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摘要:
對比實驗是學生探究科學問題的一種重要的方法,如何提高對比實驗的教學效果就顯得非常重要,本文將從以下四個方面來闡述研究的見解和觀點:對比實驗中,選材要合理;操作要規范;觀察效果要明顯;數據要可靠。如果綜合考慮幾點策略,那么就能在對比實驗教學活動取得較好的教學效果。
關鍵詞:
小學科學課程是以培養學生科學素養為宗旨的科學啟蒙課程,旨在引導學生學習各種科學知識,從中體驗科學樂趣,實驗法是重要的教學方式之一,而對比實驗法是學生探究科學問題的一種特殊方法。通過對比實驗法,可以讓學生清楚看到事物與事物之間存在的聯系,比如有意識地改變某個條件來證明改變的條件和實驗結果的關系,可以幫助學生認識事物之間的規律,提高對自然事物變化規律探究的積極性。由此可以看到對比實驗在小學科學教學中的重要性。通過教學與實踐,我研究歸納了對比實驗在科學教學中的四個策略:
1對比實驗中,選材的合理性
對比實驗中,準備材料的選擇是至關重要的。選取合理的材料,教師上課能得心應手,學生實驗與觀察也能手到擒來,可以達到事半功倍的效果。選取不合理的材料則恰恰相反,學生實驗觀察無法得出正確結論,教師也不能很好的完成教學目標。如,在三年級上冊第三單元《誰流得更快一些》一課中,材料準備提供的流動載體是玻璃板。學生通過設計實驗方法,并實驗探究水、油和洗潔精哪種物質流動得更快,這是一個很明顯的對比實驗。在過程中,學生也很好的設計了實驗方法,但是在做實驗時,意外出現了,很多小組都無法很好的完成實驗,每個小組得出的結論是五花八門,有小組得出水流動最快,其次是油,第三是洗潔精,還有小組得出水得第一,洗潔精第二,第三是油…課后我就反思研究,為什么學生們得出的實驗結果會這樣呢?于是我按照學生的設計方法模擬了一遍,兩遍、三遍,結果我做出來的同樣有偏差。與其說是偏差,還不如說是實驗現象模糊,因為實驗中水、油、洗潔精不是順著玻璃從上往下流,它們會向邊上流動而混在一起,造成實驗現象模糊,學生很難看清到底誰流得更快一些,找到原因后,我用流動凹槽板代替玻璃板,一塊流動凹槽板有三條獨立跑道,三種物質不會再混在一起了。我又做了幾次實驗,實驗現象果然很清晰了,可見,選取合理的材料是多么重要。
2對比實驗中,操作的規范性
對比實驗中,實驗操作更要規范,這主要體現在對比實驗中,只能改變一個因素,確保實驗的公平,即除了改變的那個因素外,其他因素應該保持不變。但是學生往往在做實驗中會改變了多個條件,導致實驗數據的不準確。如:在六年級上冊第二單元《抵抗彎曲》———研究紙橫梁的抗彎曲能力和什么因素有關的課時中,由于紙橫梁抗彎曲能力與很多因素有關系,包括橫梁的材料、彎曲標準、寬度、厚度、架空距離等等,最終,我與學生們討論確定研究橫梁厚度與紙橫梁抗彎曲能力關系。之后,我們又統一了橫梁的材料、彎曲標準、寬度、架空距離等保持不變,只改變橫梁厚度一個條件的標準,分別是橫梁1倍厚、2倍厚和4倍厚。但是,在實驗過程中,我發現有個別小組架空距離和厚度一起在改變。原來,學生在實驗中,操作不當,架空距離(兩邊各放兩本科學書本,它們之間的距離作為架空距離)發生了移動,從而影響實驗效果。通過這個例子,我們可以看到實驗的規范性操作對于對比實驗的影響也是很大的。
3對比實驗中,效果的明顯性
對比實驗中,有些實驗只需要改變一個條件,實驗效果就非常顯著,比如上面一個案列中的實驗,紙橫梁的厚度增加,紙橫梁的抗彎曲能力會大大增加。但是,有些實驗單單改變一個條件,實驗現象并沒有明顯改變,影響了實驗觀察的效果,學生反而會得出一個錯誤的結論。那么,如何讓實驗效果更加明顯呢?在五年級上冊第四單元《運動與摩擦力》———研究摩擦力大小與物體重量之間的關系一課中,材料準備有彈簧測力計、一個塑料盒、一些鉤碼。學生們經過討論統一意見,確定改變鉤碼的重量(鉤碼個數)來做實驗,并分為三次實驗。我在巡視過程中,發現有些小組第一次和第二次數據很接近,甚至有相同的。匯報結果時,我提出為什么有些小組前兩次數據一樣呢?有學生回答是測力計有誤差,也有學生認為是讀數時看錯了…我請兩次數據相同的小組A把他們的設計方案再次闡述:第一次1個鉤碼,第二次2個鉤碼,第三次3個鉤碼,分別用測力計來測它們的摩擦力大小…結果,小組B發表了不同的數量操作方法:第一次1個鉤碼,第二次3個鉤碼,第三次5個鉤碼。最終,觀察的結論是物體越重,摩擦力越大。學生們終于知道為什么有的小組測量得到的數據相同。原來,每個鉤碼的重量比較輕,因此,每次實驗增加一個,摩擦力變化并不明顯,影響了實驗的觀察效果。
4對比實驗中,數據的可靠性
最終,對比實驗操作完成后,結論體現在數據中。數據的記錄關乎實驗結論的準確與否,因此,學生在記錄數據的過程中,要認真投入、嚴謹對待,容不得半點馬虎。在做《擺的研究》實驗中,保持擺繩長度和擺動幅度不變,要求學生記錄擺在15秒內擺動次數,探究擺錘重量與擺動快慢的關系。小組C填寫數據表格如下:小組C得出結論:擺錘重量越重,擺動次數越多,擺動越快。學生出示這組數據時,我沒有立刻評價正確與否。接著,我繼續詢問其他小組的匯報結果,他們的9個數據都是一樣的。所以其他小組得出擺錘重量大小與擺動快慢無關的結論。于是,針對小組C獲得的結論,組員們回憶,發現他們在做對比實驗時小組之間合作出現了問題:數數員和拿秒表的同學時間上不一致,加上本身的誤差,致使出現了上述的結論。所以我請小組C上臺再一次做這個實驗,最后修正了數據,得出和其他組相同的結論。有此可以看出實驗數據的可靠性是多么重要,可以直接影響實驗結論。由此可見,在設計和做對比實驗時,要綜合考慮材料的選擇、實驗操作的規范、效果的明顯以及數據的可靠性。那么,在對比實驗教學中,學生們能夠更好地認識到自然現象、性質及規律,執教者也能取得較好的教學效果。
參考文獻:
[1]陸永勝.學會在對比實驗中控制變量[J].科學大眾:科學教育,2012(09).
[2]張澤樹.科學課堂中有效落實對比實驗[J].小學科學:教師版,2013(09).
作者:鄔方良 單位:江蘇省昆山市張浦中心小學校