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3.4 科学探究:设计对比实验

植物的特征、生长与科学探究 · 一年级
讲清楚它是什么

定义 在探究中只改变一个条件,保持其他条件相同,通过比较结果差异来寻找原因的方法。

从哪来 本节为一年级科学探究起点,无前置知识点,直接基于学生日常生活中的“比较”经验建立。

为什么 自然界中现象往往由多个因素共同影响。若同时改变多个条件,就无法确定是哪个条件导致了结果变化。通过“控制变量”(只改一个),能排除干扰,准确锁定因果关系,这是科学思维的核心逻辑。

生活类比法
用“吃冰激凌”举例。问:“如果小明今天吃了冰激凌又踢了足球,肚子疼了,是谁的错?”引导学生发现:如果只让他吃冰激凌不踢球,或者只踢球不吃冰激凌,才能知道是谁引起的。适合具象思维强、喜欢生活化场景的学生。
游戏操作法
设计“找不同”游戏。准备两张几乎一样的卡片,只有一处不同(如颜色)。让学生找出不同点。引申:科学实验就像找不同,我们要故意制造一个“不同”(变量),其他都保持“相同”(控制量),看结果有什么不同。适合动手能力强、注意力易分散的学生。
故事角色法
引入“公平裁判”角色。讲一个故事:两个小朋友比赛跑步,一个穿运动鞋,一个穿拖鞋,结果穿拖鞋的输了。问:“公平吗?为什么?”引导学生明白:要公平比较,必须让鞋子一样,只比谁跑得快。适合喜欢叙事、对公平敏感的学生。
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练一道
基础题
小明想研究“光照”对植物生长的影响。他准备了两盆一样的绿豆苗,一盆放在窗台上(有阳光),另一盆放在黑暗的柜子里(无阳光)。请问:这个实验设计中,改变的条件是什么?保持不变的条件有哪些?
变式
小红想研究“水量”对种子发芽的影响。她准备了两个杯子,A杯放3颗种子,B杯放5颗种子。A杯每天浇10ml水,B杯每天浇20ml水。一周后,A杯发了2颗芽,B杯发了4颗芽。小红得出结论:“水越多,发芽越多。” 问:小红的实验设计公平吗?为什么?如果要公平,应该怎么做?
看解答过程
1. 改变的条件:光照(一盆有阳光,一盆无阳光)。 2. 保持不变的条件:植物种类(都是绿豆苗)、花盆大小、土壤量、浇水量、温度等(题目隐含“一样的绿豆苗”及常规操作,需指出除光照外其他均相同)。
试试手自己判
检测题
小刚想研究“声音大小”对纸片振动的影响。他准备了两个相同的纸片,分别放在桌子上。 第一次:他大声喊“啊”,纸片振动幅度大。 第二次:他小声说“啊”,纸片振动幅度小。 问:在这个实验中,改变的条件是什么?保持不变的条件有哪些?(至少写出两个)
看答案和判分标准
答案:改变的条件:声音的大小(或音量)。 保持不变的条件:纸片的材质、纸片的大小、纸片放置的位置、喊的声音内容(都是“啊”)、距离纸片的远近等。(写出任意两个合理即可)
判对标准:
1. 准确指出“声音大小/音量”为改变条件(2分)。
2. 准确指出至少两个保持不变的条件,且这些条件在实验中确实应被控制(如纸片、距离等)(2分)。
3. 若将“纸片振动幅度”列为改变的条件,则判错(0分)。
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