(jié)奏，一說到設計對比實驗，很自然地去找變量和不變量。（三）開而弗達，引導學生通過設計實驗體驗科學探究之美學生設計對比實驗不僅僅要明確變量和不變量，同時，還要明確實驗思路，即實驗中所采用的方法、原理、完成實驗的步驟、需要觀察的對象、需要記錄的現(xiàn)象及數(shù)據(jù)，只有這樣，才能成為真正的課堂參與者，才能領會對比實驗的精髓。在這一過程中，教師不僅要讓學生學會設計實驗，更要引導其體會科學探究之美，責任態(tài)度之切。教師在整個對比實驗過程中起的就是“拐杖”的作用，《學記》早在兩千多年前就告訴了我們教學的方法：“君子之教，喻也?！薄暗蓝?，強而弗抑，開而弗達。道而弗牽則和，強而弗抑則易，開而弗達則思。和易以思，可謂善喻矣?！敝挥薪處熥鲎懔恕皩А钡墓φn，讓學生游弋于探究對比實驗公平之美的興趣汪洋中，對比實驗的教學才能真正成為培養(yǎng)學生科學探究能力的平臺。【參考文獻】陳金鐸.小學科學實驗的設計與創(chuàng)新[J].實驗教學與儀器,2011(2).葉禹卿.為小學《科學》課程設計效果良好的實驗[J].北京教育學院學報(自然科學版),2009(2).譚明揚.小學科學實驗的設計與改進[J].中小學實驗與裝備,2012(4).陳紹茂.淺談如何實施小學科學的對比實驗[J].新課程學習（基礎教育）,2012(10).任存寶.小學科學