浅谈小学科学对比实验中多种变量的识别与操控

张冬芹

摘要：科学实验是进行科学探究的重要手段之一，对比实验又是小学科学实验中经常采用的方法。其中对变量的识别与调控，是实验方案设计的核心，关乎实验的效果与成败。

关键词：小学科学；科学探究；对比实验

中图分类号：G623.7 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2015）35-0066-02

小学科学课程是一门以培养学生科学素质为宗旨的课程，在实际教学中，教师必须引导学生进行科学探究。实验是进行科学探究的重要方法之一，因此上好每一节实验课是每一位科学教师必备的技能。对比实验是以正确的实验操作和观察方法为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控制变量所产生的两种不同现象进行分析和逻辑推理得出结论的过程。

小学科学对比实验涉及三种最基本变量：自变量、因变量、控制变量。

自变量是实验者可以自由操作的变量。在做实验方案时，根据实验目标，影响需要解决问题的因素是什么，自变量就是什么。例如：在研究影响植物生长的条件中，探究多数植物生长是否需要充足的阳光？那么，在这个实验中自变量就是阳光。

自变量的设计与调控，是实验方案设计的核心。小学科学对比实验大多是通过单因素比较来分析、推断自变量与因变量之间的因果关系。实验中始终要做到实验组和对比组只有一个量不同，并且确保对这个自变量的规范操作。比如，“种子的萌发是否需要充足的水分”，自变量只有水这一个因素。需要及时地向实验组的培养皿中加适量的水，以浸湿卫生纸或棉花为宜，而对比组中不加水。每个组参加实验的种子的量都要在三个以上，并且要均等。

因变量是指实验中由于自变量而引起的变化和结果。教学中，教师需要引导学生由外部到内部、整体到部分、宏观到微观、由感官到借助工具对因变量进行观察，获得有效的数据，有层次地逐步建立起科学概念。在“多数植物的生长需要阳光”实验中因变量——植物的生长情况，需指导学生从整体观察植物的生长情况，再从植物的叶和茎的颜色、形态认真观察，如实记录。把实验组和对比组的情况加以比较，解释原因，得出结论。

控制变量是除设定的自变量之外，一切能使因变量发生变化的变量。控制变量是应该加以控制的，如果不加控制，它也会造成因变量的变化。因此，只有将自变量以外一切能引起因变量变化的变量控制好，才能弄清实验中的因果关系。

控制变量与探究学习过程中实验设计环节密切相关，在设计实验方案时，引导学生明确都有哪些变量会影响实验的结果。例如，在探究“蒸发的快慢”过程中，首先可以通过学生已有的经验让其认识到：水的温度、容器口径的大小、液面上的通风程度、实验装置放置的地点都会影响蒸发的速度。在识别了这些变量，确定了自变量之后，其它的变量就要严格控制，使其保持恒定不变，并给予操作层面上的指导。在探究“种子的萌发需要水”中，实验组和对比组都使用250ml的烧杯，铺垫同样大小、叠相同层数的卫生纸，每组随机选取6粒品相相同的种子，放置在实验室同一窗台上，使它们的温度和光照情况均相同，并严格控制这些变量来进行实验。

通过让学生动手动脑，亲自实践，调动学生多种感官，采用科学的实验方法，捕获实验过程中显现的现象或数据去引导学生思考、分析。在感知、体验的基础上形成科学探究能力，锻炼学生的创新思维。

[责任编辑 朱桂兴]