綜合科學實驗技能主要包括確認變數，製圖作表，假設論證及分析結論。要求幼兒園小班和中班的幼兒掌握綜合實驗技能是很困難的，但對大班幼兒來說相對容易些。

在教師引導下，幼兒掌握了上述基本科學實驗技能之後，再進一步發展高層次的綜合科學實驗技能。

一、理解什麼是變數

確認變數是發展綜合科學過程技能的第一步，首先來看看什麼是變數。變數是相對於定量而言，簡單說就是在科學實驗中資料會隨外界變化而變化的一種數量。譬如水的溫度會隨氣溫改變，小孩的身高會隨著年齡的改變而增高，這裡水的溫度及人的身高都是變數。

相反定量就是不管什麼情況都保持恆定的一種數量。比如說水在1個大氣壓下0℃會結冰。又譬如圓周率不管圓的大小，都是3.1415926.這裡水在正常狀態下的冰點以及圓周率都是定量。在科學實驗中，最常遇到的，也是最基本的有三種變數：自變數、應變數和控制變數。要清楚地理解這三種變數的含義及這三種變數之間的關係。

研究表明，變數的確定對於幼兒來講會有一定的困難。要使幼兒能真正理解這三種變數的概念及三者的關係，我們絕不能僅靠課堂講解，而主要是依靠幼兒自己在科學探究中主動參與，逐步體驗與領會。

什麼是自變數呢？自變數，又可稱為操作變數，從定義上講就是實驗者可以自由操作的變數，換句話說實驗者有主動群任意改變這個變數對自變數變換的一種反應。很顯然，他沒有改變的主動權，它的改變完全是被動的。有沒有改變的主動權是應變數與自變數的根本差異。當然，世界上的事物是非常複雜的。在絕大多數情況下，應變數的改變是因為直白能量的改變。

例如，陽光會影響植物生長，但這不是唯一影響植物生長的因素，許多其他因素（水分、肥料、泥土等）也都會影響植物生長的情況。所以我們如果要自變數僅僅與應變數直接發生關係，或者我們要使應變數改變完全是因為自變數的改變造成的，我們就要把其他會影響應變數的變數“控制”起來，保持不變。而這些變數就稱為“控制變數”。

課堂小實驗：溫度對食鹽在水中的溶解量的影響。在這個實驗中，溫度是自變數，幼兒可以自主地規定水的溫度，例如選定10℃20℃30℃40℃等來測試鹽的溶解量。這裡有一點我們必須提到，雖然實驗者有主動權選定測試的溫度，為了今後製圖列表及分析的方便，一般這些資料應有系統地、整齊地改變（例如在上述例子中每隔10℃）。

而每次達飽和後實驗的溶解量（克）是應變數，它的變化隨著溫度的改變而改變，而不由實驗者所控制。或者說實驗者沒有主動權來改變它。當然在一定溫度下，食鹽能溶入水中的克數還會受其他因素的影響。顯然，水越多溶入的鹽也越多。（還有一些因素如鹽的純度、空氣的壓力等都會影響食鹽溶解量）如果我們感興趣的僅是溫度對食鹽溶解量的變化的影響，我們就要“控制”這些變數，使它們在每次自變數（溫度）改變時保持不變（每次都融入100ml水中，每次溶入的實驗都用相同的鹽，等等）。

二、學會製表作圖

（一）規範的製表作圖

規範的製表作圖第一步就是給實驗標題命名。標題不同於實驗問題。實驗標題一般必須明確包括自變數與應變數的關係，而且也要包括1~2個主要的控制變數。例如，在上述溫度對食鹽溶解量的影響實驗中，我們就可以把標題寫成“溫度在100ml水中對食鹽溶解量的影響”。

表格式作圖的依據，在科學研究領域中雖不能說絕對規定，一般對錶格的格式有統一的寫法。我們必須從小讓幼兒養成良好的製表習慣。

（二）表格的一般格式

作表的一般格式如下。

（1）實驗課題寫在表格上方。

（2）自變數寫在表格左邊，自變數的名稱寫在列首。

（3）應變數寫在表格右邊，應變數的名稱寫在列首。

（4）測量值的單位要在自變數及應變數名稱後面用括號註明，不能跟在每個數值後面。

（5）自變數要有系統地整齊排列，一般從小到大。

例如：食鹽溶解量實驗的表格如下。

（三）幼兒如何製表作圖

教會幼兒製表作圖，具體應做好以下幾點。

1.設計合理有趣的記錄表格，並給表格取有趣的名字

一份合理清楚的記錄表格是幼兒觀察記錄成功的前提條件。表格或圖形的形式就像是幼兒從形象到抽象的一座橋樑，起到了畫龍點睛的作用，教師在設計表格時，一定要根據活動內容設計適宜的記錄表格，既要考慮科學活動邏輯思維的需要，又要顧及幼兒形象思維的特點。一定要保證表格新穎、美觀、實用、圖文並茂，讓小朋友一目瞭然，操作自如。根據幼兒的年齡特點，特別是小班的幼兒，如果我們給表格取上富有童趣的名字，可以讓幼兒在活動中記住自己還有記錄任務，並自然而然地喜歡上記錄。

比如：小班的科學實驗課認識圖形，讓幼兒認識圓形、三角形、正方形。教師在活動場地上畫一個三種圖形的表格，取名就叫《送圖形寶寶回家》。

2.對幼兒的記錄要求需循序漸進

針對幼兒的年齡特點，小班幼兒，可以用實物、玩具、貼花等做記錄，也可以選擇集體記錄的方式。到中班後，可以讓幼兒多運用表格進行記錄，逐步培養幼兒的邏輯思維能力。如幼兒只需在對應的表格內打“√”或“×”來表示自己的探索過程，幼兒較容易掌握。以後逐步增加難度，要求幼兒理解表格行、列的關係，才能在相應的表格內進行記錄。

比如大班有個典型科學探究實驗《睡蓮花開》，探究不同材質的紙吸水性的不同。記錄表的設計前兩行均可用筆記錄，第三行就可以用相應的不同材質的紙貼上來記錄。

3.創設條件，便於幼兒記錄

幼兒園開展科學實驗時，由於操作材料較多，幼兒記錄表格如何擺放才能便於幼兒更好的記錄，往往成了老師頭疼的問題。我們開展活動時，一般來說，在進行猜想記錄時，採取集體呈現，個別記錄的方式；在操作活動中，如果操作不影響幼兒記錄時，儘量將操作材料和記錄表放在一起，便於幼兒記錄，以免幼兒忙於操作、實驗，而把記錄的事忘到了腦後。當操作材料與記錄表格在同一桌面有衝突時（如玩水，易弄溼記錄表等），就應將操作材料和記錄表格分開放，但不能相距太遠，儘量挨在一起，教師應及時提醒幼兒，將觀察到的實驗結果記錄下來。如果有條件的幼兒園，可以專門製作相應的操作檯，將實驗區和記錄區有機結合。

4.有機整合各種活動方式提高記錄能力

在幼兒園的各種活動中，並不是只有科學活動才有記錄，如數學活動，記錄也存在，分類統計中就可以讓幼兒統計記錄物體的數量，測量中可以讓幼兒記錄所測量的長度與自己使用的測量工具。還可以在與幼兒討論區角規則時，根據幼兒討論情況分別用畫圖列表的方式列出來。其實在無形中幼兒也學習了記錄方法，提高了幼兒對記錄的興趣。每月教師發評估手冊，讓孩子的家長寫反饋，其中一欄是孩子自己說的，很多孩子說“我不會寫呀”，教師可以教孩子用自己的方式表達，有的人就用畫畫的方式，這樣幼兒也練習了記錄的方法。

三、明白假設的定義與特點

科學實驗在開始科學研究和調查之前，往往要對結果做一個預測。這種預測不僅是對實驗結果的期望，更重要的是在進行科學研究時，要更清楚地確定各變數之間的關係，更明確研究方向。這種對實驗結果的科學預測我們稱為“假設”。假設不同於我們前面講過的基本技能中的推斷/預測，更不同於“猜測”。具體講，假設有下列特點。

（1）推斷/預測的結論基於某一特定的事物或時間，所以帶有很大的特殊性及侷限性；而“假設”是描述兩個變數之間的一般關係，所以，帶有很大的普遍性、科學性與可推廣性。

（2）推斷/預測只是個人的一些主觀看法和判斷，要不要論證，能不能論證並不重要。而假設解釋的是兩個變數之間的一般關係，有很大的普遍推廣意義，所以必須要論證。這是它與推斷/預測之間一個很大的區別。不經過論證的假設在科學上沒有多大意義。

（3）假設中最好包含自變數、應變數和控制變數，及三者之間的關係。假設一般不能被證明，只能被“支援”或“拒絕”。

（4）假設經過論證被支援以後，經過反覆考驗最後上升到科學理論，所以我們講假設是科學理論發展最強大的原動力。

四、實驗實施和結果分析

（一）實驗實施的一般步驟

確立了科學假設以後，下一步就是動手做實驗了。實驗實施實際上也就是假設論證的過程。下面我們從一個例子來看這個過程。

課堂例項：陽光對植物生長的影響

第一步，確定變數：自變數是陽光，應變數是植物的高度。

第二步，設定假設：陽光照得越多，植物長的越高。

第三步，除了自變數以外，羅列所有會影響應變數的變數，如植物、土壤、澆水量、溫度、肥料等。將所有這些“控制變數”在整個實驗過程中保持不變。（用同一種植物，用同樣的土壤，每天澆同樣的水，保持一樣的溫度，都不用肥料或用相同的肥料）

第四步，設計實驗步驟，實施計劃。取三盆同樣高的植物，一盆植物每天照30分鐘陽光，第二盆植物每天照60分鐘陽光，第三盆植物每天照180分鐘陽光。這個實驗持續30天。

第五步，記下實驗結果，製表作圖。

要教會幼兒在實驗實施過程中注意以下幾點：

（1）在實施科學實驗的同時，也要注意對幼兒科學態度的培養。要求幼兒以科學家嚴謹、仔細、客觀、堅韌、刻苦的精神為榜樣，防止任何敷衍了事、馬馬虎虎、主觀、虎頭蛇尾的工作態度。

（2）每次實驗過程中，要自始至終地、嚴格地把握“控制變數”的恆定性。

（3）每次自變數改變後，應變數的變化要反覆測試，然後求其平均數。

（4）認真做好記錄，最後有兩位幼兒同時記錄，隨時核對，在實驗中可拍些照片或錄影，這對今後分析資料及交流彙報會有很大幫助。

（二）結果分析

正確分析資料與圖表是科學結論的保證和幫助。關鍵在於藉助圖表及表格來描述隨著自變數的變化，應變數的變化趨勢和情況。實驗結果有兩種形式：實驗資料拒絕假設，或實驗資料支援了假設。

（三）結論

五、綜合實驗案例指導

案例：操場上的三棵樹

（一）幼兒好奇，自己提出了問題

格雷姆女士教授兒童科學課。秋天的一個上午，她班上的幾個孩子興奮地將她拉到窗前，指著外面說：“看啊，操場上那三棵樹怎麼啦？”格雷姆女士看到了那三棵並排生長的樹，第一棵的葉子掉光了；中間那顆葉子顏色參差不齊，黃多綠少；第三棵卻是綠葉茂密。孩子們問道：“這三棵樹過去看上去是一樣的，為什麼現在變得這麼不同呢？”格雷姆女士也無法回答他們。

（二）猜想與假設：孩子們根據已有的經驗和知識，對觀察物件做假設性解釋

格雷姆女士知道，按照課程計劃，要到明年春天才學習植物，不過她認為這正是讓孩子們去調查植物生長情況的好機會，因為問題是孩子們自己提出來的，所以會特別激勵他們去尋求答案。雖然格雷姆女士並不十分有把握，但她還是決定嘗試一下，讓孩子們在她的引導下進行探究，畢竟他們去年觀察過種子在不同條件下的生長情況，多少積累了一些探究經驗。於是，格雷姆女士說：“孩子們，你們認為那三棵樹為什麼會變得如此不同呢？”立刻，孩子們紛紛舉手發言，提出了各自的看法：

（1）與光照有關；

（2）一定是水太多的緣故；

（3）這三棵樹現在不同，可過去它們看上去是一樣的；

（4）秋季到了，有些樹的葉子會比其他樹掉得早一些；

（5）地下有有毒物質；

（6）三棵樹年齡不同；

（7）有害蟲吃樹葉；

（8）一棵樹比另兩棵樹要老一些；

（三）制訂簡單的調查計劃

當孩子們列舉出足夠多的觀點時，格雷姆女士便鼓勵他們進一步思考：在這些看法中，哪些可以進行調查，哪些只是描述？然後，她讓孩子們根據各自的看法分為不同的小組，例如“水”組、“季節”組、“害蟲”組，等等。她要求每個小組制訂計劃，開展一次簡單的調查活動，尋找證據來回答他們的問題。在孩子制訂調查計劃時，格雷姆女士傾聽他們的設想，並讓各小組向全班小朋友說明他們的設想。透過這種迅捷、公開的現場評價，使孩子們反思自己應對問題的過程，完善自己的設想，提出更好的研究方法。

（四）實驗調查研究：透過調查、觀察、蒐集資訊，獲取證據，進行解釋

接下來的三週，孩子們利用課餘時間開展調查研究。各小組充分利用各種資源，蒐集有關樹木特性、生長過程及其周圍環境的資訊、“樹齡”組最快找到了問題的答案，他們跟學校有關人員取得聯絡，找到了購樹的原始單據，併到苗圃去核實，結果發現，這三棵樹品種相同，樹齡幾乎相差無幾。對這樣較早完成調查的小組，格雷姆女士就請他們加入到尚未結束的小組中去。

“水”組的孩子幾乎每隔一小時就察看一下三棵樹周圍的地面，他們輪流值日，並記錄下每個人的觀察。他們記錄的資料足以向全班報告：“掉光葉子的那棵樹幾乎一直淹在水裡；中間那棵有時淹在水裡；而綠葉茂密的樹周圍的地面潮溼，但從來沒有淹在水裡。”有一位小朋友回憶說，以前他家栽種的天竺葵葉子變黃的時候，媽媽曾告訴他，這是由於水太多的緣故。“水”組學生讀了一本名為《栽培健康植物》的小冊子後，明白了當植物的根部被水包圍時，就無法從空間獲取空氣，等於是被水淹著。根據自己的觀察、他人的解釋和從小冊子中得到的資訊，學生們推斷：無葉的樹完全被淹，中間那棵部分被淹，而第三棵則沒有被淹。

（五）表達與交流

最後，各個小組集中起來彙報調查結果。孩子們發現：

（1）有些觀察結果和所得資訊，不能解釋三棵樹為什麼會有差異，例如“樹齡”組所做的工作；

（2）有些調查結果只能部分的說明觀察到的現象，例如“蟲害”組的工作；

（3）對孩子們來說，感到最合理、既符合觀察記錄又符合別的途徑所得資訊的，只有水太多這一解釋。

（六）檢驗解釋

來年同月，格雷姆女士班上的孩子們看著這三棵樹都掛滿了綠葉，就更加堅信他們得出的結論有效地解釋了他們的觀察。

幼兒園科學實驗的根本目的在於學習科學過程技能，包括基本技能和綜合技能；掌握觀察、推斷、預測、分類、測量的基本方法；簡單學會確認變數、作表製圖，假設、分析論證等綜合實驗方法和技能。更重要的是培養幼兒良好的科學探究的習慣和態度，從中獲取一些科學基本知識。對科學實驗感興趣的幼兒，教師要積極鼓勵他們去大膽創新探究。但幼兒園絕大部分設計的實驗，科學上早有定論，獲取實驗結果並不是我們的唯一目的，幼兒園科學實驗活動的目的重點在於“過程”而不在於“結果”。由於幼兒剛剛開始參與科學實驗活動，各種設計上和操作上的錯誤在所難免，有些實驗結果往往違背了一些基本的生活與科學常識，這都是很正常的，教師要鼓勵他們學習科學家堅韌不拔的精神，遇到困難不要氣餒，鼓勵他們學會仔細分析整個實驗過程，從中找出原因，吸取教訓，是自己的科學技能的提高更上一層樓。