控制变量法在小学科学实验教学中的应用

控制变量法在小学科学实验教学中的应用

戚越峰

浙江省绍兴市柯桥区实验小学新校区 312000

【摘要】

《小学科学课程标准》提出：小学科学课是以培养小学科学素养为宗旨的科学启蒙课程，同时又是一门以实验为基础的综合学科，在科学课的学习中，实验教学占有重要的地位。控制变量法作为一种重要的科学研究方法，在小学阶段的验证性实验和探究性实验中有着重要的意义。因此本文结合教学中的案例探索小学科学实验设计在教学中的应用。

【关键词】 小学科学 实验教学 控制变量法 应用

事物是普遍联系的，组成事物的每一部分之间有着千丝万缕的联系，它们在运动中的联系就包含着人类未知的科学规律。科学探究的目的就是揭示其自然规律，小学科学课程的教育核心就是让学生在科学探究中提高其科学素养。如果让小学生在自然界这么复杂的条件下去完成科学探究的任务是不可能，所以教师必须给予方法和手段上的指导。

一、对控制变量法的认识

随着新课程的实施，课程的设计对学生动手实验能力的培养十分重视，而控制变量法是常用的探索、分析和解决科学问题的重要方法，所谓“控制变量法”就是当影响到某一物理量变化的因素较多时，要研究某一个因素的变化对该物理量变化的影响，必须保持其它条件不变，否则就无法知道该变化是由哪个因素的变化引起的。控制变量法纯化了实验条件，排除了其他因素的干扰。

在小学科学实验学习中，掌握控制变量法，对于将来进行科学探究，解决实际问题都有重大的现实意义。我们可以在实验当中运用这种方式来培养学生解决问题的思维能力、分析能力、归纳能力。

二、教材及学生现状分析

教科版小学科学实验一共有220个实验，涉及到物理、生物、化学、地理等各种实验，其中最主要的是化学、生物和物理范畴的实验，而地理的实验比较少。某些生物实验和物理实验在地点的选择上有特殊性，化学实验对实验地点的要求不大，地理实验以模拟实验为主，一般都能在实验室内就能进行。

三、控制变量法在教材中的体现

1、以扶为主----提问演示,寻找关键

【案例1】四年级上册《溶解的快与慢》中“加快水果糖溶解的研究”的教学片断。

师: 刚刚学习的这些方法真的能使水果糖溶解得更快吗?现在我们以搅拌的方法为例，如何来进行实验？

生: 把水果糖放入水中观察看看。

师: 就设置一组实验, 将水果糖放入水中后搅拌就能看出搅拌能使水果糖溶解得更快吗?这样的做法有说服力吗？你觉得怎么做这个实验比较严谨？

生: 用两个杯子, 放两块水果糖, 一个搅拌, 一个不搅拌。

师: 你觉得两块水果糖的大小有什么要求?

生: 形状、大小都一样。

师: 回答得很好。想比较出搅拌能使水果糖溶解的更快，还要注意什么?

生: 也应该准备两个一样的杯子。

生: 还应该装入一样多的水。

生: 水的温度也应该是一样的。

师: 还有吗?

生: ⋯⋯

师演示, 把两块水果糖一先一后放在两个杯子里。

生(恍然大悟): 应该把两块水果糖同时放入两个杯子里。

师: 怎样能同时放入?

生: 需要两位同学合作, 数1—2—3, 同时松手。

生: 或者把两块水果糖都放在杯子里, 然后同时往里面加水。

师:现在你能完整地说一下要让哪些条件相同吗?

在这实验中，教师以扶为主，帮助学生把探究的问题集中到实验条件上, 有利于学生准确地进行控制变量的实验。在教师提问中，引导学生对实验变量的设计，在学生讲不完整的情况下进行演示实验, 帮助学生从现象当中寻找如何控制无关变量渐渐完善无关变量的控制。

以放为主----设置疑问,自主释疑

【案例2】五年级《种子发芽实验》中“影响种子发芽的因素”的教学片断

师：同学们 认为种子的萌发可能和水、空气、温度、阳光、土壤等因素有关，我们现在已阳光为例设计一个实验来验证自己的想法是否正确？

师：如果你要研究种子萌发时候需要阳光，你如何进行实验？

生汇报实验方案

师：你们有没有想过这样的阳光会同时使温度升高呢？

生：是的

师：那两个量都改变了，到时候你能确定实验的结果是哪一个？

生继续讨论，改进实验方案

生汇报：都放在室内，一个盖上透明的盖子，目的是让种子找到光，一个盖上涂黑的盖子，目的是不让种子照到光。

在这个实验设计当中，教师以扶放结合的方式，先让学生自己提出设计的方案，然后教师提出实验中容易被忽视的地方，让学生自己进行修正，这样学生对控制变量法就有了更进一步的认识，能够更加准确地控制无关的变量，设法创造稳定的，维持不变的相同条件进行对照，以抵消或者排除这些实验对象的干扰。

四、控制变量法应用的实现

从上述的教学片断中可以看出中高段的学生对控制变量已基本掌握, 小学中高段学生在小组合作下能自行设计和思考。显然, 以学生为主体, 把控制变量法的教学融入科学探究活动中, 是教会学生在控制变量法、培养学生探究能力的一条有效途径。我认为在教学中可以采用这三个途径:首先, 教师可以结合小学教材中的科学史，介绍科学家进行探究的过程时是如何运用控制变量法, 使学生意识到控制变量法的存在。其次, 将控制变量法有机地渗透到实验计划的制定和分析过程中,使学生初步运用控制变量法的思维过程研究问题。最后,学生能在教师的指导下，运用控制变量法解决教材上出现的一些简单问题, 并逐步学会在遇到生活中的一些常见问题时，独立运用控制变量法解决。

小学科学实验中，除了控制变量法以外，还有空白对照法、对比方法、观察法等这些探究方法需要教师指导学生在多样的科学探究活动中经常反复使用，这样才能尽快提高学生的动手探究能力。在小学阶段要运用控制变量法来教学，只有根据课程设计和学生的实际情况巧扶妙放，才能促使学生运用各种实验方法，使探究更加真实有效。

【参考文献】

[1] 李秀清.控制变量法在物理实验教学中的应用[J]. 考试周刊 2009年34期

[2] 黄汶.控制变量法及其教学案例[J]. 教学月刊(中学版) 2006年10期