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科学课程是科学知识、科学思想、科学方法和科学精神“四位一体”的课程，《义务教育小学科学课程标准》提出：探究活动是学生学习科学的重要方式。众所周知，在科学探究中，公平实验是一种经常运用到的必要的科学研究方法。公平实验也称“控制变量实验”，在小学科学课程中有不少内容需要运用公平实验的方法来开展探究活动。而小学生的思维处于从具体形象思维为主要形式过渡到抽象逻辑思维为主要形式的时期，这种比较抽象的“控制变量实验”技能的掌握对于小学生来说是比较困难的，甚至在中学理科教学中也是一个难点。
现使用的三年级上册教科版《科学》课本的物质世界内容《我们周围的材料》单元的《比较韧性》《它们吸水吗》以及《水和空气》单元的《谁流得更快一些》已经开始涉及到公平实验。那么，对于以形象思维为主的小学三年级学生，该怎样开展公平实验的教学，才能获得较好的学习效果呢？
一、制定与学生思维发展相符合的教学目标
《课标》也提出：科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动脑动手，亲自实践，在感知体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授给学生。在小学阶段，对科学探究能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。三年级的学生，以具体形象思维为主要形式，但抽象思维正处于萌芽状态，可以尝试接触体验公平实验，但要求他们初步设计公平实验还是困难的。因此确定的方法目标是：通过模仿来完成公平实验；情感目标是：感受公平实验的公平性，建立公平实验的意识。这样的教学目标具体现实，可操性强，也适合并能促进学生的思維发展。
二、采用相适应的教学策略开展课堂教学
1.运用类比法帮助学生建立公平实验的意识
绝大部分刚接触科学学习的三年级学生对实验的公平性是没有什么意识的，但在平时的体育活动和游戏中积累了不少公平比赛（如跑步，拔河等）的经验。所以在上《比较韧性》一课时，我就用刚刚学校举行过的拔河比赛来引导学生：拔河比赛怎样才公平？学生就会说是同年级的学生比赛，每边的人数要一样多，两边的第一个选手拿绳子的部位是一样的距离，绳子的红点要在比赛场地的中点。我就启发学生：今天的木棒，铁棒，塑料棒的韧性比赛也像拔河比赛一样要公平，怎样才公平呢？学生在老师的引导下就明白为了比赛公平，这三种棒要一样粗细（类似同年级的学生比），受的力一样大小（类似每边的人数一样），受力的位置一样（类似两边的第一个选手拿绳子的部位是一样的距离），伸出桌面的长短一样（类似绳子的红点在中间）。同样，在研究《它们吸水吗》这一课时，我也以跑步比赛来类比。生动形象的类比让学生一点就通，而且对研究的问题更加感兴趣。通过这种类比，学生能够初步建立了做科学实验的也要公平，结果才可信的意识；同时打比方的过程中，学生也明确了今天的实验该怎么做，要注意些什么。
2.微观发生法让学生初步体验实验的公平性
虽然学生通过类比法建立了公平实验的意识和明白了本次实验的要点，但在实际的实验操作中，由于心智的限制，学生往往在实验中没有做到公平。例如，在《比较韧性》的实验中，虽然学生在类比法中明白每种小棒伸出桌面的长度要一样，老师也在每根棒上做了相应的记号，可是还会出现有不少小组在实验中四根小棒伸出的长短各不一样的现象。
微观发生法就是“对被测心理，思维发展进行纵向研究的方法”，最典型的特征就是“对被试认知策略和技能变化的整个动态过程进行记录，观察和分析，而非至记录策略变化的最终结果”。具体在一节课上，就是让学生在课堂上先展示自己的实验（发现学生最初的对某种技能的认知），然后通过师生，生生之间的评价与分析，帮助学生强化这种技能。最后通过一个实验方案的设计来检验分析学生这方面的认知掌握程度。在三年级的实际教学中，我觉得不加引导让学生开展公平实验是不现实的，所以在利用类比法的引导过程中让学生明晰实验的方法和要点，在学生第一次尝试实验后（最初使用该技能），选取一些有代表的、比较典型的例子展示给学生看，让学生评价。由于已经建立了公平实验的意识，学生在观察别人的实验时，往往能很快地发现和指出实验存在的问题并加以纠正。这个环节加深了学生对公平实验的认识和体会，也意识到自己存在的问题，在第二次的实验（一致使用该技能）中就比较有意识地控制好同样的条件了。
3.迁移法让学生强化公平实验的体验
经过一节课的学习，学生对公平实验有了初体验，但这种感性的体验不及时强化巩固，学生很快会淡忘。为了巩固学生的认知，需要及时进行同类型问题的学习，从而进一步巩固学习效果。所以在紧接着的《它们吸水吗》这一课里，我利用迁移法让学生开展不同材料（木片，铁片，塑料片，卡纸片）的吸水性研究，并设置了“不同质地纸的吸水性研究”这一问题让学生自己尝试设计公平实验，让学生在感知体验公平实验的基础上，逐步内化控制变量这种技能。
为了检测以上的教学策略尤其是微观发生法是否有效，我选取了三年级两个班开展对比实验，在两个班中随机抽取公平实验前测（问卷见附录一）中得分为0的30名学生，实验班采用三种教学策略并行的措施；对照班采用方法1和方法3（类比法明确实验方法后，在出示温馨提示后让学生开始小组实验，实验后进行汇报，再加以迁移法）两种策略，在完成两节课的教学后进行后测，结果如下：
只采用两种教学策略能使约16.7%的学生基本了解和初步建立公平实验的意识，并能在别的实验中运用公平实验的方法，而采用三种教学策略可以使约36.7%的学生达到这种效果。可见，三种教学策略并施效果强于传统的教学方法。可能是微观发生法能够让学生对自己的实验进行及时的反思和纠正，不仅强化了公平实验的意识，也促进了对公平实验技能的理解与掌握。
参考文献：
[1]义务教育小学科学课程标准（2017年版）.中华人民共和国教育部
[2]莫雷，陈泽.幼儿科学创造力的微观发生法培养研究.暨南大学出版社，2006.3
[本文系司徒敏主持的广东省教育科研规划课题“小学科学变量控制技能的教学研究”（课题批准号：2015YQJK017）阶段性成果]
现使用的三年级上册教科版《科学》课本的物质世界内容《我们周围的材料》单元的《比较韧性》《它们吸水吗》以及《水和空气》单元的《谁流得更快一些》已经开始涉及到公平实验。那么，对于以形象思维为主的小学三年级学生，该怎样开展公平实验的教学，才能获得较好的学习效果呢？
一、制定与学生思维发展相符合的教学目标
《课标》也提出：科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动脑动手，亲自实践，在感知体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授给学生。在小学阶段，对科学探究能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。三年级的学生，以具体形象思维为主要形式，但抽象思维正处于萌芽状态，可以尝试接触体验公平实验，但要求他们初步设计公平实验还是困难的。因此确定的方法目标是：通过模仿来完成公平实验；情感目标是：感受公平实验的公平性，建立公平实验的意识。这样的教学目标具体现实，可操性强，也适合并能促进学生的思維发展。
二、采用相适应的教学策略开展课堂教学
1.运用类比法帮助学生建立公平实验的意识
绝大部分刚接触科学学习的三年级学生对实验的公平性是没有什么意识的，但在平时的体育活动和游戏中积累了不少公平比赛（如跑步，拔河等）的经验。所以在上《比较韧性》一课时，我就用刚刚学校举行过的拔河比赛来引导学生：拔河比赛怎样才公平？学生就会说是同年级的学生比赛，每边的人数要一样多，两边的第一个选手拿绳子的部位是一样的距离，绳子的红点要在比赛场地的中点。我就启发学生：今天的木棒，铁棒，塑料棒的韧性比赛也像拔河比赛一样要公平，怎样才公平呢？学生在老师的引导下就明白为了比赛公平，这三种棒要一样粗细（类似同年级的学生比），受的力一样大小（类似每边的人数一样），受力的位置一样（类似两边的第一个选手拿绳子的部位是一样的距离），伸出桌面的长短一样（类似绳子的红点在中间）。同样，在研究《它们吸水吗》这一课时，我也以跑步比赛来类比。生动形象的类比让学生一点就通，而且对研究的问题更加感兴趣。通过这种类比，学生能够初步建立了做科学实验的也要公平，结果才可信的意识；同时打比方的过程中，学生也明确了今天的实验该怎么做，要注意些什么。
2.微观发生法让学生初步体验实验的公平性
虽然学生通过类比法建立了公平实验的意识和明白了本次实验的要点，但在实际的实验操作中，由于心智的限制，学生往往在实验中没有做到公平。例如，在《比较韧性》的实验中，虽然学生在类比法中明白每种小棒伸出桌面的长度要一样，老师也在每根棒上做了相应的记号，可是还会出现有不少小组在实验中四根小棒伸出的长短各不一样的现象。
微观发生法就是“对被测心理，思维发展进行纵向研究的方法”，最典型的特征就是“对被试认知策略和技能变化的整个动态过程进行记录，观察和分析，而非至记录策略变化的最终结果”。具体在一节课上，就是让学生在课堂上先展示自己的实验（发现学生最初的对某种技能的认知），然后通过师生，生生之间的评价与分析，帮助学生强化这种技能。最后通过一个实验方案的设计来检验分析学生这方面的认知掌握程度。在三年级的实际教学中，我觉得不加引导让学生开展公平实验是不现实的，所以在利用类比法的引导过程中让学生明晰实验的方法和要点，在学生第一次尝试实验后（最初使用该技能），选取一些有代表的、比较典型的例子展示给学生看，让学生评价。由于已经建立了公平实验的意识，学生在观察别人的实验时，往往能很快地发现和指出实验存在的问题并加以纠正。这个环节加深了学生对公平实验的认识和体会，也意识到自己存在的问题，在第二次的实验（一致使用该技能）中就比较有意识地控制好同样的条件了。
3.迁移法让学生强化公平实验的体验
经过一节课的学习，学生对公平实验有了初体验，但这种感性的体验不及时强化巩固，学生很快会淡忘。为了巩固学生的认知，需要及时进行同类型问题的学习，从而进一步巩固学习效果。所以在紧接着的《它们吸水吗》这一课里，我利用迁移法让学生开展不同材料（木片，铁片，塑料片，卡纸片）的吸水性研究，并设置了“不同质地纸的吸水性研究”这一问题让学生自己尝试设计公平实验，让学生在感知体验公平实验的基础上，逐步内化控制变量这种技能。
为了检测以上的教学策略尤其是微观发生法是否有效，我选取了三年级两个班开展对比实验，在两个班中随机抽取公平实验前测（问卷见附录一）中得分为0的30名学生，实验班采用三种教学策略并行的措施；对照班采用方法1和方法3（类比法明确实验方法后，在出示温馨提示后让学生开始小组实验，实验后进行汇报，再加以迁移法）两种策略，在完成两节课的教学后进行后测，结果如下：
只采用两种教学策略能使约16.7%的学生基本了解和初步建立公平实验的意识，并能在别的实验中运用公平实验的方法，而采用三种教学策略可以使约36.7%的学生达到这种效果。可见，三种教学策略并施效果强于传统的教学方法。可能是微观发生法能够让学生对自己的实验进行及时的反思和纠正，不仅强化了公平实验的意识，也促进了对公平实验技能的理解与掌握。
参考文献：
[1]义务教育小学科学课程标准（2017年版）.中华人民共和国教育部
[2]莫雷，陈泽.幼儿科学创造力的微观发生法培养研究.暨南大学出版社，2006.3
[本文系司徒敏主持的广东省教育科研规划课题“小学科学变量控制技能的教学研究”（课题批准号：2015YQJK017）阶段性成果]