◇李 斌 （浙江：余姚市實(shí)驗(yàn)學(xué)校）

科學(xué)探究需要圍繞已提出和聚焦的問(wèn)題設(shè)計(jì)研究方案，通過(guò)收集和分析信息獲取證據(jù)，經(jīng)過(guò)推理得出結(jié)論，并通過(guò)有效表達(dá)，與他人交流自己的探究結(jié)果和觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的載體，在實(shí)驗(yàn)中往往會(huì)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，探究各種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系。這樣的實(shí)驗(yàn)就是對(duì)比實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在對(duì)比實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變其中一個(gè)條件，其他條件保持不變，從而來(lái)證明改變的條件與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的關(guān)系。這樣的探究過(guò)程可改變傳統(tǒng)的科學(xué)課堂的教學(xué)方式，從概念的簡(jiǎn)單被動(dòng)識(shí)記轉(zhuǎn)化為將習(xí)得的知識(shí)主動(dòng)遷移至生活實(shí)際中，并嘗試解決一些實(shí)際問(wèn)題。目前對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中還存在一些問(wèn)題。

教師定位不準(zhǔn)，將不同年級(jí)的目標(biāo)混淆。對(duì)一二年級(jí)的學(xué)生提出過(guò)高的要求，而對(duì)五六年級(jí)的學(xué)生給予過(guò)多的指導(dǎo)，使他們?nèi)狈λ伎嫉臋C(jī)會(huì)。

為實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)。任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)都有其目的，學(xué)生不明確實(shí)驗(yàn)的目的，盲目開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)失去應(yīng)有的價(jià)值，淪為一個(gè)普普通通的動(dòng)手活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)材料千篇一律。所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都是一致的，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)完成后缺少小組間的質(zhì)疑與反思。

缺乏論證。學(xué)生無(wú)法用實(shí)驗(yàn)所得的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)支持自己的觀點(diǎn)，對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)只存在于表面，尚未上升到深度思維的高度。

要解決這些問(wèn)題，教師必須采取針對(duì)性的策略，以提高對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率。

一、精準(zhǔn)定位，把握對(duì)比實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論認(rèn)為，學(xué)生有兩種水平，一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平，這兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū)。教學(xué)應(yīng)該著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)貫穿于整個(gè)小學(xué)的科學(xué)教學(xué)中，但是不同的階段有不同的要求。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求探究實(shí)踐

例如，在《加快溶解》這一課中，三年級(jí)的學(xué)生剛接觸對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并且課本中也沒(méi)有明確提出對(duì)比實(shí)驗(yàn)這一概念，因此對(duì)他們來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不能要求過(guò)高。課程標(biāo)準(zhǔn)為三四年級(jí)學(xué)生設(shè)置的目標(biāo)為：在教師引導(dǎo)下，基于已有經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)，制訂簡(jiǎn)單的探究計(jì)劃。根據(jù)課標(biāo)，本課的目標(biāo)設(shè)定可以從這兩點(diǎn)出發(fā)：一是在教師引導(dǎo)下；二是簡(jiǎn)單的探究計(jì)劃。因此，本課的探究實(shí)踐目標(biāo)確定為：在教師引導(dǎo)下，嘗試用對(duì)比的方法研究等量的水中溶解相同食鹽的速度。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以用這樣的方式提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生思考：我們有什么辦法可以公平地比較用熱水溶解和用冷水溶解速度的快慢呢？公平對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并不陌生，學(xué)生能夠說(shuō)出水量、加入的食鹽量等等要保持一樣。這實(shí)際上就是對(duì)比實(shí)驗(yàn)的思想。為了讓學(xué)生有更明確的認(rèn)識(shí)，教師可以讓學(xué)生畫(huà)一畫(huà)實(shí)驗(yàn)的示意圖。在這個(gè)過(guò)程中，從幫到扶，學(xué)生逐漸對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)有了初步的認(rèn)識(shí)。緊接著，教師要實(shí)現(xiàn)放，仿照前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，完成攪拌能否加快溶解的設(shè)計(jì)，并畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的示意圖。這就是學(xué)生在已有經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上制訂的簡(jiǎn)單探究計(jì)劃，從而完成了本課的探究實(shí)踐目標(biāo)。

圖1 溫度能否影響溶解快慢示意圖

圖2 攪拌能否影響溶解快慢示意圖

由此可見(jiàn)，學(xué)生的探究實(shí)踐能力是在不斷發(fā)展的，教師一定要精準(zhǔn)定位，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況確定對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。

二、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)對(duì)比實(shí)驗(yàn)動(dòng)機(jī)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)的第一步就是提出問(wèn)題。問(wèn)題并不是隨意提出的，課程標(biāo)準(zhǔn)指出：通過(guò)對(duì)具體現(xiàn)象與事物的觀察和比較，提出可探究的科學(xué)問(wèn)題。因此，教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的情境，引導(dǎo)學(xué)生在觀察和比較中，自身需要產(chǎn)生對(duì)比實(shí)驗(yàn)的需要并提出可探究的問(wèn)題。

例如，《加快溶解》一課的引入環(huán)節(jié)這樣來(lái)設(shè)計(jì)。教師出示一塊冰糖，給出問(wèn)題：我想快點(diǎn)得到一杯糖水，你們有沒(méi)有辦法幫助我？學(xué)生提出不同的想法，如，打碎冰糖、放入熱水中、放入熱水中攪拌等等，這都是他們的生活經(jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，教師根據(jù)學(xué)生的想法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)后，教師進(jìn)一步追問(wèn)：現(xiàn)在你覺(jué)得是什么因素加快了溶解？學(xué)生提出了許多猜想，但是都無(wú)法證明自己的猜想，因?yàn)槠渲谐霈F(xiàn)了多個(gè)變量。學(xué)生有了不同意見(jiàn)，這時(shí)候他們就想到只改變其中的一個(gè)條件、其他條件不變的研究方法，也就是對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生對(duì)比的需要，同時(shí)明確實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題，確定到底是哪個(gè)因素影響了物質(zhì)溶解的速度。

三、預(yù)設(shè)“錯(cuò)誤”，反思對(duì)比實(shí)驗(yàn)過(guò)程

教師在課前會(huì)為學(xué)生準(zhǔn)備好本節(jié)課所需的材料，材料準(zhǔn)備得是否充分會(huì)影響本節(jié)課的課堂效果。對(duì)比實(shí)驗(yàn)中對(duì)于相同條件有著嚴(yán)格的控制，這也要求教師在準(zhǔn)備材料時(shí)要保證每組材料都是相同的。但是，過(guò)于完美的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備有時(shí)反而不如略有“差錯(cuò)”的材料準(zhǔn)備?！都涌烊芙狻芬徽n中，在研究溫度對(duì)溶解快慢的影響時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的食鹽量應(yīng)該相同，但是如果有幾組的食鹽量不同，效果反而更好。

以下是《加快溶解》一課的一個(gè)片段。

學(xué)生領(lǐng)取材料，此時(shí)有一個(gè)小組舉手示意。

師：你們組有什么問(wèn)題嗎？

生：我們組的食鹽一份多一份少，而我們做的是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在水溫是不同的，如果加進(jìn)去食鹽的量也不同，我們就無(wú)法判斷水溫到底會(huì)不會(huì)影響溶解的速度。

師：其余小組覺(jué)得他說(shuō)得有道理嗎？

生：有道理。

師：這樣看來(lái)的話(huà)，要完成對(duì)比實(shí)驗(yàn)就只能有一個(gè)條件改變，其余條件均要相同。

良好結(jié)構(gòu)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，教師為學(xué)生準(zhǔn)備的食鹽量應(yīng)該是相同的，那么所有小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)是相同的，這就缺少了科學(xué)課堂中的質(zhì)疑。像上述教學(xué)中，為幾組學(xué)生準(zhǔn)備不同量的食鹽，如果學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)前發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，說(shuō)明學(xué)生對(duì)于對(duì)比實(shí)驗(yàn)已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，實(shí)驗(yàn)就能起到進(jìn)一步強(qiáng)化的作用。若學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前不能發(fā)現(xiàn)材料中存在的問(wèn)題，那么這個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一定會(huì)與其他組不同，鹽在冷水中可能比在熱水中溶解得更快，這個(gè)結(jié)果自然會(huì)受到其他小組的質(zhì)疑。學(xué)生會(huì)在互相質(zhì)疑的過(guò)程中反思自己對(duì)比實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，也就是在對(duì)比實(shí)驗(yàn)中同時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)變量就無(wú)法得出正確的結(jié)論，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)其探究實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

四、借助對(duì)比，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)證意識(shí)

課程標(biāo)準(zhǔn)中的態(tài)度責(zé)任目標(biāo)指出：具有基于事實(shí)表達(dá)觀點(diǎn)的意識(shí)。這實(shí)際上就是實(shí)證意識(shí)?？茖W(xué)課堂中要注重現(xiàn)象與結(jié)論的論證過(guò)程。對(duì)比實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論論證過(guò)程更是如此，由于嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)中的變量，導(dǎo)致對(duì)比實(shí)驗(yàn)里兩組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往有較大的反差，教師要引導(dǎo)學(xué)生以獲得的現(xiàn)象為證據(jù)展開(kāi)論證，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到其中某一個(gè)變量對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的影響。例如，在《加快溶解》一課中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)加熱溶解得快，不加熱溶解得慢，從而得出結(jié)論：加熱能加快食鹽的溶解。若是這樣便進(jìn)入下一環(huán)節(jié)，就缺少了現(xiàn)象與結(jié)論之間的論證過(guò)程。

以下是《加快溶解》一課的論證環(huán)節(jié)。

師：通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：加熱溶解得快，不加熱溶解得慢，加熱能加快食鹽的溶解。

師：你為什么這樣說(shuō)？有什么證據(jù)支持你的觀點(diǎn)？

生：我們將兩份等量的食鹽同時(shí)放入等量的冷水和熱水中，都不攪拌，發(fā)現(xiàn)熱水里的食鹽全部溶解了，冷水里的食鹽還有很多沒(méi)有溶解，說(shuō)明加熱的確能讓食鹽溶解加快。

在學(xué)生說(shuō)出自己的結(jié)論后，教師可以追問(wèn)：你有什么證據(jù)支持你的觀點(diǎn)？學(xué)生自然而然會(huì)想到自己做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中兩組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有著鮮明的對(duì)比，從而根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行回答，支持自己的觀點(diǎn)，建立起實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論之間的聯(lián)系。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生培養(yǎng)了實(shí)證意識(shí)，當(dāng)然也達(dá)到了對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的。

對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)就像掌握一項(xiàng)技能，是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程；對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，要從教材內(nèi)容本身出發(fā)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，考慮多方面因素，使學(xué)生在對(duì)比實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中發(fā)展多種能力，并將所學(xué)的新知識(shí)納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，發(fā)展高階思維，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)提高。