小学科学对比实验教学之我见

小学科学对比实验教学之我见

曹小谋

(芜湖市褐山小学，**************)

摘 要：对比实验在小学科学实验教学中占了很大的比例，是科学探究教育中学生必须掌握

的科学研究方法。掌握实验教学的重点，了解课堂教学满足点和课堂教学注意事项，对搞好小

学科学对比实验教学非常重要。

关键词：单因素分析，规范，有序， 兴趣，预设。

引 言

对比实验是一种常用且重要的科学研究方法，是科学探究教育中学生必须掌握的科学研究

方法。所谓对比实验就是通过控制单一因素（称变量）变化来进行对比的实验，在实验中变化

的那个因素我们称为变量，使学生认识到此单一因素（变量）变化对实验结果的影响。小学科

学实验教学中对比实验占了很大的比例。在长期的教学中，发现教师们没有突出对比实验的教

学要求，往往产生的对比数据错乱，教学效果不理想。如何搞好小学科学对比实验教学？如何

突出对比实验的教学要求？我认为应该立足于对比实验的理论基础，把握实验教学的重点，实

现课堂教学满足点和落实两个适应这四个方面。

一、单因素分析法是对比实验的基础。

自然界一个个事物或一个个现象的变化是由一种或诸多因素联合作用而产生的，如何探究

到底是哪些因素对事物或现象产生直接影响呢？单因素分析法就是探究这些问题的重要方法，

对比实验运用了单因素分析法理念。通过单一变量的变化或控制单一变量的变化观察其对实验

结果的影响。在对比实验教学中，要学生通过单一变量的变化或掌握控制单一变量进行探究，

简单说就是把实验或问题分析的变量控制在一个，这样就可以判断出这个变量是不是导致结果

的诱因。例如：《种子发芽实验（一）》中，学生根据已有的知识和经验，讨论出绿豆种子发

芽需要的条件（因素）是：养料，适量的水，合适的温度，阳光，空气等。然后就让学生选择

其中一个条件改变而其他条件不变，如：选择“种子发芽需要土吗？”这一实验目标进行设计并实

验，在这个实验中土壤就是变量，其他因素或条件就是不变的量，需要控制土壤的变化，其它

的因素都不变化来做实验组与对照组的对比实验，由于其他条件不发生变化，影响是相等的，

即是公平的，所以学生对实验组与对照组两者结果的差异，就可以认定为是来自实验变量土壤

的效果，如果结果的无差异同样可以认定该（土壤）变量不是种子发芽必须的条件。这样的实

验结果是科学的、可信的。反之，若同时出现2个或2个以上变量变化，而引起的差异，也无法

判断出是出于什么变量引起的，这样的结论是不科学的、不可信的。例如：因此说单因素分析

法是对比实验的基础。

二、规范、有序是实验教学的重点。

科学实验特点是严谨的、有计划、有目性的，不是随意的和随性的。虽然每一节科学教学

重点不同，但是对于实验而言，规范有序就是教学的重点，只有实验规范了、有序性了，不但

可以获得有效的结论，而且对提高学生的动手能力、思维能力等都有很重要的意义。实验教学

的规范有序我认为主要体现在教学程序、实验操作和语言表达这三个方面。

1、规范有序的教学程序

对比实验是科学探究的一种重要方法。在科学探究实验中一般要经过“提出问题---猜想与假

设---设计实验---分发实验器材、进行实验与收集数据---分析与论证---评价”这6个阶段。在对比

实验教学时也遵循这一程序进行。反之，改变实验教学程序，会使教学进入无序，不利于学生

的能力和素质的提高。比如：为了上课方便一开始就将实验材料和仪器都分发到每个小组桌

上，一定会干扰学生的注意力，学生很可能会情不自禁的观察这些器材，甚至动手去摆弄它

们，这样一来课堂秩序一定很混乱，教学效果不会理想的。再如：实验时没有让学生通过充分

讨论或了解实验方法和步骤，就让学生自己动手去做实验，学生会漫无目的的开始，实验会杂

乱，教学效果差。

2、规范有序的实验操作

实验要求严谨细致步骤明确规范有序，实验操作规范有序是实验有效的保证。无论是老师

的演示实验还是学生的分组实验，都应该按规范有序的实验操作，规范有序的实验操作包括：

正确地使用仪器、正确地连接和装配仪器，按标准的步骤有序地进行实验。如：《电磁铁的磁

力》一课的探究线圈圈数与磁力大小的对比实验中，如果实验时学生只考虑绕的线圈圈数改

变，没有按要求用同样长的导线做对比实验（导线的长短会影响电流的大小，从而影响磁力的

大小）。实验结果就可能与设计的实验结果不同。这样不规范地操作的实验无效，有时甚至出

现危险和意外。所以在实验前老师要教给学生正确的操作方法和步骤，并指导学生案步骤进行

规范有序的实验。对于有一定危险的或操作复杂的实验，还应该要求学生反复练习熟练后再进

行试验。例如：酒精灯的操作方法等等。

3、规范有序的语言表达

无论是实验的设计还是实验的操作步骤、实验数据的整理与分析等都离不开学生和老师的

语言表达。有些是实验前的推理，有些是有序的实验过程再现，有些是实验的总结。小学生语

言表达能力较低，主要表现在不会用科学规范有序的语言描述实验过程和现象。例如：学生在

汇报空气热胀冷缩的实验时说：“通过这组实验，证明了空气受热就膨胀，受冷就压缩”，这时老

师引导学生问：“空气的什么受热就膨胀了？”使学生意识到空气不但有体积还有质量等物理指

标。再问：“压缩是什么样的状态？”，由此使学生意识到“压缩”是物体因为受到外部压力影响而

使体积缩小，“收缩”是物体内部原因而导致的体积缩小，不同的物理概念，促进了学生的理解。

所以需要教师在教学中注重学生科学规范有序的语言描述，这样既有助于学生加深对新的科学

概念的理解，又有助于发展学生的语言表达能力和分析概括能力。三、对比实验课堂教学要做好“四足”。

实验教学是否有效，课堂教学的效果是否理想，取决于教师的准备，取决于教师的引导和

干预的时机。理想的对比实验课堂教学，我认为要满足“四足”。

1、学生学习兴趣要足。

兴趣是学习的动力，对比实验的学习同样也不例外,学生对实验产生兴趣，他们会全身心地

投入，实验做起来效率也比较高，让学生体会到学习的快乐。如果学生缺乏兴趣，学生就会对

探究活动失去热情，活动只能停留于表面，缺乏思维的参与。从哪些方面激发学生的实验的兴

趣,我认为实验教学应该重视体现实验的生活性、趣味性和典型性。

（1） 实验的生活性

学生对科学的兴趣，主要来源于生活的需要。因此，我们在选择和安排实验时，应尽量着

眼于学生的生活需要，这样既方便学生的学习，也可以激发学生的学习兴趣。

（2） 实验的趣味性

考虑到小学阶段的学生年龄特点，他们对新生事物或奇怪现象特别容易感兴趣。因此，我

们在选择和安排实验时，选择一些有趣的实验来激发学生的兴趣。

（3） 实验的典型性

选择具有典型性的实验，便于学生理解和掌握某一科学知识和现象，使学生很容易获得实

验的成功，进而获得成就感，激发他们的兴趣。

2、实验器材准备要足

俗话说：“巧妇难为无米之炊”，说明再好的实验离不开器材的支持。实验器材准备是否充

足，是上好实验课的关键。充足的器材，会引起学生的探究欲望，也会促成一节好的实验课。

然而现实中，现有的实验器材不一定能完全满足我们的需求，同样教师个性化教学，也需要教

师设计和制作符合自己教学需要的教具或实验材料。这就需要科学教师想方设法创造条件来满

足教学需求。比如：采用平时注意收集可以实验的器材，自制一些实验仪器，或让学生自带一

些实验器材，或利用现有的器材改进实验等方法。

3、建构和生成的时间要足。

学生的知识的建构和生成需要时间的，同样知识的建构和生成能力不同的学生需要不同的

时间来完成。学生对知识的自主建构和生成必须在足够的时间下完成，教学中一定要注意不能

因为完成教学任务等原因，而忽视这个问题。所以，我们在教学时应该考虑到大多数学生的建

构和生成，满足大多数学生有充足的时间进行设计、讨论、交流、实验和分析总结。这样学生

能力在就会不断提高和发展。否则，能力强的学生完成了建构和生成，他们得到了锻炼与提

高，而其他同学则云里雾里，他们的能力得不到发展，长久必然影响学生的能力发展，也必然

影响教学。

4、实验状况的预设要足。

实验状况的预设是指教师根据实验设计步骤，利用所拥有的器材，能否顺利完成实验时的

操作状况。科学实验过程是严谨而细致的，但是由于各地区、各校的实验器材不可能是同一标

准，同样学生在使用时也不一定标准化，随着学生实验器材的使用过程中，也会产生新问题、

新想法，为了使实验获得成功，让学生在怎样科学规范有序的条件下实验？因此对于学生实验

状况的预设很有必要。比如说：考虑到实验的对比性，要求对比实验的两个实验结果对比明

显，怎样进行实验两个实验结果才对比明显？。对比实验状况的预设，肯定离不开教师在课前

亲自做对比实验来获得，教师通过课前做实验，来对所选择的器材在实验中的情况有一定的了

解和掌握，并对这些器材在实验中操作不同会产生的不同结果有一定的了解和掌握，长期下来

教师对这些实验仪器和材料在实验中的状况就了如指掌，丰富了对实验状况的预设。教学中就

可以灵活引导和处理学生在实验方面的各种问题。例如：《浮力》一课中测量大小两块泡沫浮

力的对比实验，我按教材上提供的方法（图1），课前做实验发现用橡皮泥固定水下的小滑轮失

败，分析原因是买的橡皮泥遇到水根本固定不住，于是改为用钩码来固定，可是用钩码实验时

又发现大

一点的泡沫，因为浮力大在测浮力时将钩码（钩码在水中由于浮力的原因变轻了）和滑轮

都拉离了水槽底部，实验可以说是失败的。考虑到学生带来的泡沫可能大小差距大，为了满足

一定大小泡沫的浮力测量成功，最后采用了如图2用粗铁丝固定的方法，成功解决了测量大泡沫

浮力的难题。教学中通过引导学生采用这个设计顺利地完成了实验教学。如果没有课前对实验

的预设，直接进行教学，课堂会出现各种各样的问题。这种无预设的实验活动会影响科学教学

目标的落实，降低了科学课堂教学的效率。此外，课后及时反思也是实验状况的预设的主要来

源。

四、对比实验教学要注意两个适应。

1、与学生现在学习阶段相适应

在小学科学教育中，对比实验教学是分层次的，不同的学习阶段对学生对比实验的要求是

不同的。三、四年级是通过让学生体验控制单一变量的方法，对实验结果的影响探究知识。到

五年级开始要求学生自行设计对比实验，并通过实验探究知识。六年级对比实验由定性分析发

展到定量分析。我们可以看出对比实验的教学是循序渐进的，也就是说让学生对对比实验的认

识，随着学生年龄的提高，要求也在不断地提高。因此科学老师把握好不同学习阶段对比实验

的教学的不同要求。

2、与学生现在能力层次相适应

同年级的学生在认知能力、知识结构上存在差异，差异不同的学生在实验学习过程中表现

也有所不同。我们的教学应该关注全体学生，但是对于学习能力不同层次的学生，应该有相应

的不同要求。如：有的学生动手能力强，而有些学生推理能力强等等。为了使他们都得到发

展，需要我们多动脑筋，多想方法。比如：分小组时有意识安排不同层次和不同能力的学生在

一小组，以强带弱。再比如：在评价学生方面，对于能力弱的学生的一点进步，都给与及时鼓