王春梅

小學科學新課標中提出：科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。科學課程應向?qū)W生提供充分的科學探究機會，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗學習科學的樂趣，增長科學探究能力，獲取科學知識，形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學態(tài)度，了解科學發(fā)展的歷史。在小學階段，控制變量法是一種重要的科學研究方法。學生只有領(lǐng)會和掌握了控制變量的思想和方法，才能真正地踏入科學探究之門。

一、小學科學探究的涵義

我國《全日制義務教育科學（3～6年級）課程標準（實驗稿）》中論述到：科學探究活動一般應掌握由簡單到復雜、由教師扶著走到逐步放開、由模仿到半獨立再到獨立的過程逐步進行。要給學生一個由生疏到熟悉的過程，不要要求一步到位。在教學實施中，科學探究活動可以是全過程的，也可以是部分地進行。在小學階段，科學探究的步驟為：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據(jù)、分析、下結(jié)論；使用的方法即科學方法主要有：觀察、記錄、測量、比較、對比、討論、交流、實驗、猜想等。

二、控制變量法的涵義

在小學科學教材中，經(jīng)常會出現(xiàn)一個物理量的變化與多個因素的變化有關(guān)的問題。運用控制變量法可以使物理量的變化簡化為分別與各個單因素的變化有關(guān)的問題，逐一分析、解決，從而降低問題的分析難度。新課標注重科學探究能力的培養(yǎng)，而學生只有領(lǐng)會和掌握了控制變量的思想和方法，才能真正地踏入科學探究之門。

三、小學科學探究中應用控制變量的案例分析

案例一：探究誰流的更快一些

師：我們有什么辦法能知道水，油，洗潔精他們哪個流的更快一些呢？

生：可以讓他們進行比賽呀。

師：那老師想讓大家來擬定一個如何讓比賽公平公正的方案，記住哦，一定要公平公正，大家開動腦筋想想看，有什么好建議？

……

師演示：在玻璃的不同位置（主要是高度不一樣）分別滴一滴水、油、洗潔精。

生（恍然大悟）：流動的時候，起跑點要在同一條直線上才公平。

師：你能完整地說一下在這個比賽中，為了做到公平公正，我們要控制哪些條件不變，小組討論一下。

實際上，在這個過程中，老師可以變著法兒，用通俗易懂的方法告訴學生，自變量是我們選擇比賽的三種物質(zhì)，應變量是誰流第一，誰第二，誰流得最慢，要控制好的變量是滴管滴在玻璃上的水，油，洗潔精的量要一樣多，都是一滴，其次是起跑點及同時啟動的問題，也只有控制好這些變量后，才使得比賽公平公正了。

案例二：探究影響種子發(fā)芽的因素

師：今天我們要探究一下影響種子發(fā)芽的因素有哪些？請同學們先猜測一下。

生甲：需要種到土里。

……

師：同學們猜想了很多因素，歸納一下有：土壤、陽光、溫度、水。為了驗證種子發(fā)芽到底需要哪些條件，我們首先要把種子分成兩組。那能不能一組的種子放在土壤中，給它澆水，放在有陽光照射，比較暖和的地方；另一組的種子放在干燥的紙上，蓋上漆黑的蓋子，放在冰箱里冷凍？

生：不能。

師：那能不能一組的種子放在土壤中，給它澆水；另一組的種子放在干燥的紙上，其余條件一樣？

生：不能，只能改變其中一個條件（即要研究的條件），不然看不出是什么影響種子發(fā)芽的。

生：為了公平，其余條件應該保持一致。

師：很好，要用控制變量法來研究。

本課中的探究是學生在做出假設基礎(chǔ)上的驗證性實驗，根據(jù)學生學習知識時有淺入深，從易到難，從具體到抽象的心理特點。在教學中，我設計了循序漸進、由扶到放的教學過程。從上述的教學片段中可以看出學生對控制變量已基本掌握，在小組合作下能自行設計和思考。

案例三：探究影響物體沉浮的原因（針對不同材料）

師：為什么這七種物體按輕重順序排列，卻不能看出他們在水中沉浮的規(guī)律呢？

生甲：他們是不同的物體。

生乙：他們的形狀不同。

生丙：他們雖然按重量排序了，可是大小沒排序。

……

師：基于前面的探究，我們應如何來研究他們在水中沉浮的規(guī)律呢？

生：應該設計對比實驗，控制其中一個條件不變，來研究另一個條件對物體沉浮的影響。

師：真棒，還是得借助控制變量法來進行科學探究。

本課中第一部分的探究，是要讓學生出現(xiàn)思維的沖突，為什么按質(zhì)量排序或按體積排序，物體的沉浮規(guī)律并沒有出現(xiàn)自己預期的那樣，而是雜亂無章。從而意識到可能是體積和質(zhì)量這兩個變量都在影響著物體沉浮這個應變量。那么，為了搞清這個問題，對于已經(jīng)接觸過一些類似的探究實驗的五年級的學生來說，應該會想到用控制變量的科學探究方法來研究：到底質(zhì)量和體積各自是如何影響物體沉浮的？那么接下來的兩組實驗：“體積相同，質(zhì)量不同”、“質(zhì)量相同，體積不同”，學生也就能順理成章地進行下去了。在這里，學生對控制變量的科學探究思想有了更加深刻的領(lǐng)悟，教師完全可以放手讓學生開展探究活動。

控制變量法的運用具有一定難度，不是通過一次教學就能讓學生理解和掌握的，教師應按照以扶為主、扶放結(jié)合、以放為主這三個步驟，循序漸進地進行教學，使學生在學習控制變量這一科學研究方法的同時發(fā)展各項能力，這樣才符合新課程的要求，促使學生科學素養(yǎng)的提高。endprint