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《义务教育小学科学课程标准》对5—6年级“制订计划”要素提出的目标是：基于所学的知识，制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力和控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。控制变量是指在实验研究和解决问题的过程中，使影响事物变化规律的一个因素发生变化，这个因素称为“变量”，而将其他条件加以控制，保持不变。掌握变量控制实验技能对学生科学概念的建构至关重要，在小学《科学》教材中有很多涉及变量控制实验的内容，如运动与摩擦力、电磁铁磁力大小、铁生锈的条件、种子发芽的条件等。
做好变量控制实验的前提是设计实验，包括任务单的设计。任务单有利于学生在研究过程中迅速寻找到影响事物发展变化规律的原因，最终解决所研究的问题。教师如果能巧妙设计任务单并适时运用，就能发挥良好的支架作用，发挥学生学习的自主性，让他们更轻松地理解变量控制实验的内涵，掌握变量控制实验的设计方法。
设计思路
经过笔者实践，高年段的变量控制实验任务单设计主要包括确定变量、作出假设、材料选择、初步设计、他组评价、设计修改等内容。
变量控制实验的设计思路是教师引导学生先确定自变量与因变量，再设置对照组。学生通过改变变量，控制其他条件不变，观测因变量。显然，引导学生确定自变量与因变量是首要任务。为此，笔者在任务单上设计了“确定变量”与“作出假设”两个栏目，让学生填写想研究的变量是什么，这个变量的改变对结果可能有什么影响，而这个结果其实就是因变量。上面的两个问题其实也是引导学生明确实验目的，为后面的实验方案设计作铺垫。
实验方案的设计就是学生把心中的想法具体表达出来，设计出的实验方案可以真实地反映出他们对变量控制技能的掌握程度。由于缺乏实践经验，学生的实验方案设计往往会与真实情境脱节，缺乏实操性。所以，我就在任务单上利用“材料选择”这个栏目引导学生思考实验需要什么材料和需要的数量，这样他们设计的实验方案可操作性就会提高。
在设计实验方案时，很多教师采用的指导方法是仅让学生填写实验要改变的条件和不变的条件，而没有让学生思考如何改变变量与如何控制其他条件，所以学生在实验时就得重新思考在真实情境中实验如何操作，这样任务单就没有发挥出应有的支架作用。我在任务单中让学生用画图配以文字的方式设计实验，画图可以反映出一些用语言难以表达清楚的内容，且直观、生动，也比纯文字记录要节省时间，学生在画图设计实验时就会考虑到一些实际问题，这样设计的可操作性就进一步提高了。
从学生初始设计的实验可以发现他们往往在改变变量时，另一个（甚至几个）条件也发生了变化，他们很难控制好所有的实验条件。如果教师通过与学生交流，把所有需要控制的实验条件和方法直接告诉他们，虽然可以很快“聚焦”正确的实验设计方法，但这种“捷径”会抑制学生学习的自主性，最终的实验方案并不是他们思维的“真实表达”，因此他们很难真正掌握变量控制的实验设计。
通过实践，我采用了“小组互评”的方式帮助学生自己发现实验设计中的问题，然后再修正自己的设计，从而掌握正确的变量控制实验的设计方法。这种方式的具体做法是，每组派一个代表留在组内向其他小组的同学介绍自己组的实验设计，让其他组的同学更好地了解本组的实验设计方案。小组内其他成员则去了解其他小组的实验设计，并用圆点贴纸对其他组实验设计的可行性和科学性进行评价。这样，不仅全员参与了对实验设计的交流研讨，而且每个小组的实验设计都得到了充分的讨论，使学生能发现实验设计中的“问题”。而且，由于了解了其他小组的实验设计，学生会主动比较自己组与其他组实验设计的不同，打开思路，这比单纯的师生交流更能激发学生的思考。
在这样充分的“小组互评”活动中，学生更容易理解并接受其他组同学的一些意见和建议，也能更主动地投入到和其他小组的交流中去。我在任务单“他组评价”这个栏目中设计了“点赞”与“找茬”两个内容，让学生用蓝色贴纸表示“点赞”，用红色贴纸表示“找茬”，并在“找茬”内容下设有“原因”框，要求“找茬”的小组写出该组设计存在的问题。同时，在任务单上增添了“设计修改”栏目，这样，任务单就促进了评价者与被评价者的交流与学习，并有助于后续的实验设计修改。
学生在对自己和他人的设计方案进行比较深入的思考的过程中，真正推动了科学思维活动，对变量控制实验也有了更深的理解，從而真正发挥了任务单在学生实验设计中的支架作用，可有效地帮助学生掌握变量控制实验设计。
教学实例
第一个栏目“变量确定”。这有点类似一般实验任务单的“研究问题”，但两者又有所不同：“研究问题”可以是比较宽泛的问题，如摆的快慢与什么因素有关；“变量确定”是有具体指向的，如摆绳长度是否会影响摆的快慢。只有变量确定具体化，学生才能明确要研究哪个变量，在实验时才知道改变什么实验条件。教师可以用填空的方式引导学生填写要确定的变量。
第二个栏目“作出假设”。该栏目是填写变量改变后可能出现的实验结果。还是以“摆绳长度是否会影响摆的快慢”为例，作出的假设应该是“摆绳越短，摆得越快”，或者相反的假设，这样学生在实验中就会更清楚要改变的是摆绳长度，要测量的是摆的快慢。
第三个栏目“材料选择”。该栏目是填写实验所需的材料和所需的数量。此栏目独立于实验方案设计，能更好地引导学生对实验分组、改变变量等方面更明确地思考，也能更好地暴露出他们思考的缺陷。如“种子发芽是否需要水”的实验，材料至少需要多颗绿豆、两张纸巾、一杯水。从图1的实验材料设计中可以看出，学生对绿豆本身的质量缺乏考虑，这将会影响实验结果。
第四个栏目“初步设计”。该栏目是用画图配文字简单说明的方式呈现学生的设计方案，促使学生思考设计的可操作性，并把他们的思考过程显性化。如“种子发芽是否需要水”的实验设计中，学生把光、水、温度、空气用形象的符号表示出来，改变了哪个变量，怎样改变，哪些条件不变一目了然。从图1的实验设计中能清晰地看到，学生设计了两组实验，不同的条件是水，而光、温度、空气的条件都相同。 第五个栏目“他组评价”。该栏目设有“点赞”“找茬”“原因”三个方面，如果对被评价小组的设计认可，就在“点赞”那行贴上蓝色贴纸，不认可则在“找茬”那行贴上红色贴纸，同时要求学生在“原因”那行写出找茬的理由。例如，从“铁生锈了”内容的任务单可以看出，小组间互评时学生指出了实验设计中的不少问题，在“铁生锈是否与温度有关”的实验设计（如图2）中，“点赞”的小组认可他们进行几组对比的设计思路，而“找茬”的小组就有学生提出几组实验温度的设置梯度太小，实验现象可能会不明显，也有学生提出空气会影响温度的变化。学生“找茬”的原因有理有据，反映出他们已经理解了变量控制实验的要点。通过小组间的互评可以检查其他小组的设计是否存在问题，促使他们积极反思及修改设计。
第六个栏目“设计修改”。该栏目与“初步设计”栏目的填写方式是一样的，用画图配以文字呈现修改后的方案，通过“初步设计”与“设计修改”内容的对比，让学生可以反思自己的思考过程，更好地掌握变量控制实验设计的要领。从图2可以看出，学生接纳了其他同学的意见，对设计存在的问题进行了进一步修改，完善了变量控制实验的设计。
结论
任务单使用的主体是学生，任务单的设计要以学生特点为基础，以学生的学为中心，强调培养学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用，关注学生学什么、怎么学。教师通过精心设计任务单，将“教”的要求转化为学生“学”的任务，将“教学目标”转化成“学习目标”，分解成学生的具体化的“学习任务”，让他们积极主动地参与到科学知识、技能的学习过程中，最终达成学习目标。
变量控制实验设计任务单中“变量确定”与“作出假设”这两个栏目都是为了让学生清楚实验设计的目的是什么，明确学什么；“材料选择”与“初步设计”栏目则是为了引导学生思考变量控制实验的要点，把学生的思维可视化，便于教师和同学了解他们对变量控制实验的认知起点，是让学生明确怎么学；“他组评价”和“设计修改”栏目则是为了把教师的“教”转化为学生的“学”，通过评价促进反思，通过反思促进理解，帮助学生掌握变量控制实验设计。
变量控制实验任务单可以有机地衔接起各个设计内容，架构设计内容之间的联系与过渡，使得实验探究成为有着内在联系与逻辑关系的统一体，而不是一个个支离破碎的片断。任务单的内容可以根据不同的实验内容进行调整，可增加栏目（如数据记录），也可以合并一些栏目，不必拘泥于固定的内容与记录方式。只有根据学生与实验内容的實际，设计并运用恰当的任务单，才能帮助学生学习变量控制实验，提升学生的科学素养。
（本文系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”阶段性成果，课题批准号：2015YQJK017。）
广东省广州市天河区体育东路小学（510000）
做好变量控制实验的前提是设计实验，包括任务单的设计。任务单有利于学生在研究过程中迅速寻找到影响事物发展变化规律的原因，最终解决所研究的问题。教师如果能巧妙设计任务单并适时运用，就能发挥良好的支架作用，发挥学生学习的自主性，让他们更轻松地理解变量控制实验的内涵，掌握变量控制实验的设计方法。
设计思路
经过笔者实践，高年段的变量控制实验任务单设计主要包括确定变量、作出假设、材料选择、初步设计、他组评价、设计修改等内容。
变量控制实验的设计思路是教师引导学生先确定自变量与因变量，再设置对照组。学生通过改变变量，控制其他条件不变，观测因变量。显然，引导学生确定自变量与因变量是首要任务。为此，笔者在任务单上设计了“确定变量”与“作出假设”两个栏目，让学生填写想研究的变量是什么，这个变量的改变对结果可能有什么影响，而这个结果其实就是因变量。上面的两个问题其实也是引导学生明确实验目的，为后面的实验方案设计作铺垫。
实验方案的设计就是学生把心中的想法具体表达出来，设计出的实验方案可以真实地反映出他们对变量控制技能的掌握程度。由于缺乏实践经验，学生的实验方案设计往往会与真实情境脱节，缺乏实操性。所以，我就在任务单上利用“材料选择”这个栏目引导学生思考实验需要什么材料和需要的数量，这样他们设计的实验方案可操作性就会提高。
在设计实验方案时，很多教师采用的指导方法是仅让学生填写实验要改变的条件和不变的条件，而没有让学生思考如何改变变量与如何控制其他条件，所以学生在实验时就得重新思考在真实情境中实验如何操作，这样任务单就没有发挥出应有的支架作用。我在任务单中让学生用画图配以文字的方式设计实验，画图可以反映出一些用语言难以表达清楚的内容，且直观、生动，也比纯文字记录要节省时间，学生在画图设计实验时就会考虑到一些实际问题，这样设计的可操作性就进一步提高了。
从学生初始设计的实验可以发现他们往往在改变变量时，另一个（甚至几个）条件也发生了变化，他们很难控制好所有的实验条件。如果教师通过与学生交流，把所有需要控制的实验条件和方法直接告诉他们，虽然可以很快“聚焦”正确的实验设计方法，但这种“捷径”会抑制学生学习的自主性，最终的实验方案并不是他们思维的“真实表达”，因此他们很难真正掌握变量控制的实验设计。
通过实践，我采用了“小组互评”的方式帮助学生自己发现实验设计中的问题，然后再修正自己的设计，从而掌握正确的变量控制实验的设计方法。这种方式的具体做法是，每组派一个代表留在组内向其他小组的同学介绍自己组的实验设计，让其他组的同学更好地了解本组的实验设计方案。小组内其他成员则去了解其他小组的实验设计，并用圆点贴纸对其他组实验设计的可行性和科学性进行评价。这样，不仅全员参与了对实验设计的交流研讨，而且每个小组的实验设计都得到了充分的讨论，使学生能发现实验设计中的“问题”。而且，由于了解了其他小组的实验设计，学生会主动比较自己组与其他组实验设计的不同，打开思路，这比单纯的师生交流更能激发学生的思考。
在这样充分的“小组互评”活动中，学生更容易理解并接受其他组同学的一些意见和建议，也能更主动地投入到和其他小组的交流中去。我在任务单“他组评价”这个栏目中设计了“点赞”与“找茬”两个内容，让学生用蓝色贴纸表示“点赞”，用红色贴纸表示“找茬”，并在“找茬”内容下设有“原因”框，要求“找茬”的小组写出该组设计存在的问题。同时，在任务单上增添了“设计修改”栏目，这样，任务单就促进了评价者与被评价者的交流与学习，并有助于后续的实验设计修改。
学生在对自己和他人的设计方案进行比较深入的思考的过程中，真正推动了科学思维活动，对变量控制实验也有了更深的理解，從而真正发挥了任务单在学生实验设计中的支架作用，可有效地帮助学生掌握变量控制实验设计。
教学实例
第一个栏目“变量确定”。这有点类似一般实验任务单的“研究问题”，但两者又有所不同：“研究问题”可以是比较宽泛的问题，如摆的快慢与什么因素有关；“变量确定”是有具体指向的，如摆绳长度是否会影响摆的快慢。只有变量确定具体化，学生才能明确要研究哪个变量，在实验时才知道改变什么实验条件。教师可以用填空的方式引导学生填写要确定的变量。
第二个栏目“作出假设”。该栏目是填写变量改变后可能出现的实验结果。还是以“摆绳长度是否会影响摆的快慢”为例，作出的假设应该是“摆绳越短，摆得越快”，或者相反的假设，这样学生在实验中就会更清楚要改变的是摆绳长度，要测量的是摆的快慢。
第三个栏目“材料选择”。该栏目是填写实验所需的材料和所需的数量。此栏目独立于实验方案设计，能更好地引导学生对实验分组、改变变量等方面更明确地思考，也能更好地暴露出他们思考的缺陷。如“种子发芽是否需要水”的实验，材料至少需要多颗绿豆、两张纸巾、一杯水。从图1的实验材料设计中可以看出，学生对绿豆本身的质量缺乏考虑，这将会影响实验结果。
第四个栏目“初步设计”。该栏目是用画图配文字简单说明的方式呈现学生的设计方案，促使学生思考设计的可操作性，并把他们的思考过程显性化。如“种子发芽是否需要水”的实验设计中，学生把光、水、温度、空气用形象的符号表示出来，改变了哪个变量，怎样改变，哪些条件不变一目了然。从图1的实验设计中能清晰地看到，学生设计了两组实验，不同的条件是水，而光、温度、空气的条件都相同。 第五个栏目“他组评价”。该栏目设有“点赞”“找茬”“原因”三个方面，如果对被评价小组的设计认可，就在“点赞”那行贴上蓝色贴纸，不认可则在“找茬”那行贴上红色贴纸，同时要求学生在“原因”那行写出找茬的理由。例如，从“铁生锈了”内容的任务单可以看出，小组间互评时学生指出了实验设计中的不少问题，在“铁生锈是否与温度有关”的实验设计（如图2）中，“点赞”的小组认可他们进行几组对比的设计思路，而“找茬”的小组就有学生提出几组实验温度的设置梯度太小，实验现象可能会不明显，也有学生提出空气会影响温度的变化。学生“找茬”的原因有理有据，反映出他们已经理解了变量控制实验的要点。通过小组间的互评可以检查其他小组的设计是否存在问题，促使他们积极反思及修改设计。
第六个栏目“设计修改”。该栏目与“初步设计”栏目的填写方式是一样的，用画图配以文字呈现修改后的方案，通过“初步设计”与“设计修改”内容的对比，让学生可以反思自己的思考过程，更好地掌握变量控制实验设计的要领。从图2可以看出，学生接纳了其他同学的意见，对设计存在的问题进行了进一步修改，完善了变量控制实验的设计。
结论
任务单使用的主体是学生，任务单的设计要以学生特点为基础，以学生的学为中心，强调培养学生的学习兴趣，发挥学生的主体作用，关注学生学什么、怎么学。教师通过精心设计任务单，将“教”的要求转化为学生“学”的任务，将“教学目标”转化成“学习目标”，分解成学生的具体化的“学习任务”，让他们积极主动地参与到科学知识、技能的学习过程中，最终达成学习目标。
变量控制实验设计任务单中“变量确定”与“作出假设”这两个栏目都是为了让学生清楚实验设计的目的是什么，明确学什么；“材料选择”与“初步设计”栏目则是为了引导学生思考变量控制实验的要点，把学生的思维可视化，便于教师和同学了解他们对变量控制实验的认知起点，是让学生明确怎么学；“他组评价”和“设计修改”栏目则是为了把教师的“教”转化为学生的“学”，通过评价促进反思，通过反思促进理解，帮助学生掌握变量控制实验设计。
变量控制实验任务单可以有机地衔接起各个设计内容，架构设计内容之间的联系与过渡，使得实验探究成为有着内在联系与逻辑关系的统一体，而不是一个个支离破碎的片断。任务单的内容可以根据不同的实验内容进行调整，可增加栏目（如数据记录），也可以合并一些栏目，不必拘泥于固定的内容与记录方式。只有根据学生与实验内容的實际，设计并运用恰当的任务单，才能帮助学生学习变量控制实验，提升学生的科学素养。
（本文系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”阶段性成果，课题批准号：2015YQJK017。）
广东省广州市天河区体育东路小学（510000）