小學科學探究中控制變量法的實踐探索

謝俏沖

摘要：在科學探究中，控制變量法是一種非常重要的方法和思想。在小學科學的教學中，教師需要認識到控制變量法的重要性，引導學生利用這一方法去設計實驗、參與到實驗，進而實現學生探究能力和科學素養的提升。基于此，本文先介紹了科學探究和控制變量法的含義，并提出幾點應用控制變量法的方法。

關鍵詞：小學科學;科學探究;控制變量法;科學素養

控制變量法擁有較廣的應用范圍，不僅可應用到小學科學的教學中，還可應用到物理、生物、化學等諸多學科中。小學科學教材中并無“變量”這一詞語，有的則是不變的條件和改變的條件，因而教師需要讓學生明確實驗中的變量，提供豐富的實驗材料，同時還需教給學生操作的方法。

一、小學科學探究與控制變量法的含義

（一）小學科學探究的含義

我國對科學學科的教學提出全新的要求，需要教師能積極開展科學探究活動，并遵從循序漸進的原則，從簡單到復雜、從模仿到半獨立再到獨立[1]。教師應當給予學生適當幫助和引導，讓學生能從生疏逐漸變得熟悉，切勿要求一步到位。科學探究活動既可以是全過程的，也可以是部分開展的。在小學階段的科學教學中，探究活動應當擁有明確的步驟，同時運用科學的探究方法，促使學生能在科學探究的過程中掌握更多的科學知識。

（二）控制變量法的含義

在科學學科中，經常會出現單個物理量的變化，或者多個因素的變化[2]。控制變量法能夠讓各個因素的變化、問題變得較為簡單，引導學生在逐一解決和分析的過程中順利理解知識。新課程改革要求教師能重視學生探究能力的提高，因而在教學中靈活運用控制變量法，使學生能掌握控制變量的方法和思想，真正走進科學探究的大門。

二、小學科學探究中控制變量法的實踐策略

（一）明確實驗相關變量

科學教材中擁有非常多的科學實驗，教師需要在日常教學中經常性開展不同類型的探究活動，并逐步滲透控制變量法[3]。在應用控制變量法時，教師必須要讓學生明確哪些屬于變量，怎樣才能找到影響事物的各項因素，如何合理控制變化，應當讓哪個變量發生變化等。只有明確變量，才能保證控制變量法的合理應用，將科學探究活動的作用充分發揮出來。

例如，在“擺的研究”時，教師就需要在前一節課教學的基礎上，引導學生圍繞著影響擺速度快慢的因素進行猜想。有的學生認為擺的速度快慢與擺錘重量相關，有的學生認為與擺繩長短有關，還有的學生認為與擺幅的大小相關。面對諸多不同的因素，學生難以找到明確的變量，更無法順利參與到探究活動中。此時，教師就可開展討論活動，從諸多因素中挑選出一個進行集中探究，將這個因素作為不同的條件，其他的因素則是相同的條件。如，教師在此次探究活動中將“擺幅大小”作為此次研究的對象，那么需要改變的條件就是擺幅的大小，不變的則是實驗裝置、擺錘重量、操作方法、擺繩長短等。擺幅的大小需要做出改變，其余的條件則不能做出調整。在這樣的實驗中，學生能夠分清實驗中的無關變量和實驗變量，也就能更具有針對性地參與到科學探究活動中。

（二）認真挑選實驗材料

在開展科學探究活動中，材料的結構性是重要保障，同時也能有效激活學生的參與熱情，能夠幫助學生順利理解和掌握科學知識。因此，在開展科學探究活動的過程中，教師不僅需要重視控制變量法的應用，與學生一起明確變量，還需要重視實驗材料的選擇，盡可能選擇最合適、最好的材料，從根本上保證對比實驗的公平性。

例如，在教學“擺的研究”時，教材中提供的材料較為簡單，但是在實際實驗的過程中會出現較多的問題，如（1）打結細繩或者用鐵夾夾住細繩時，無法完全固定懸點，在擺動時就會出現不夠平穩的情況。在經過幾次的擺動后，擺動的方向將會出現一定的偏差;（2）利用鉤碼或螺母作為擺錘時，如果采用增加數量的方式改變重量，那么就可能會出現重心偏移的情況，從而出現較大的誤差;（3）鐵架臺的高度相對較矮，如果擺繩較短的話，那么就會出現圓錐擺的情況;（4）不好確定和控制擺繩的長度與幅度，增加實驗的誤差。以上問題的存在，都會導致實驗過程中無法有效控制變量，影響到實驗的效果。因此，在具體的實驗中，教師應當做出一定的改變和調整：將細繩闖過裝置的頂端，并用夾子夾住繩子的末端，這樣就可固定好懸點。松開夾子就能較為便利地調整繩子的長度;將擺錘變成一個能夠打開的空心球，并通過裝入不同質量的珠子去改變擺錘的重量;適當增加指甲的高度，保證達到80cm左右。長度的增加，會讓單擺更加穩定，也會出現更小的誤差;準備好3個5cm寬度的弧形標尺，在正面標注好角度，借此確定好擺幅;分別將弧形標尺固定在距離懸點75cm、50cm、25cm的地方，這不僅能夠更好地確定繩長，還能合理控制變量。通過以上幾個方面的調整和改進，可有效控制變量，還能實現實驗效果的提高。

（三）運用恰當實驗方法

好的材料能保證實驗的效果，但更需要學生能夠掌握正確的操作方法和技巧。變量的準確控制，正確的操作方法，可保證學生能夠順利進行實驗，使其能掌握充足的科學知識。例如，在教學“影響擺快慢因素”的內容時，教師就需要調整和優化操作的方法。在過去，教師通常會讓學生采用“最高點計數法”，學生需要放手后開始進行計時，來回計數一次。但在應用這一方法時，學生會出現手忙腳亂的情況，非常容易出現問題。此時，教師就可將這一方法變成“平衡點計數法”，在擺錘的最低點設置一個標志，保證這個標志在支架的最下方，在超過標記的情況下進行計數。同時，教師還可加入合作學習模式，小組內的學生需要相互配合，一個學生負責計數，一個學生負責計時，一個學生負責記錄，還有一個學生負責監督。利用這樣的方法，能夠有效減少少記、多記到情況，幫助學生記錄更多準確的數據。

結束語：

總而言之，在科學學科的教學中，教師需要積極開展多樣化的探究活動，并在具體的教學中加入控制變量法。在開展探究實驗時，教師需要讓學生明確變量，根據實驗內容提供豐富的實驗材料，適當調整實驗內容，同時還需讓學生掌握進行實驗的方法，促使學生牢牢掌握控制變量法，為其日后學習奠定基礎。

參考文獻：

[1]彭能波.控制變量法在小學科學課堂中的應用[J].教育（周刊），2019（4）：1.

[2]陸敏.運用控制變量法有效提高學生核心科學素養的策略[J].進展，2019，000（006）：P.9-11.

[3]涂先欽.課外科學家探究活動方法："控制變量法"[J].少年發明與創造，2019（21）：22-23.