淺議小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計策略-以教學(xué)實(shí)踐《折形狀》為例

淺議小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計策略——以教學(xué)實(shí)踐《折形狀》為例【摘要】對比實(shí)驗(yàn)是小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力有重要作用，本文以蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級下冊《折形狀》一課的教學(xué)嘗試為切入點(diǎn)，分析引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略，將著眼點(diǎn)放在教師的“導(dǎo)”上，旨在讓教師在做足“導(dǎo)”的功課的基礎(chǔ)上帶領(lǐng)學(xué)生體會設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)的科學(xué)探究之美。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué)；對比實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計；科學(xué)探究《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下稱《標(biāo)準(zhǔn)》）指出，“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和責(zé)任態(tài)度是科學(xué)的四個層面”，而小學(xué)科學(xué)課程主要通過三條主線，即科學(xué)觀念、科學(xué)探究和態(tài)度責(zé)任將教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容融會貫通。在這三條主線中，科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)，不僅可以使小學(xué)生體驗(yàn)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(xué)，什么不是科學(xué)?！稑?biāo)準(zhǔn)》從課程設(shè)計的指導(dǎo)層面為一線教師的科學(xué)教學(xué)指明了方向，即通過以探究為中心的學(xué)習(xí)來達(dá)成教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的融會貫通?？茖W(xué)探究的載體是什么？在小學(xué)階段，實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的良好載體，事實(shí)上，科學(xué)探究不僅有對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究，更有對實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計和探究[1]。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果最終會探究出來，但是學(xué)生在探究這一結(jié)果的過程中做了什么、怎么做的更應(yīng)該是評價科學(xué)探究水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。一、小學(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)特征分析所謂對比實(shí)驗(yàn)，是指設(shè)置兩個或兩個以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對對比結(jié)果的比較分析，研究自變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果所造成的影響。由此可知，小學(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)的方法是進(jìn)行單因素比較，這是對比實(shí)驗(yàn)的基本要求，也是對比實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(xué)階段，教師對設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)的要求不能過高，必須符合小學(xué)生的年齡特點(diǎn)，由扶到放，逐步培養(yǎng)。小學(xué)高年級學(xué)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(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)，并在設(shè)計過程中感受對比實(shí)驗(yàn)的公平性。需要注意的是，設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)這種比較抽象的技能對于小學(xué)生來說有些難度，因此教師的引導(dǎo)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(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)設(shè)計片段如前所述，教師在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)時需要讓學(xué)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(xué)中，教師引導(dǎo)時應(yīng)著重把握以下幾點(diǎn)。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(shè)計對比實(shí)驗(yàn)的前提是明確實(shí)驗(yàn)問題，因此教師必須引導(dǎo)學(xué)生清楚地知道要探究什么問題，五年級學(xué)生的理解能力和概括能力都達(dá)到一定水平，因此，教師可以對探究的問題進(jìn)行分解，通過有層次的引導(dǎo)使學(xué)生明晰要探究的問題，以便為下面明確實(shí)驗(yàn)變量和不變量奠定基礎(chǔ)。2.探尋實(shí)驗(yàn)的變量師：要探究柱體的底面形狀與承受力的關(guān)系，我們在實(shí)驗(yàn)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(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的變量，把握了對比實(shí)驗(yàn)需要注意的第一點(diǎn)，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(shè)計實(shí)驗(yàn)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(shè)計一下我們的實(shí)驗(yàn)記錄單，這個實(shí)驗(yàn)記錄單要全面表達(dá)我們要研究的問題。生小組設(shè)計，師巡回觀察指導(dǎo)。設(shè)計實(shí)驗(yàn)記錄單是對之前分析變量和不變量的深度應(yīng)用，目的還是引導(dǎo)學(xué)生理解對比實(shí)驗(yàn)要研究的問題在這一部分中，教師說得少，學(xué)生做得多，但是教師前面引導(dǎo)效果的直接反饋。對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不是一件輕松的事，不是把實(shí)驗(yàn)任務(wù)、器材交給學(xué)生，讓他們自己去做就完事大吉，教師必須引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在設(shè)計實(shí)驗(yàn)的過程中增進(jìn)對實(shí)驗(yàn)的理解，提升探究的興趣，提高探究的水平。三、小學(xué)科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)設(shè)計策略（一）導(dǎo)而弗牽，學(xué)生是設(shè)計實(shí)驗(yàn)的主體對比實(shí)驗(yàn)開展得好，離不開學(xué)生實(shí)驗(yàn)原則的把握。如果實(shí)驗(yàn)是學(xué)生動腦設(shè)計出來的，學(xué)生是設(shè)計實(shí)驗(yàn)的主體，那么即使教師不反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)學(xué)生也能留意到，實(shí)驗(yàn)效果會更好。如果教師告訴學(xué)生怎么做、注意什么，學(xué)生實(shí)驗(yàn)心切，未必注意到教師的強(qiáng)調(diào)，最終可能教師在課上忙來忙去，忙于指導(dǎo)學(xué)生注意什么或者怎么做，而學(xué)生則忙著動手但未必得要領(lǐng)。具體到《折形狀》這一課，學(xué)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(shí)驗(yàn)，如果沒有在教師的引導(dǎo)下設(shè)計過實(shí)驗(yàn)，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(dǎo)學(xué)生設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)時，必須引導(dǎo)學(xué)生找準(zhǔn)變量和不變量，這是對比實(shí)驗(yàn)的共同點(diǎn)，抓住了這個共同點(diǎn)，對比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計才有章可循?！墩坌螤睢愤@一課中，因?yàn)樯婕暗牟蛔兞枯^多，筆者花了很多時間去引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的變量和不變量，確實(shí)增進(jìn)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解，在實(shí)驗(yàn)過程中，各小組實(shí)驗(yàn)開展得非常流暢，并對實(shí)驗(yàn)中有偏差的數(shù)據(jù)進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)姆治?，這說明教師在前面的引導(dǎo)是奏效的。當(dāng)然，一開始教師可能花很多時間引導(dǎo)學(xué)生一步步細(xì)究變量和不變量，經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)后，學(xué)生具備了相關(guān)的科學(xué)能力，就會很快跟上教師的節(jié)奏，一說到設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)，很自然地去找變量和不變量。（三）開而弗達(dá)，引導(dǎo)學(xué)生通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)科學(xué)探究之美學(xué)生設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)不僅僅要明確變量和不變量，同時，還要明確實(shí)驗(yàn)思路，即實(shí)驗(yàn)中所采用的方法、原理、完成實(shí)驗(yàn)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(lǐng)會對比實(shí)驗(yàn)的精髓。在這一過程中，教師不僅要讓學(xué)生學(xué)會設(shè)計實(shí)驗(yàn)，更要引導(dǎo)其體會科學(xué)探究之美，責(zé)任態(tài)度之切。教師在整個對比實(shí)驗(yàn)過程中起的就是“拐杖”的作用，《學(xué)記》早在兩千多年前就告訴了我們教學(xué)的方法：“君子之教，喻也?！薄暗蓝?，強(qiáng)而弗抑，開而弗達(dá)。道而弗牽則和，強(qiáng)而弗抑則易，開而弗達(dá)則思。和易以思，可謂善喻矣?！敝挥薪處熥鲎懔恕皩?dǎo)”的功課，讓學(xué)生游弋于探究對比實(shí)驗(yàn)公平之美的興趣汪洋中，對比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)才能真正成為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的平臺?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】陳金鐸.小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計與創(chuàng)新[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2011(2).葉禹卿.為小學(xué)《科學(xué)》課程設(shè)計效果良好的實(shí)驗(yàn)[J].北京教育學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2009(2).譚明揚(yáng).小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計與改進(jìn)[J].中小學(xué)實(shí)驗(yàn)與裝備,2012(4).陳紹茂.淺談如何實(shí)施小學(xué)科學(xué)的對比實(shí)驗(yàn)[J].新課程學(xué)習(xí)（基礎(chǔ)教育）,2012(10).任存寶.小學(xué)科學(xué)