張小平 陳衛(wèi)華

【摘 要】小學科學課中，加強控制變量法在對比實驗中的運用，既能直觀的對實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，得出實驗結論，又有利于培養(yǎng)孩子在科學探究中的實驗能力和科學素養(yǎng)。

【關鍵詞】擺的研究；實驗；運用

控制變量法是進行科學實驗、探究科學知識的一種重要方法。小學科學課中，加強控制變量法在對比實驗中的運用，既能直觀的對實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，得出實驗結論，又有利于培養(yǎng)孩子在科學探究中的實驗能力和科學素養(yǎng)。筆者以《擺的研究》為例談控制變量法在對比實驗中的運用。

一、在科學猜想中感知“變量”與“不變量”

在做科學實驗前，教師在引導環(huán)節(jié)中應讓學生明確影響實驗結論的條件有哪些。影響一個實驗的量是很多的，既有客觀的、又有主觀的，既有本次實驗中要研究的，又有在以后進行探索的。因此，老師在備課中要針對學情預設，把學生列出的那些是或不是的量加以甑別，既要干脆利索、刪繁就簡，又要全面，不能疏漏。對三年級的孩子只要求認識什么是控制變量實驗；四年級要求能根據(jù)控制變量實驗，分析哪些是變量、哪些是不變量；五年級要求會設計簡單的實驗，在設計實驗時，考慮控制因素是哪些，變量因素是哪些；六年級能設計復雜的實驗，并能準確分析對比實驗中控制因素和變量因素。

二、在設計方案中明確“變量”與“不變量”

在明白了變量與控制量后，往往是分小組進行實驗方案的設計。從三年級開始，老師要做到有收有放，由扶到放，逐步培養(yǎng)孩子的探究力。要結合孩子的年齡特點，隨著他們的探究能力增強和實驗經(jīng)驗的豐富，探究的深度也更深入。

在實驗方案的設計中，一定要引導學生充分考慮到控制變量法運用的關鍵：每次只改變一個量，而控制其余的量不變。如果離開了這一關鍵，實驗的誤差大，甚至是錯誤的。

《擺的研究中》，孩子設計的實驗方案，應包括以下三種：

方案一：擺的擺動快慢與擺錘的輕重有關；

方案二：擺的擺動快慢與擺繩的長短有關；

方案三：擺的擺動快慢與擺幅的大小有關；

無論是哪種方案，當研究其中一個變量時，一定要控制其余的量不變。在研究方案一時，擺錘的重量先是一個鉤碼，接著分別增加到2個鉤碼、3個鉤碼，控制其余量不變的情況下記錄擺的次數(shù)；研究方案二時，擺繩長度分別是10厘米、20厘米、30厘米，控制其余量不變的情況下記錄擺的次數(shù)；研究方案三時，在擺幅控制器中，讓擺幅夾角分別是20度、40度、60度時，控制其余量不變的情況下記錄擺的次數(shù)。

三、在對比實驗中理解“變量”與“不變量”

在方案完善的前提下進行對比實驗，是科學研究中最重要的步驟，實驗操作中記錄下的數(shù)據(jù)直接影響到實驗的結論。在平時的科學教學中，往往因為課堂中40分鐘的時間束縛，造成學生實驗時間緊張，甚至不能完成實驗。特別是在對比實驗中，有幾個因素就要分別控制一個變量。因此因素越多，設計的實驗方案就越多，需要孩子做的實驗就越多。一堂課40分鐘的時間不可能完成幾個實驗，因此需要在老師的引導下分小組選擇感興趣的方案完成，同時又要顧全大局進行調(diào)整，防止幾個小組都做同一個或造成有的方案設計了但沒有小組去做的情況。

在《擺的研究》中，可將全班的孩子分成6個小組，每兩組完成一個方案，三個方案同時完成。無論是哪個小組完成哪個方案，在實驗前老師要進行提醒變量與控制不變量，同時要避免一些主觀因素影響實驗數(shù)據(jù)，提示學生要注意以下幾點：

1.全班統(tǒng)一計時，聽口令，時長15秒；

2.擺繩一定要拉直，且與支架橫桿垂直；

3.兩個手指捏到擺錘，聽到口令自然松開；

4.擺來回一次為一個周期，記為一次。

在實驗中一邊觀察一邊數(shù)數(shù)，反復進行三次實驗，完成實驗記錄單。

方案一：擺的擺動快慢與擺錘的輕重有關

方案二：擺的擺動快慢與擺繩的長短有關

方案三：擺的擺動快慢與擺幅的大小有關

四、在數(shù)據(jù)收集中分析“變量”與“不變量”

分組實驗完成后、要引導孩子對收集的數(shù)據(jù)進行分析。但是數(shù)據(jù)的收集要注意科學性，但數(shù)據(jù)出現(xiàn)不統(tǒng)一的時候，要分析其中出現(xiàn)的原因，最后取小組都認同的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)確定后，先在每個方案中進行對比，得出結論，然后再進行全局對比，得出本次對比實驗的結論。

在《擺的研究》中，在做方案一的實驗時，有的小組實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)了不同的幾個數(shù)據(jù)，出現(xiàn)16次的原因，一般是聽到口令后沒有及時放手，或者是鉤碼碰到了支架，最后大家的選擇應該是17次，因為17是出現(xiàn)最多的數(shù)據(jù)，從而得出結論：無論是1個鉤碼，2個鉤碼，還是3個鉤碼，擺的次數(shù)均是17次，因此，擺的快慢與擺錘的重量無關。方案二的實驗中，當擺繩長10厘米、20厘米、30厘米，擺的次數(shù)依次是23、17、13，從而得出結論：擺的擺動快慢與擺繩的長短有關，擺繩越長，擺得越慢；方案三中的實驗中，擺幅為20度、40度、60度時，擺的次數(shù)均是17次，從而說明擺的快慢與擺幅無關。把三個實驗綜合后，得出本次對比實驗的結論：擺的快慢與擺錘的重量、擺幅的大小無關，與擺繩的長短有關，擺繩越長，擺得越慢。

總之，控制變量法貫穿于小學科學實驗中，我們需要掌握控制變量法的實質(zhì)，在實驗中大膽猜想，小心驗證，縝密思考、認真分析，在變與不變中探索科學奧秘，促進孩子科學探究能力及科學素養(yǎng)的提升。