張震京

對(duì)比實(shí)驗(yàn)是最能反映科學(xué)方法的活動(dòng)，也是認(rèn)識(shí)上的高層次活動(dòng)。而對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是第一步，也是對(duì)比實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的一步，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的對(duì)錯(cuò)將直接影響對(duì)比實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。

有效引導(dǎo)，完善對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)進(jìn)行及時(shí)有效的引導(dǎo)，幫助學(xué)生在自主探索過(guò)程中真正提高科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)獲得科學(xué)精神、科學(xué)思想的熏陶。

1.啟發(fā)性引導(dǎo)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)控制變量，運(yùn)用比較的方法來(lái)揭示事物的性質(zhì)和變化規(guī)律的一種實(shí)驗(yàn)方法。要讓學(xué)生理解這種關(guān)系，必須要對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的引導(dǎo)。

對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)可以通過(guò)以下幾個(gè)一般性的問(wèn)題進(jìn)行：研究某一個(gè)因素，用什么方法改變這個(gè)因素？推測(cè)還有哪些變量也可能會(huì)影響某一現(xiàn)象的產(chǎn)生？這些變量要怎么樣才會(huì)產(chǎn)生影響？不能改變的條件還有哪些（盡可能詳細(xì)地列舉）？用什么方法使每個(gè)控制變量在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中保持一致？例如，《流動(dòng)的水》一課中，要做“怎樣使小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，怎樣使小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)得更快”的實(shí)驗(yàn)。在確定了研究問(wèn)題并作出假設(shè)后，我們可以通過(guò)如下問(wèn)題幫助學(xué)生完善設(shè)計(jì)操作方案：研究水流量大小是否影響小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，用什么方法改變水流量大小？哪些條件會(huì)影響小水輪轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢？怎么才能保證擊打小水輪的位置一樣呢？

2.開(kāi)拓性引導(dǎo)

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生的思考往往不夠全面，所以，教師要進(jìn)行開(kāi)拓性引導(dǎo)。例如，在《加快溶解》中，研究“怎樣才能讓水中的方糖溶解得更快”的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生很容易會(huì)想到攪拌和熱水，但其它的就想不到了。這時(shí)，教師可以這樣引導(dǎo)：還有哪些條件也會(huì)影響公平呢，大家討論一下？學(xué)生經(jīng)過(guò)討論又提出水量等因素。教師進(jìn)一步引導(dǎo)：方糖的大小會(huì)影響其在水中溶解的快慢嗎？這樣的開(kāi)拓性引導(dǎo)，可以幫助學(xué)生不斷完善對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

多措并舉，形成“公平實(shí)驗(yàn)”意識(shí)?

對(duì)比實(shí)驗(yàn)的過(guò)程需要對(duì)其它變量保持恒定，才能使結(jié)論真實(shí)有效。而保持變量恒定的前提是要做到“公平”，即公平地控制變量。只有學(xué)生在過(guò)程中能意識(shí)到并做到“公平”，才能確保結(jié)果科學(xué)、準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)。因此，對(duì)比實(shí)驗(yàn)也稱“公平實(shí)驗(yàn)”。

1.控制材料，讓材料保障“公平”

在對(duì)比試驗(yàn)中，材料的結(jié)構(gòu)性需要嚴(yán)謹(jǐn)，充分保障實(shí)驗(yàn)“公平”。如在《擺》一課中，采用工業(yè)用縫紉線做擺線，可以防止繩子的伸縮影響擺長(zhǎng)，防止繩子過(guò)粗增大摩擦力和阻力，有效控制各種影響因素;在擺錘的挑選上，用“沉浮實(shí)驗(yàn)盒”中兩個(gè)大小一樣的小吊桶，在吊桶里裝上塑料和金屬兩種不同重量的塊，可以有效解決擺錘本身影響擺長(zhǎng)實(shí)際的問(wèn)題。

2.示范操作，讓演示引領(lǐng)“公平”

有一些變量，如影響擺的快慢的起始力、角度大小等因素，學(xué)生較難公平地操作，教師應(yīng)正確示范。通過(guò)示范操作，學(xué)生認(rèn)識(shí)了擺和擺的組成部分后，教師在鐵架臺(tái)上現(xiàn)場(chǎng)演示做一個(gè)擺。教師邊做擺邊演示怎樣控制擺長(zhǎng)（用夾子夾住線的長(zhǎng)短）和擺錘輕重（更換吊桶內(nèi)的鋁塊或塑料塊）。擺做好后，教師演示時(shí)要強(qiáng)調(diào)用手輕輕夾住擺錘，擺線和支柱桿要平行，自然松手，不要用力，擺動(dòng)幅度不要太大……每一個(gè)動(dòng)作都蘊(yùn)含確保實(shí)驗(yàn)公平的種種因素，這樣可以有效控制一些變量。

3.體現(xiàn)層次，讓指導(dǎo)調(diào)控“公平”

教師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)可分扶（教師指導(dǎo)為主）、半扶半放、放（學(xué)生自主探究為主）三種層次。對(duì)比實(shí)驗(yàn)的課堂往往是由幾個(gè)相似活動(dòng)組成的，因此，教師的指導(dǎo)應(yīng)體現(xiàn)層次性，推動(dòng)學(xué)生思維向著縱伸發(fā)展。比如，在學(xué)生初次接觸的對(duì)比實(shí)驗(yàn)《怎樣加快溶解》中，做第一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生探討“怎樣比公平”，使學(xué)生感受對(duì)比實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，并由教師親自填寫設(shè)計(jì)，鞏固學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)的要求。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，教師和學(xué)生一起探討，但可以讓學(xué)生自己填寫設(shè)計(jì);做第三個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以讓學(xué)生相互探討，自己填寫設(shè)計(jì)。

感悟特點(diǎn)，發(fā)展主動(dòng)探究能力

對(duì)比實(shí)驗(yàn)必須遵循的一個(gè)原則是：只允許正在比較的這個(gè)變量不同，其它所有變量必須相同。如果學(xué)生掌握了對(duì)比實(shí)驗(yàn)的這個(gè)特點(diǎn)，就能發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性進(jìn)行自主探究，大大地提高課堂效率、發(fā)展學(xué)生的思維能力。

1.教師引領(lǐng)學(xué)生，發(fā)現(xiàn)特點(diǎn)

教師在與學(xué)生探討的過(guò)程中，可以提這樣的問(wèn)題：（1）什么條件相同？為什么要求相同？（2）什么條件不同？為什么不同？有兩個(gè)條件不同行不行？（3）對(duì)比實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)條件不同？哪些條件要相同？通過(guò)思考這些問(wèn)題，學(xué)生會(huì)自然而然體會(huì)到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。

2.總結(jié)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，體會(huì)特點(diǎn)

當(dāng)學(xué)生做完了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)后，已經(jīng)對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)有了一定的了解，如果這時(shí)再總結(jié)一下，效果就更好。教師可以提這樣的問(wèn)題：你覺(jué)得對(duì)比實(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)？

當(dāng)學(xué)生經(jīng)歷了幾個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)后，教師在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)提出：所有這些對(duì)比實(shí)驗(yàn)有什么共同特點(diǎn)？這些對(duì)比實(shí)驗(yàn)控制的條件為什么不同，為什么要這樣做？經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程，學(xué)生對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)就有了一個(gè)基礎(chǔ)而本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，有利于之后靈活地進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

3.借助表格，直觀感受特點(diǎn)

表格具有直觀的特點(diǎn)，借助表格能夠使學(xué)生更感性地認(rèn)識(shí)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。表格可以清楚地縱觀科學(xué)探究的全過(guò)程，實(shí)驗(yàn)的相同條件、不同條件清晰可見(jiàn)。比如，實(shí)驗(yàn)的“不同條件”欄中只有一項(xiàng)，對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)“不同條件”只有一項(xiàng)，“相同條件”欄有五項(xiàng)，對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)“相同條件”就有五項(xiàng)。學(xué)生經(jīng)過(guò)這樣的多次練習(xí)，能夠直觀地建立起對(duì)比實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)。

在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的過(guò)程中，要特別注重發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，注重方法的內(nèi)化，真正使對(duì)比實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生科學(xué)探究路上的利器。

編輯 _ 李剛剛