小學科學對比實驗教學有效性的研究

戴功培

對比實驗能讓我們清楚地觀察到某種事物或某個量怎樣隨某個特定條件的改變而改變，可以幫助我們定性或定量地找出某種事物或某個量在某個特定條件發生改變時的變化規律。據筆者初步統計，蘇教版小學科學教材共安排實驗教學127例，其中“對比實驗”32例，約占整個實驗教學的25.20%。教師要充分通過對比實驗教學，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗科學學習的樂趣，培養科學探究的能力。

一、什么是有效的對比實驗教學

對比實驗是以正確的實驗操作和觀察的方法為基礎，以實驗現象為依據，對實驗過程中通過控制變量法所產生的兩個及以上現象之間的差異進行對比分析的一種實驗過程。在此基礎上，筆者認為有效的對比實驗教學是在一定的教學時間內，通過教師的指導，讓學生體驗對比實驗的設計、開展、結果分析等整個過程，深刻地理解知識的內涵，掌握開展對比實驗的方法，從而更好地培養學生的科學素養，提升學生質疑和創新能力的過程。

二、目前對比實驗教學低效的表現

對比實驗教學不是一件輕松的事，每一節實驗課都需要花費老師大量的精力。縱觀當前小學科學對比實驗教學的現狀，形勢不容樂觀。

（1）教師層面：教師對教材缺乏理解，對比實驗教學體系把握不到位；實驗器材的準備不夠結構化；觀念陳舊，重實驗結果，輕探究過程；數據分析流于形式，缺少科學指導等。

（2）學生層面：不明白對比實驗的實質；不能較全面地控制變量；學生的實踐操作與方案設計存在很大的差距；缺乏興趣等。

三、有效開展對比實驗教學的途徑

經過課題組一年多有針對性的研究，我們努力從以下幾個方面去實踐，收到了較好的教學效果，現與大家共同探。

1.層層遞進，整體把握教材的編排脈絡

只有進行科學有效的對比實驗教學，才能使學生學到正確的科學實驗方法。從教材的整體編排上看，對比實驗貫穿于各年級段，三年級就開始滲透對比實驗的方法，四、五年級則以對比實驗為重點，到了六年級雖以模擬實驗為重點，但仍然有許多對比實驗內容。經過對教材的梳理可以看出對比實驗在整個教材中呈點滴滲透-初步學會-學會應用等三個發展階段，這有助于對比實驗教學工作從整體上進行把握，理解教材編排脈絡。低段滲透、高段發展，中段是開展對比實驗教學的主戰場。

2.直面教材，提供有結構的材料

開展實驗教學離不開材料，精心準備實驗材料是上好實驗課的首要條件。教師要精心選擇實驗材料進行教學，既要體現教材的科學性，又要符合學生的年齡特征和認知規律，還應具有趣味性。一套好的材料就是一節好課，說明材料對于科學教學的重要性。而在對比實驗中，材料的設計更要嚴謹。教師要充分發揮自身的智慧，積極開發有結構的實驗材料。

[案例1]蘇教版六年級下冊《各種各樣的能量》一課，橡皮筋的松緊一定時還要注意“火箭”的質量，太輕發射得高，太重發射得矮，都不利于測量發射高度。給吸管的頂部塞上1～2厘米的橡皮泥可以很好解決這個問題。另外，刻度標上吸管的上方更便于觀察橡皮筋的拉伸長度。

3.由扶到放，逐步提高實驗能力

學習一種新的實驗方法如同掌握一項技能一樣，需要經過一個由扶到放，由易到難循序漸進的過程。教師在設計對比實驗時，要充分考慮到學生的心理特征，按照學生的認知規律合理安排實驗教學的流程，優化教學過程。在整體把握對比實驗教學發展方向的基礎上，把總目標分解到每一課及每一個活動中。各年級段對學生的指導可分為扶、半扶半放、放三種層次。就每一課來說，同樣也經過由扶到放、由學習到應用的過程。這個過程不是同一個實驗的重復，而是一個大課題下每一小課題在研究時一層一層地展開。教師要發揮在實驗中的指導作用，保證實驗計劃的嚴謹性、規范性和可操作性，保證實驗數據的科學性。

4.化繁就簡，優化對比實驗過程

制訂好實驗計劃，是學生順利完成對比實驗的關鍵。但由于對比實驗計劃的設計強調嚴謹和規范，所以指導學生制訂的實驗計劃要做到正確和具體。實驗計劃的制訂應讓學生重點解決三個方面的問題：“做什么”“怎么做”及“注意事項”。對比實驗要準確確定自變量，盡可能全面、詳盡地分析需控制的變量，保證自變量的決定作用。設計的方案盡可能具有可操作性，還要分析用什么材料、用什么方法改變自變量及控制變量。

對比實驗教學中要發揮實驗記錄單的功能，教師不必花大量唇舌，學生也不必繞著圈思考，只需面對實驗報告自主思考、比較便能得出結論。學生的比較能力也能在這樣的實踐中得到提高。

5.面對困惑，改進對比實驗方法

《科學課程標準》指出：“科學教材是體現科學課程目標和內容的重要載體，是學生學習和教師教學的工具。”課堂教學不應當是刻板地“教教材”，作為教師應該讀懂教材的知識結構，讀通教材之間的內在邏輯體系，讀出教材中那些與知識、方法、能力、素質有關的教育因子，對教材的精妙之處應做深刻理解，對教材的簡易之處要補充，對教材的不妥之處要進行變通處理。

[案例2]蘇教版四年級下冊《小車的運動》一課，研究小車運動的快慢與拉力大小之間的關系的實驗中，意圖通過桌面上小車行進的路程長短來反應快慢，忽略了單位時間。我們可以在桌面上根據小車的運動路徑標上一段距離，測量小車通過指定路程所需時間來反應運動的快慢。