變量控勃策略教學(xué)例談的論文
論文關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)課程 變量控制策略 教學(xué)例談
論文摘要：為了確定不同科學(xué)量之間的關(guān)系，就需要控制某些量，使其固定不變，而改變某一個(gè)量，看某一變量發(fā)生變化對(duì)研究對(duì)象的影響情況，從而探索其中的規(guī)律，這就是變量控制。變量控制在科學(xué)教學(xué)中大量涉及。我們要在小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)中引導(dǎo)小學(xué)生在情境中識(shí)別變量，在討論中建立變量控制意識(shí)，在相似任務(wù)中遷移變量控制策略和在反省中鞏固變量控制策略，從而更好地使學(xué)生掌握變量控制策略。
在研究科學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，影響某現(xiàn)象變化的因素是多方面的，為了確定不同科學(xué)量之間的關(guān)系，就需要控制某些量使其固定不變，而改變某一個(gè)量，看某一變量發(fā)生變化對(duì)研究對(duì)象的影響情況，從而探索其中的規(guī)律，這就是變量控制策略。變量控制策略是有條件的探究，是建立在一定的知識(shí)、能力基礎(chǔ)上的探究，它可以去除學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的盲目性，在教師有目的引導(dǎo)下，提出問(wèn)題，明確分析對(duì)象，運(yùn)用合理的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，探索教學(xué)中的問(wèn)題，從而解決問(wèn)題。
在小學(xué)科學(xué)課程的教材中，教科版三(上)《比較柔韌性》《它們吸水嗎》《誰(shuí)流得更快一些》等課中就已經(jīng)初步涉及到了變量控制策略，從四年級(jí)開(kāi)始，便大量涉及此方面的內(nèi)容。如何更好地使學(xué)生掌握變量控制策略，使學(xué)生真正領(lǐng)會(huì)它的精髓，下面我就以教科版四(上)《溶解的快與慢》這課為例，談?wù)勎以谡n堂上是如何引導(dǎo)學(xué)生掌握變量控制策略的。
一、在情境中識(shí)別變量
運(yùn)用變量控制策略，首先就要識(shí)別變量。教師可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)相差不遠(yuǎn)的情境，使學(xué)生的思維聚焦到變量上。
[片段1]
師:老師這兒有一杯純凈水，現(xiàn)在往這杯純凈水里放一些鹽，請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來(lái)嘗一嘗這杯鹽水的味道。
學(xué)生喝完后，感覺(jué)不咸。
師:為什么會(huì)不咸呢?
生:因?yàn)辂}還沒(méi)完全溶解。
師:怎樣能快速喝到較咸的鹽水呢?
生:攪拌。
生:用熱水。
學(xué)生對(duì)加快溶解已有了生活經(jīng)驗(yàn)，所以他們?cè)谇榫持休p易就想到攪拌力、溫度這兩個(gè)變量。但是也有一些科學(xué)問(wèn)題涉及的是學(xué)生生活中不熟悉的變量，例如影響擺的快慢的變量、影響電磁鐵的磁力大小的變量，教師同樣可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)蕩秋千、起吊機(jī)等貼近學(xué)生生活的情境喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動(dòng)力，引發(fā)出思維的火花，幫助學(xué)生有效識(shí)別出變量。"
二、在討論中建立變量控制意識(shí)
變量控制實(shí)驗(yàn)是否成功，主要取決于學(xué)生對(duì)變量控制的'方法、如何對(duì)比、有哪些注意事項(xiàng)的了解。然而，在當(dāng)前很多有關(guān)變量控制內(nèi)容的教學(xué)中，教師往往在明確因素的變與不變后，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法稍加討論后便馬上進(jìn)人實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，此時(shí)，學(xué)生往往還不知道應(yīng)如何使用學(xué)具、應(yīng)如何保持變量的公平、有哪些注意事項(xiàng)，故此極易致使變量實(shí)驗(yàn)效果低下。所以我們應(yīng)給學(xué)生足夠的思維空間，鼓勵(lì)學(xué)生不斷思考與討論。學(xué)生只有在充分的討論中，才能在潛意識(shí)里將公平實(shí)驗(yàn)內(nèi)化，才會(huì)在實(shí)驗(yàn)操作中進(jìn)行周密考慮。
這個(gè)環(huán)節(jié)是教學(xué).的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，也是教學(xué)的難點(diǎn)，直接影響后面實(shí)驗(yàn)的效果和學(xué)生對(duì)變量控制策略的掌握程度，所以這個(gè)環(huán)節(jié)適宜小步走，我在教學(xué)時(shí)分成了以下三小步。
1.準(zhǔn)備材料，滲透變量控制意識(shí)。
【片段2]
師:你們的意思是攪拌比不攪拌溶解得快、熱水比冷水溶解得快，是這樣嗎?
生:是的。
師:我們?cè)鯓硬胖罃嚢璞炔粩嚢枞芙獾每炷?
生:往杯子里倒人鹽，加人水，然后攪拌看看溶解是不是快了?
師:大家都這樣認(rèn)為嗎?有其他的想法嗎?
生:應(yīng)該是用兩杯鹽水，一杯攪拌，另一杯不攪拌，這樣才能比較出哪杯溶解得快。
師:究竟是用一杯鹽水，還是用兩杯鹽水呢?
生:應(yīng)該用兩杯。
師:老師舉個(gè)例子，我想知道小明和小亮哪個(gè)跑得快，那是不是只要小明跑就行呢?
生:要小明和小亮同時(shí)跑才知道哪個(gè)跑得快。
師:對(duì)了，同樣的道理，我們要對(duì)比攪拌和不攪拌的效果，那應(yīng)該要用幾杯水?
生:用兩杯。
師:為什么要用兩杯呢?
生:因?yàn)橛靡槐瓱o(wú)對(duì)照，要用兩杯才能對(duì)比出來(lái)。
通過(guò)師生交流的方式，滲透了變量控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“公平”意識(shí)。在學(xué)生的前概念里，“公平”是模糊的，因此，討論實(shí)驗(yàn)需要什么材料，就把學(xué)生的前概念誤解暴露了出來(lái)，老師就可以有針對(duì)性地進(jìn)行引導(dǎo)。通過(guò)用多少個(gè)杯子做實(shí)驗(yàn)的討論使學(xué)生對(duì)變量控制策略的實(shí)質(zhì)有了初步的理解，也讓他們明白了什么情況下需要用變量控制策略來(lái)解決問(wèn)題。"
如果對(duì)材料不加以討論就直接把各種材料呈現(xiàn)給學(xué)生，這樣很容易分散學(xué)生的注意力，干擾他們的思維，他們可能會(huì)不加選擇地用上所有材料來(lái)實(shí)驗(yàn)。所以，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)前，討論材料的準(zhǔn)備是對(duì)變量操作規(guī)范的保證。
2.制訂計(jì)劃，厘清變量控制意識(shí)。
【片段3]
師:下面就請(qǐng)大家討論一下我們具體該怎樣做?
生:兩杯水，一杯攪拌，一杯不攪拌，看哪杯溶解得快。
師:我們?cè)谘芯俊皵嚢琛边@個(gè)因素時(shí)，對(duì)于水，對(duì)于鹽有沒(méi)有什么要求?
生:兩杯水要一樣多，放的鹽要一樣多。
師:為了使標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，我們都取30毫升水，都放1勺鹽。還有其他補(bǔ)充嗎?
生:水溫一樣。
師:能說(shuō)得具體點(diǎn)嗎?
生:都用冷水。
生:還要在同一時(shí)間往水里放鹽。
指導(dǎo)學(xué)生制訂好實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，是學(xué)生順利完成變量控制實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。由于變量控制實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范，我們指導(dǎo)學(xué)生制訂實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，一定要做到正確和具體。
實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的“正確”指的是要準(zhǔn)確確定好變量控制實(shí)驗(yàn)中的變量，而“具體”指的則是設(shè)計(jì)的方案需具有可操作性，不僅要明確列出變量和控制變量，還要分析用什么方法改變變量及控制變量。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中有了這些具體的內(nèi)容，才能保證變量控制實(shí)驗(yàn)的可行性和可操作性，否則將會(huì)大大影響實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)和數(shù)據(jù)的精確。
3.示范操作，強(qiáng)化變量控制意識(shí)。
[片段41
師:(演示實(shí)驗(yàn):一號(hào)杯放少些鹽攪拌，二號(hào)杯放多些鹽不攪拌)如果實(shí)驗(yàn)后我們的確發(fā)現(xiàn)一號(hào)杯溶解得更快，由此我們是否可以得出結(jié)論:攪拌能加快鹽的溶解?
生:不可以。因?yàn)橐惶?hào)杯本來(lái)的鹽就比二號(hào)杯少，就算不攪拌一號(hào)杯也會(huì)比二號(hào)杯溶解得快，這樣就不知道攪拌是不是能加快鹽的溶解。
師:那實(shí)驗(yàn)要怎樣做?
生:兩杯放同樣多的鹽。
師:所以說(shuō)，我們?cè)谘芯恳粋�(gè)因素時(shí)，必須保證其它幾個(gè)因素控制在相同條件下。這是一種經(jīng)常用到的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，叫變量控制法。這樣我們研究問(wèn)題的時(shí)候，目標(biāo)明確，方向正確，才能得出正確的結(jié)論。"
變量控制實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是確保變量的操作規(guī)范，即實(shí)驗(yàn)實(shí)施中要盡可能避免無(wú)關(guān)變量及額外變量的干擾。實(shí)驗(yàn)實(shí)施的全過(guò)程都應(yīng)遵循單一變量原則。而小學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的特點(diǎn)是非線性的、片面的，這就決定了他們不可能一下子控制好所有的變量。所以，教師在這里示范了一個(gè)操作，使學(xué)生的變量控制意識(shí)與活動(dòng)聯(lián)系了起來(lái)，通過(guò)對(duì)操作的分析，讓學(xué)生對(duì)變量控制策略有了更清晰的認(rèn)識(shí)。
最后教師對(duì)變量控制策略進(jìn)行了全面的講解，讓學(xué)生更深人地理解變量控制策略的實(shí)質(zhì)，強(qiáng)化了變量控制意識(shí)，為學(xué)生接下來(lái)科學(xué)有效地操作打下了不可或缺的基礎(chǔ)。
三、在相似任務(wù)中遷移變量控制策略
設(shè)置并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步解決不同遷移水平的任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生靈活地運(yùn)用剛剛掌握的策略，可以使學(xué)生加深認(rèn)識(shí)和領(lǐng)會(huì)運(yùn)用變量控制策略研究問(wèn)題的思維過(guò)程。
[片段5)
師:熱水與冷水的比較，誰(shuí)溶解得快?這個(gè)實(shí)驗(yàn)又該如何做呢?
生:在一杯熱水和一杯冷水中放相同的鹽，看哪杯溶解得快。
師:那我在熱水那杯攪拌行嗎?
生:不行，如果又用熱水又?jǐn)嚢杈筒恢朗悄姆N方法加快了鹽的溶解。
師:可見(jiàn)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中只能改變一種條件，其他條件都應(yīng)該相同。現(xiàn)在具體說(shuō)說(shuō)實(shí)驗(yàn)有哪些不同和相同條
件。
生:不同條件是一杯加熱水、一杯加冷水。
生:兩杯水量都是30毫升，都同時(shí)加一勺鹽。
生:我還有補(bǔ)充，都不攪拌。
根據(jù)遺忘規(guī)律，學(xué)生習(xí)得的知識(shí)，技能未經(jīng)及時(shí)鞏固，將會(huì)很快遺忘。科學(xué)方法的掌握當(dāng)然亦是如此。于是，在學(xué)生交流研究后，再次組織學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格控制變量、規(guī)范實(shí)施實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)變量控制的實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)得以鞏固。老師在教學(xué)實(shí)踐中不僅在一次教學(xué)活動(dòng)中要設(shè)計(jì)多個(gè)遷移任務(wù)，在整個(gè)年級(jí)教學(xué)中，在不同年級(jí)的多個(gè)階段，都要設(shè)計(jì)相應(yīng)的遷移任務(wù)，以發(fā)展和提高學(xué)生已經(jīng)掌握的變量控制策略和技能。
四、在反省中鞏固變量控制策略
變量控制策略是一種認(rèn)知策略，所以變量控制策略的訓(xùn)練必須與反省認(rèn)知相結(jié)合。
[片段6]
師:你們組的實(shí)驗(yàn)做到了“公平”嗎?
生:公平，因?yàn)槲覀兎披}的時(shí)間相同，水量都是30毫升。
師:你們是怎樣做到同時(shí)的?
生:喊“一、二、三”，叫到“三”時(shí)，兩個(gè)人一起往水里倒鹽。"
師:今天我們運(yùn)用變量控制方法解決了什么問(wèn)題?
生:我們證明了攪拌比不攪拌、用熱水比用冷水能使鹽溶解得更快。
師:對(duì)，也就是說(shuō)在對(duì)比哪種條件對(duì)事物有影響的時(shí)候，我們應(yīng)該使用這種變量控制方法。那么，變量控制實(shí)驗(yàn)要怎樣做?
生:只允許一個(gè)條件不同，其他條件都必須相同。
通過(guò)對(duì)自己實(shí)驗(yàn)過(guò)程的反省，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)體驗(yàn)自己的認(rèn)知加工過(guò)程，這樣他們才能有意識(shí)地改進(jìn)自己認(rèn)知加工過(guò)程中所采用的策略，更進(jìn)一步掌握變量控制實(shí)驗(yàn)的研究方法，清晰變量控制策略的思路，鞏固變量控制策略。如果學(xué)生不能切實(shí)地認(rèn)識(shí)到這點(diǎn)，即使得到訓(xùn)練，他們對(duì)策略的掌握也一定是盲目的、被動(dòng)的，當(dāng)然也不會(huì)有很好的實(shí)驗(yàn)效果。
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