变量控勃策略教学例谈

　　论文关键词：小学科学课程  变量控制策略  教学例谈
　　论文摘要：为了确定不同科学量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变，而改变某一个量，看某一变量发生变化对研究对象的影响情况，从而探索其中的规律，这就是变量控制。变量控制在科学教学中大量涉及。我们要在小学科学课程教学中引导小学生在情境中识别变量，在讨论中建立变量控制意识，在相似任务中迁移变量控制策略和在反省中巩固变量控制策略，从而更好地使学生掌握变量控制策略。
    在研究科学问题的过程中，影响某现象变化的因素是多方面的，为了确定不同科学量之间的关系，就需要控制某些量使其固定不变，而改变某一个量，看某一变量发生变化对研究对象的影响情况，从而探索其中的规律，这就是变量控制策略。变量控制策略是有条件的探究，是建立在一定的知识、能力基础上的探究，它可以去除学生在学习过程中的盲目性，在教师有目的引导下，提出问题，明确分析对象，运用合理的知识和经验，探索教学中的问题，从而解决问题。
    在小学科学课程的教材中，教科版三(上)《比较柔韧性》《它们吸水吗》《谁流得更快一些》等课中就已经初步涉及到了变量控制策略，从四年级开始，便大量涉及此方面的内容。如何更好地使学生掌握变量控制策略，使学生真正领会它的精髓，下面我就以教科版四(上)《溶解的快与慢》这课为例，谈谈我在课堂上是如何引导学生掌握变量控制策略的。
    一、在情境中识别变量
    运用变量控制策略，首先就要识别变量。教师可以通过创设与学生生活经验相差不远的情境，使学生的思维聚焦到变量上。
    [片段1]
    师:老师这儿有一杯纯净水，现在往这杯纯净水里放一些盐，请一个同学来尝一尝这杯盐水的味道。
    学生喝完后，感觉不咸。
    师:为什么会不咸呢?
    生:因为盐还没完全溶解。
    师:怎样能快速喝到较咸的盐水呢?
    生:搅拌。
    生:用热水。
    学生对加快溶解已有了生活经验，所以他们在情境中轻易就想到搅拌力、温度这两个变量。但是也有一些科学问题涉及的是学生生活中不熟悉的变量，例如影响摆的快慢的变量、影响电磁铁的磁力大小的变量，教师同样可以通过创设荡秋千、起吊机等贴近学生生活的情境唤起学生的学习兴趣，使之转化为学习的动力，引发出思维的火花，帮助学生有效识别出变量。

    二、在讨论中建立变量控制意识
    变量控制实验是否成功，主要取决于学生对变量控制的方法、如何对比、有哪些注意事项的了解。然而，在当前很多有关变量控制内容的教学中，教师往往在明确因素的变与不变后，对实验方法稍加讨论后便马上进人实验操作过程，此时，学生往往还不知道应如何使用学具、应如何保持变量的公平、有哪些注意事项，故此极易致使变量实验效果低下。所以我们应给学生足够的思维空间，鼓励学生不断思考与讨论。学生只有在充分的讨论中，才能在潜意识里将公平实验内化，才会在实验操作中进行周密考虑。
    这个环节是教学.的重点环节，也是教学的难点，直接影响后面实验的效果和学生对变量控制策略的掌握程度，所以这个环节适宜小步走，我在教学时分成了以下三小步。
    1.准备材料，渗透变量控制意识。
    【片段2]
    师:你们的意思是搅拌比不搅拌溶解得快、热水比冷水溶解得快，是这样吗?
    生:是的。
    师:我们怎样才知道搅拌比不搅拌溶解得快呢?
    生:往杯子里倒人盐，加人水，然后搅拌看看溶解是不是快了?
    师:大家都这样认为吗?有其他的想法吗?
    生:应该是用两杯盐水，一杯搅拌，另一杯不搅拌，这样才能比较出哪杯溶解得快。
    师:究竟是用一杯盐水，还是用两杯盐水呢?
    生:应该用两杯。
    师:老师举个例子，我想知道小明和小亮哪个跑得快，那是不是只要小明跑就行呢?
    生:要小明和小亮同时跑才知道哪个跑得快。
    师:对了，同样的道理，我们要对比搅拌和不搅拌的效果，那应该要用几杯水?
    生:用两杯。
    师:为什么要用两杯呢?
    生:因为用一杯无对照，要用两杯才能对比出来。
    通过师生交流的方式，渗透了变量控制实验教学中的“公平”意识。在学生的前概念里，“公平”是模糊的，因此，讨论实验需要什么材料，就把学生的前概念误解暴露了出来，老师就可以有针对性地进行引导。通过用多少个杯子做实验的讨论使学生对变量控制策略的实质有了初步的理解，也让他们明白了什么情况下需要用变量控制策略来解决问题。

    如果对材料不加以讨论就直接把各种材料呈现给学生，这样很容易分散学生的注意力，干扰他们的思维，他们可能会不加选择地用上所有材料来实验。所以，在设计实验前，讨论材料的准备是对变量操作规范的保证。
    2.制订计划，厘清变量控制意识。
    【片段3]
    师:下面就请大家讨论一下我们具体该怎样做?
    生:两杯水，一杯搅拌，一杯不搅拌，看哪杯溶解得快。
    师:我们在研究“搅拌”这个因素时，对于水，对于盐有没有什么要求?
    生:两杯水要一样多，放的盐要一样多。
    师:为了使标准统一，我们都取30毫升水，都放1勺盐。还有其他补充吗?
    生:水温一样。
    师:能说得具体点吗?
    生:都用冷水。
    生:还要在同一时间往水里放盐。
    指导学生制订好实验计划，是学生顺利完成变量控制实验的关键。由于变量控制实验方案的设计更加强调实验的严谨和规范，我们指导学生制订实验方案时，一定要做到正确和具体。

实验计划的“正确”指的是要准确确定好变量控制实验中的变量，而“具体”指的则是设计的方案需具有可操作性，不仅要明确列出变量和控制变量，还要分析用什么方法改变变量及控制变量。实验计划中有了这些具体的内容，才能保证变量控制实验的可行性和可操作性，否则将会大大影响实验的严谨和数据的精确。
    3.示范操作，强化变量控制意识。
    [片段41
    师:(演示实验:一号杯放少些盐搅拌，二号杯放多些盐不搅拌)如果实验后我们的确发现一号杯溶解得更快，由此我们是否可以得出结论:搅拌能加快盐的溶解?
    生:不可以。因为一号杯本来的盐就比二号杯少，就算不搅拌一号杯也会比二号杯溶解得快，这样就不知道搅拌是不是能加快盐的溶解。
    师:那实验要怎样做?
    生:两杯放同样多的盐。
    师:所以说，我们在研究一个因素时，必须保证其它几个因素控制在相同条件下。这是一种经常用到的科学实验方法，叫变量控制法。这样我们研究问题的时候，目标明确，方向正确，才能得出正确的结论。

    变量控制实验的另一个关键点就是确保变量的操作规范，即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。实验实施的全过程都应遵循单一变量原则。而小学生认识事物的特点是非线性的、片面的，这就决定了他们不可能一下子控制好所有的变量。所以，教师在这里示范了一个操作，使学生的变量控制意识与活动联系了起来，通过对操作的分析，让学生对变量控制策略有了更清晰的认识。
    最后教师对变量控制策略进行了全面的讲解，让学生更深人地理解变量控制策略的实质，强化了变量控制意识，为学生接下来科学有效地操作打下了不可或缺的基础。
    三、在相似任务中迁移变量控制策略
    设置并引导学生进一步解决不同迁移水平的任务，指导学生灵活地运用刚刚掌握的策略，可以使学生加深认识和领会运用变量控制策略研究问题的思维过程。
    [片段5)
    师:热水与冷水的比较，谁溶解得快?这个实验又该如何做呢?
    生:在一杯热水和一杯冷水中放相同的盐，看哪杯溶解得快。
    师:那我在热水那杯搅拌行吗?
    生:不行，如果又用热水又搅拌就不知道是哪种方法加快了盐的溶解。
    师:可见，我们在实验中只能改变一种条件，其他条件都应该相同。现在具体说说实验有哪些不同和相同条
件。
    生:不同条件是一杯加热水、一杯加冷水。
    生:两杯水量都是30毫升，都同时加一勺盐。
    生:我还有补充，都不搅拌。
    根据遗忘规律，学生习得的知识，技能未经及时巩固，将会很快遗忘。科学方法的掌握当然亦是如此。于是，在学生交流研究后，再次组织学生进行严格控制变量、规范实施实验，使学生对变量控制的实验认识得以巩固。老师在教学实践中不仅在一次教学活动中要设计多个迁移任务，在整个年级教学中，在不同年级的多个阶段，都要设计相应的迁移任务，以发展和提高学生已经掌握的变量控制策略和技能。
    四、在反省中巩固变量控制策略
    变量控制策略是一种认知策略，所以变量控制策略的训练必须与反省认知相结合。
    [片段6]
    师:你们组的实验做到了“公平”吗?
    生:公平，因为我们放盐的时间相同，水量都是30毫升。
    师:你们是怎样做到同时的?
    生:喊“一、二、三”，叫到“三”时，两个人一起往水里倒盐。

    师:今天我们运用变量控制方法解决了什么问题?
    生:我们证明了搅拌比不搅拌、用热水比用冷水能使盐溶解得更快。
    师:对，也就是说在对比哪种条件对事物有影响的时候，我们应该使用这种变量控制方法。那么，变量控制实验要怎样做?
    生:只允许一个条件不同，其他条件都必须相同。
    通过对自己实验过程的反省，让学生有机会体验自己的认知加工过程，这样他们才能有意识地改进自己认知加工过程中所采用的策略，更进一步掌握变量控制实验的研究方法，清晰变量控制策略的思路，巩固变量控制策略。如果学生不能切实地认识到这点，即使得到训练，他们对策略的掌握也一定是盲目的、被动的，当然也不会有很好的实验效果。