铁架台的用途 以各种各样的纸为例，谈控制变量法在小学科学实践中的应用

----以《各种纸张类型》一课为例

湖北省随州市吉良学校 杨娜

控制变量是科学实验中常用的方法，即除了实验因素（自变量）外，控制所有影响实验结果的无关变量。科学研究​​要得到科学结论，控制无关影响变量是关键。在小学科学探究活动中运用控制变量的方法，可以培养学生像科学家一样发现科学规律，培养学生解决问题和分析问题的能力。

《各式各样的纸张》一课属于材料科学领域的学习内容，教材以学生校园生活体验圈为背景，从学生生活出发，介绍各类纸张的研究问题，通过表面观察、相互比较、设计实验等方式进行探索，逐步加深对纸张这种材料的认识，从而完成课程标准的目标，即让学生认识到各种材料因其不同的特性而具有不同的用途。

本课的教学目标包括：1.认识不同材质有不同的特性及用途；2.能细心观察及比较纸张等材料；3.能设计简单的实验，比较不同纸张的性能；4.了解不同纸张在生活中的用途。

本课的主要活动为：1、观察各种纸张；2、探究各种纸张之间的区别与相同之处；3、比较不同纸张的性质；4、了解纸张在生产生活中的应用；设计和制作纸制品。

以往我在讲授《各类论文》这节课时，发现学生的参与度较低，体验不够深入，课堂教学常常比较枯燥。为了让学生在科学实践活动中得到更深层次的探索体验，我采用了控制变量法进行教学。

1.观察各种纸张，了解各种纸张的一些特点

首先通过猜谜语的方式引入新课，然后让学生结合日常生活经验说说日常生活中常见的纸张，观察实验筐里的真纸并说出它的名称。然后结合纸制品，展示各种纸张对应的样品，让学生运用各种感官进行观察教学，通过观察让学生知道各种纸张的厚度、柔软度、硬度、粗糙度、质感等特性。学生对各种纸张的观察为后面对纸张性质的探究做了铺垫，使他们的推测有了一定的基础。通过观察，学生还渗透了对变量的认识，所谓变量就是基于事物的某些特性，是可以改变或控制的影响因素。

2. 利用控制变量法探究纸张的吸水性

在教学中，我为学生提供了餐巾纸、皱纹纸、打印纸、牛皮纸、瓦楞纸等，这些纸张的吸水性有一定差异，但有的差别并不大，容易引起学生的认知冲突。学生结合已有的生活经验和对各种纸张的观察，先推测各种纸张的吸水性，并按照吸水性从大到小进行排序。然后提出问题：我们的推测准确吗？怎样用实验来验证我们的推测？根据学生的回答，进一步提出问题，引导学生了解实验中的控制变量：为了比较各种纸张的吸水性，应该在什么条件下进行比较，才能使实验更加公平？在这个环节中，引导学生进行变量识别，识别出一些无关的变量。然后，通过控制变量法，学生将各种大小、长度相等的纸张同时放入红色玻璃水箱中进行实验。实验中控制一些无关的变量，只改变纸张类型，观察纸条中水上升的高度。 结论是：餐巾纸的吸水性最强，打印纸的吸水性最弱。

在本次实验中，学生体验了科学探究的过程，包括提出问题、作出假设、控制变量设计实验、分析论证、协作交流等，学生像科学家一样通过控制变量进行探究，获得了更深刻的体验，得出了更科学的结论。

3. 利用控制变量法探究纸张的韧性

首先，让学生了解什么是纸张的韧性。为此，我先让学生拉两种大小相同的纸张，初步感受什么是纸张的韧性。然后，根据课本上用测力计拉纸条的实验，创设问题情境，引导学生猜测哪种纸条的韧性更大。为了激发学生的兴趣，我让学生举起一个装有纸条的小桶，用勺子往小桶里加沙子，看看哪种纸条举起的沙子更多。这个实验比测力计测量操作起来更简单，而且可以直观地看到实验效果。为了保证实验的公正性，还要求学生保证只改变纸张的种类，控制其他变量不变。在探索活动中，学生用相同形状的纸条，保证举起小桶的方法相同。 为了使实验更加准确，精心准备了一些教具和学习工具，分别是铁架、白色细砂、挂钩、海绵、塑料盘、塑料盒、实验布、标有刻度的实验桶、勺子。实验按照控制变量法分为以下六个步骤：

整个实验过程中，纸张的大小和长度都是一样的，小孔的位置也是一样的，只是纸张的种类有所变化。通过提起的沙子量可以比较不同纸张的韧性。通过学生的自主研究，得出瓦楞纸的韧性最大，餐巾纸的韧性最小。

4. 设计并制作与现实生活相关的纸制品

在探究了纸张的吸水性和韧性后，进一步培养学生“学科学、用科学、爱科学”的能力。在使用纸张的过程中，我们利用今天所学的知识，采用控制变量的方法，选择不同的纸张进行纸制品的设计制作。学生利用所学的各种纸张的特点，用瓦楞纸制作房屋、城堡，用卡纸制作绣球花，用铜版纸制作各种画作，用瓦楞纸和卡纸制作小型科学实验模板。通过这次活动，学生将所学的知识运用到实际生活中，达到学以致用的目的。

学生设计并制作纸制品以供展示

概括

在《各式各样的纸片》一课的教学中，我将控制变量法运用到课堂教学中，改变了以往学生在课堂上参与度低、枯燥无味的状况，增加了学生的学习兴趣，使科学课更加“科学”。不仅在《各式各样的纸片》一课中，在小学阶段，都有很多科学探究活动可以运用控制变量法进行探究。比如，探究摩擦力的大小与什么有关，物体的沉浮受什么因素影响，哪种方法可以加快溶解速度，植物生长需要什么条件，阳光照射下，影子的变化有什么规律等等，都可以运用控制变量法进行探究。通过教学实践铁架台的用途，我认为在小学科学教学中运用控制变量法需要注意以下几个问题。

首先，需要学生了解什么是控制变量法，教师可以结合小学教材中的科学史，介绍科学家如何控制变量进行研究，帮助学生理解控制变量法的内涵。

其次，要选择合适的研究课题，最好能与小学科学教材中的科学实践活动相结合，活动中变量的数量、所采用的控制变量方法要与学生的能力相匹配。

最后，要引导学生把控制变量法运用到生活中，解决一些生活中的简单问题，逐步培养学生独立运用控制变量法解决实际问题的能力。

点评/冯小明