對比實驗教學研析

〔摘" "要〕" 實驗教學是集知識能力和科學思維于一體的綜合實踐活動。在小學科學教學中合理運用對比實驗，不僅能引導學生積極參與科學探究活動，還能培養學生的科學思維能力。本文將探討如何通過對比實驗教學促進小學生科學思維能力的發展。

〔關鍵詞〕" 小學科學；對比實驗教學；研析

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）19" " 0067-03

一、對比實驗教學的價值

對比實驗是一種科學探究方法，是通過控制單一變量在其他條件相同的情況下，觀察和比較不同實驗組別之間的差異，從而得出科學結論的一種實驗方法。在小學科學教育中，對比實驗能夠更好地達到實驗教學的目的，幫助學生理解科學概念，培養他們的科學思維和探究能力。

（一）有助于學生對概念的理解

小學科學課程涉及諸多科學概念，一些概念較為抽象，學生難以通過單純的講授來理解。對比實驗能夠讓學生在控制變量的情況下，觀察和比較不同實驗條件下的現象和結果，從而更加直觀、深刻地理解科學概念的內涵與外延。例如，在“光合作用”知識的教學中，教師通過設置有陽光和無陽光兩組實驗，學生可以清晰地看到植物在不同光照條件下的生長差異，進而理解陽光對植物生長的重要性這一概念。

（二）有助于培養學生的科學思維能力

對比實驗教學要求學生自主設計實驗、操作實驗、觀察記錄、分析數據并得出結論。在這個過程中，學生需要思考如何確定變量、控制變量，如何進行實驗操作以保證實驗的準確性和可靠性，如何對實驗數據進行分析和解釋等。這些活動能夠鍛煉學生的觀察能力、思考能力、動手能力、數據處理能力和邏輯推理能力，逐步培養學生的科學思維能力，引導他們從被動學習轉向主動學習，從淺層思維轉向深層思維。

（三）有助于激發學生的學習興趣

小學生具有強烈的好奇心和求知欲，對比實驗具有直觀性、趣味性和探索性的特點，能夠充分激發學生的學習興趣。在實驗過程中，學生可以親身體驗科學探究的樂趣，看到神奇的實驗現象，感受到科學的魅力。例如，在青島版科學四年級上冊“溶解的快慢與哪些因素有關”的實驗中，學生通過改變水溫、攪拌等條件，觀察物質溶解速度的變化，這種親自動手操作和探索未知的過程能夠極大地調動學生的學習積極性，讓他們更加主動地參與到科學學習中。

二、對比實驗教學現狀及問題

（一）對實驗目的理解不深入，學生缺乏主動思考

部分教師在進行對比實驗教學時，未深入理解實驗目的，不能充分引導學生進行思考和探究。學生往往只是機械地按照教師的要求進行實驗操作，沒有真正理解實驗原理和目的，不清楚為什么要進行這樣的實驗，要探究的核心問題是什么。這導致學生在實驗過程中缺乏主動性和思考性，無法真正從實驗中獲得對科學概念和原理的深刻理解，導致教學效果不理想。實驗教學的目的性不強，實驗教學流于形式，很難真正起到培養學生科學素養的作用。

（二）變量控制不到位

對比實驗的關鍵在于控制變量，只有保證除了要研究的變量外其他條件相同，才能得出科學準確的結論。然而在實際教學中，一些學生在實驗操作時沒有嚴格控制變量，導致實驗結果不準確。例如，在青島版科學四年級下冊“聲音的傳播”實驗中，要探究聲音在固體、液體和氣體中的傳播速度，學生可能會因為實驗器材的差異、操作手法的不同等因素，致使除了傳播介質外其他變量未得到有效控制，從而影響實驗結果的準確性和結論的可靠性。

（三）實驗設計缺乏系統性

一些教師在設計對比實驗教學時，缺乏系統性和邏輯性。實驗方案設計簡單粗糙，沒有充分考慮學生的認知水平和實驗的可行性。例如，在選擇實驗材料時，沒有考慮材料的易得性和安全性；在設計實驗步驟時，沒有詳細規劃操作流程和注意事項，導致學生在實驗過程中出現混亂和錯誤，無法順利完成實驗任務，影響教學效果。

（四）對實驗結果分析與討論不充分

實驗結果的分析與討論是對比實驗教學的重要環節。通過對實驗結果的深入分析和討論，學生能夠總結規律、發現問題、拓展思維。但在實際教學中，部分教師對這一環節重視不夠，只是簡單地讓學生匯報實驗數據，然后直接給出結論。學生沒有充分的機會對實驗結果進行討論和思考，無法深入理解實驗結果背后的科學原理，也難以培養學生的批判性思維和創新能力。

三、對比實驗教學的實施策略

（一）精備實驗材料，提高實驗效率

實驗材料的選擇直接關系到實驗的成敗和教學效果。教師要根據實驗目的和學生的實際情況，選擇合適的、易得的、安全的實驗材料。有些學校的實驗材料難以滿足學生的實驗需求，教師應根據實驗教學的需要和實際情況，制作和準備實驗材料。例如，在青島版科學三年級上冊“探究植物的蒸騰作用”實驗中，可以選擇常見的植物葉片如綠蘿葉片、透明塑料袋、橡皮筋等材料，這些材料容易獲取且操作簡單，能夠讓學生直觀地觀察到植物葉片的蒸騰現象。實驗前，教師要組織學生做好充分的準備工作，包括檢查實驗器材是否齊全、完好，向學生講解實驗的注意事項和安全規則等。

（二）創設問題情境，引發學生思考

思維源于問題，問題意識強的學生都擁有強烈的好奇心，能夠保持探究熱情，在思考中產生疑問，在疑問中積累思維經驗。在對比實驗教學中，教師要以學生生活經驗為基礎創設問題情境，激發學生提出問題，引導他們主動思考、積極探究。例如，在探究青島版科學五年級下冊“影響電磁鐵磁力大小的因素”時，教師可以先提出問題“電磁鐵的磁力大小與什么因素有關？”然后引導學生進行猜想和假設，鼓勵學生從對具體現象和事物的觀察比較中主動提出問題。學生在問題的引導下，會積極思考，提出各種實驗方案。通過這種方式，學生不僅能夠主動參與實驗，還能學會從問題出發進行科學探索，并且在實驗過程中培養創新思維能力。

（三）化繁為簡，精準確定實驗變量

大多數對比實驗中可變化的條件比較多，如果在教學中對實驗的條件不加限制，那么在實驗過程中往往會出現復雜的、多變的不同現象，影響學生尋找其中變化的規律。在這種情況下，教師要適當控制實驗條件的變化，精準確定實驗變量，排除次要因素的干擾，盡可能地讓學生從簡化的實驗現象中發現某種變化的規律。在設計對比實驗之前，教師要引導學生明確實驗中的自變量和因變量。通過讓學生清晰地認識自變量和因變量，幫助學生更好地理解實驗目的和實驗設計的思路。在確定了自變量和因變量后，還要采用相同的實驗器材、相同的操作方法等來控制無關變量，以確保實驗結果的準確性和科學性。

（四）合理引導，鼓勵學生對實驗結果科學分析與討論

實驗結束后，教師要組織學生匯報實驗數據。可以讓各小組選派代表將本小組的實驗數據展示出來，其他小組的學生認真聽取并記錄。教師要引導學生對實驗數據進行分析，觀察數據的變化規律，思考數據變化背后的原因。可以通過提問、小組討論等方式，啟發學生的思維，引導學生深入分析數據，得出科學結論。在學生分析完實驗數據后，教師要鼓勵學生進行討論，分享自己的觀點和想法。同時，教師可以引導學生進一步拓展思維，思考實驗結果在實際生活中的應用或與其他相關科學知識的聯系。例如，在青島版科學四年級下冊“探究物體的熱脹冷縮”實驗后，教師可以引導學生討論熱脹冷縮現象在橋梁建設、溫度計制作等方面的應用，拓寬學生的知識面和視野。

（五）簡潔記錄，有序探究

科學思維的發展常以科學記錄為載體。學生需要在實驗探究中記錄實驗猜想、實驗步驟、使用器材、數據結果和實驗結論等，因而科學記錄單是必不可少的，這是進行探究活動的過程性資料，是得出科學結論的事實證據，能夠完整地再現學生思維和探究的過程。在設計記錄單時，教師可根據教學需要和學生實際，適當減少不必要的因素，凸顯記錄的重點，便于學生快速簡潔記錄實驗現象，再現思考過程，有序開展實驗探究。

（六）開展數字化對比實驗教學

一些學校由于實驗設備不足，無法滿足每個學生進行對比實驗的需求，甚至分組實驗、輪流實驗都無法滿足，而開展數字化對比實驗教學，能有效解決上述問題。

利用虛擬實驗室軟件。選擇適合小學生的虛擬實驗室軟件，如“小學科學虛擬實驗室”軟件，它涵蓋了生命科學、物質科學和地球與空間科學等多個領域的實驗。

借助在線教育平臺的實驗資源。在比較不同材料的導熱性實驗教學中，教師可以在中小學智慧教育平臺找到對比金屬、塑料、木頭等材料導熱性能的視頻。播放視頻前，教師可提出引導性問題，“你認為哪種材料導熱最快？”視頻播放過程中教師可適時暫停讓學生觀察不同材料上的蠟燭熔化速度的差異。播放完視頻后，組織學生進行對比總結。

利用動畫和模擬課件。教師可以自己制作簡單的動畫，或者從教育資源網站下載動畫。以“植物的光合作用和呼吸作用”對比動畫為例，教師可以在播放過程中提問，如“光合作用和呼吸作用分別在植物的什么部位進行？”“它們對植物的生長分別有什么作用？”讓學生在對比兩種生理過程的動畫演示中，理解光合作用制造有機物和氧氣，呼吸作用消耗氧氣和有機物的本質區別。

四、反思與展望

小學科學對比實驗教學對于培養學生的科學思維和探究能力具有極為重要的意義。雖然當前在教學中存在一些問題，但通過精準確定實驗變量、科學設計實驗方案、有效實施實驗過程等，可以有效地提高小學科學對比實驗教學的質量和效果。我們應為學生創造更多的實驗探究機會，讓學生在對比實驗的探究過程中，更好地領略科學的魅力，掌握科學研究的方法，為其未來的學習和發展奠定堅實的基礎。

參考文獻

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