“对比实验”教学的学习效率

作者:未知

  纵观小学科学教材,我们不难发现,在教材中有许多相似类型的实验,如:“溶解的快慢和什么因素有关”“种子发芽和什么因素有关”“摆的快慢和什么因素有关”等,这些实验就是我们通常说的对比实验。所谓对比实验,是指需要设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究各种因素与实验对象之间的相互关系。它是小学生进行科学探究学习的一种常用方法。
  对比实验在整个小学科学学习中占有较高的比例,对比实验教学的效果在一定程度上直接影响着科学学科的学习效率。那么如何才能提高对比实验的教学效果,进而提高科学学科的学习效率呢?下面笔者就谈谈自己在实践中的一些做法与想法。
  一、选择合适器材,操作简单易行
  在对比实验中,实验仪器、材料选择是否合理,将直接影响学生对比实验的成功与否。
  例如,在《下沉的物体受到水的浮力》一课“研究下沉物体浮力大小和物体浸入水中体积大小的关系”这个实验时,教材中引导学生分别将1个钩码的三分之一、一半和全部浸入水中,通过改变钩码浸入水中的体积大小,测量出下沉物体在水中受到的浮力大小。实验中,如果按照教材的方法用1个钩码来做实验,我们发现由于实验室使用的钩码比较小,所以钩码浸入水中时弹簧秤指数的变化不大,几乎看不出来,导致实验失败。因此,教学中,我将3个钩码叠加起来然后用胶带紧紧缠住,以此来增加钩码的体积,结果学生实验后,发现弹簧秤的指数变化明显了,实验效果也清晰了,学生能轻松得出实验结论,同时也提高了他们的探究积极性。
  因此,实验前合理配置实验仪器和材料,可以为对比实验提供基本保障。
  二、有效控制变量,过程化繁为简
  对比实验,是把两种或两种以上易混淆的影响物體的因素进行对比分析的一种方式。如果我们在实验中对多个影响的因素不加以控制,那么,在实验过程中,就会出现受多种因素影响的不同现象,会对学生寻找其中的变化规律造成干扰。因此,在教学中我们要有效控制实验变量的变化,每次实验只允许改变一个因素,其余因素都应该保持相同,尽可能引导学生从简单的实验现象中发现事物的某种变化规律。
  例如,在《电磁铁的磁力(二)》一课“研究电磁铁磁力大小和缠绕线圈圈数的关系”实验时,我们知道影响电磁铁磁力大小的因素有串联电池的数量、缠绕线圈的圈数、铁芯的大小等。因此,我们规定,在实验时使用串联电池的数量(两节)、铁芯的大小(大号铁钉)等因素全部相同,仅是缠绕在铁钉上的线圈的圈数这一个条件不同:10圈、50圈、100圈,通过实验,学生很容易发现:缠绕在铁钉上的线圈圈数越多,电磁铁的磁力就越强,反之,则越弱。
  通过这个例子可以发现,有效控制变量可以化繁为简,也更便于学生寻找事物的变化规律。
  三、加大对比力度,现象清晰可见
  在对比实验教学中,为了使对比实验的两个对象对比力度更明显,我们可以在实验器材的体积、颜色、深浅、高低、数量等方面加大对比的力度。
  例如:在《电磁铁》一课,教学“研究电磁铁磁力大小和线圈缠绕的圈数之间的关系”这个实验时,在控制缠绕的圈数上,我选择让学生分3次实验,第1次线圈缠绕10圈,第2次线圈缠绕50圈,第3次线圈缠绕100圈,结果第1次只吸起了一个回形针,第2次吸起了5个左右回形针,第3次则吸起了10多个回形针。
  可见,在实验中加大了线圈缠绕圈数的对比力度,就使实验的效果更明显了,也更容易引导学生从实验现象中发现变化的规律。
  四、设计合理顺序,效果事半功倍
  从皮亚杰的认知理论可知:儿童的思维发展既是连续的,又是分阶段的,每个发展阶段既不能逾越,也不能逆转。小学阶段的儿童,正处在思维发展的具体运算阶段。虽然这一时期的儿童能在头脑中进行可逆的思维活动,但是如果教师能将对比实验的各个不同变化条件顺序,按照由易到难、由表及里的顺序进行逐一探究,那么对提高对比实验的教学效果必将起到事半功倍的效果。
  例如,在《做一个钟摆》一课,教学“研究摆摆动的快慢和摆的摆长(摆绳长度加摆锤长度)的关系”之前,教师先引导学生研究“摆的快慢和摆绳的长度、摆动幅度及摆锤重量之间的关系的对比实验”,发现摆的快慢和摆绳的长短有关,和摆锤的重量、摆动的幅度都没有关系。进而引导学生做不同摆长对摆的快慢影响的对比实验,有了前面的实验作铺垫,学生就快就发现摆的快慢和摆长有关,摆长越长,摆动越慢,反之,摆动越快。
  可见,从整个教学过程来看,没有前一个实验作铺垫,学生就很难做好后面的对比实验,合理设计对比实验的顺序既符合学生思维发展的需求,也能有效提高对比实验的效率。
  五、科学解读数据,结果说服有力
  2017版新课程标准指出:“科学探究要求学生能基于所学的知识,用科学语言、概念图、统计图表等方式记录整理信息,表述探究结果。”可见,在学生分组实验结束后,教师要引导学生对所记录的对比实验数据,采取全班汇报或者由几个小组代表汇报的形式,对实验的数据进行科学、合理的分析,从而得出实验的结论。
  例如,在《我们的小缆车》一课,教学“研究拉力对小车运动快慢的影响”这一实验时,学生通过探究,得出如下数据:
  这时,教师就要引导学生对实验的数据进行分析处理,科学解读,引导学生思考:“在实验中什么在发生变化?又是什么引起这样的变化?”等问题,通过小组讨论,集体交流,集思广益,去伪存真,最后再概括出正确的结论或变化的规律:小车运动快慢与拉力大小有关,拉力越大,小车运动得越快;反之,则运动得越慢。
  综上所述,在对比实验教学时,我们只要充分考虑学生的认知规律、心理特征,合理设计教学流程,优化教学过程,那么就能使对比实验教学效果更明显,从而提高科学学习的效率。
  【作者单位:昆山市南港中心小学  江苏】
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