優化實驗載體 建構高效課堂

（桐鄉市高橋鎮高橋中心小學 浙江桐鄉 314515）

人的學習是運用自已有的認知結構對新生事物作出主觀判斷得出結論并納入已有知識結構的過程，是對已有知識結構的補充、糾正，或是新知識體系的建構。學習有對前人已有知識的接受，也有通過自己探索而獲得的個性所得。小學科學學習的主要途徑是探究性學習，即個體通過對新生問題的探索研究得出結論并與已有知識整合的過程。

活動是探究性學習的表象，思維才是探究性學習的本質。教學中需要教師為學生提供活動及思維的材料，即載體。載體可以是實驗的材料，可以是板書板畫，也可以是言語或肢體。同一個教學活動，可以有不同的載體，載體選擇不同，教學效果就會不同，教學中通過對載體的優化（即選擇）可以使得實驗操作更簡易，效果更明顯，學生思維更順暢。本文試從以下幾點談一談載體優化在小學科學教學中所起的作用。

一、復雜問題簡單化

在科學學習過程中，對一個探究性問題學生可能會作出多種假設，再通過探究實驗取得證據，取得正確的實驗結果，得出正確的結論。然而由于實驗載體（材料）的不合理及實驗操作的不規范，有時會得出背道而馳的實驗結果，特別是涉及到大量數據的探究實驗，一但實驗數據出現背離時，根本就無法取得預設的結論。

如我在上新教科版五下《機械擺鐘》一課時，分時段測量單擺在相同時間內的擺動次數，通過多次測量取平均數或眾數，得到了以下一組數據：

組別擺動次數時間段一二三四五六七八九0—10秒 9 9 10 10 10 11 12 9 9 10—20秒 9 9 10 10 10 12 12 9 10 20—30秒 10 9 10 10 11 12 12 9 10

分時段測量單擺在相同時間內擺動的次數是一個操作很復雜的實驗，涉及到計時、數數及組內同學間的配合，我本以為在課上對實驗操作指導已很到位，但還是出現了這樣一組數據，確實出乎我的預料。

課后我對數據作了分析，并叫數據有誤的小組再作了幾次測量，我觀察后發現并不是任何操作上的問題，問題出在單擺上。實驗數據有誤的小組30秒內擺動的總次數都不是3的倍數，這樣把總次數再分成三個時間段肯定就分不均勻了。在上第二個班時我把單擺都作了調試，保證30秒內擺動總次數都是3的倍數，課堂上得到的數據也就很理想了。

在這個操作本身就較復雜的實驗中，雖然學生操作沒有任何問題，但由于忽略了擺長對這個實驗的影響，導致了實驗數據的偏差。對擺長調試后，優化了實驗材料，使得復雜的問題簡單明了化了。

二、繁瑣操作簡易化

以探究性學習為主的小學科學教學，就需要學生設計實驗，并操作實驗來驗證假設的問題。由于學生動手操作的能力尚且有限，如果實驗的載體選擇不是很合理就會使操作相當煩瑣，不僅浪費時間，且會使變量增多，甚至可能會出現無法驗證的情況。

如新教科版五下《熱是怎樣傳遞的》一課，檢驗熱在金屬條中是怎樣傳遞的，書上設計的實驗是用凡士林粘火柴，加熱后觀察火柴掉落的順序，從而檢驗熱傳遞的方向。殊不知，用凡士林粘火柴的操作相當煩瑣，浪費時間，而且會增加凡士林粘著多少等無關變量。

我在上這課時，優化了實驗的載體，用蠟燭圈代替了凡士林粘火柴，直接將蠟燭圈套金屬條上即可，操作簡易多了，熱在金屬條內的漸變過程也更加清晰、明顯，更容易觀察，從而使實驗驗證的效率大大提高。

三、抽象思維形象化

小學生由于年齡的特點，在學習中往往以形象性思維為主。對純語言的交流等抽象性思維，學生往往會注意力渙散，不易理解。這就需要我們通過文字、圖畫等載體的優化將抽象性思維顯現出來。

我在上新教科版五下《機械擺鐘》一課時，觀察單擺擺動有什么特點的片段：

師：我們觀察一分鐘，看看我們的單擺擺動有什么特點？

觀察后，生A：擺擺動的方向偏了。

師：確定嗎？

生A：確定，看到了，很明顯。

生B：擺擺動的幅度越來越小了。

師：擺擺動的幅度我們叫擺幅。

擺幅越來越小了，你能來畫一畫嗎？

生B畫。如右圖。

師：如果給你30秒的時間，你覺得三個

不同的擺幅分別對應哪個時間段？

生B：擺幅大的對應前10秒，擺幅最小的

對應最后的10秒。

師板書時間。

生C：我還觀察到擺擺動越來越慢了。

師：你能舉個例子，用數字來說明一下嗎？

生C：比如前10秒擺動11次，中間10秒擺動10次，最后10秒擺動9次，擺擺動越來越慢了。

師一一板書。

生D：我有不同意見，我覺得擺擺動速度應該一樣的，每個時間段都是10次。

師一一板書，問：為什么你這樣認為？

生D：我覺得擺幅大時雖然擺走的速度快，但它走過的路程遠，而擺幅小時雖然擺走的速度慢，但它走過的路程近，所以我覺得它擺動的次數應該是一樣的。

（后略）

在這個教學片段中，教師將擺幅的大小用圖畫的載體顯現出來，讓學生從語言的理解轉化為形象性的視覺上的接受。而生D更是將不同時段內擺擺動的次數和擺幅及擺的線速度聯系起來了，很了不起。正是利用合適的載體，讓學生在視覺上有形象的感受，學生理解才能這么深入。

四、知識傳授證據化

人的學習有對前人已有知識經驗的接受，也有通過自己探究發現的個性所得。小學科學教學以探究性學習為主，但也有對前人已有知識傳授的教學手段。小學生由于身心特點，對事物都興趣濃厚，想探個究竟，對純知識的接受，學生可能口服心不服。通過載體的優化，教師可以在知識傳授時提供一定的證據，讓學生不但知其然，更知其所以然。

如新教科版四上《分離食鹽與水的方法》一課，在講解了酒精燈的使用方法后，學生點燃酒精燈，并觀察酒精燈的火焰，發現火焰有三層，教師歸納分別叫外焰、內焰、焰心。

師：我們一般用哪一層火焰進行加熱呢？為什么？

生：用外焰加熱，因為外焰溫度最高。

師：你怎么知道外焰溫度最高？

生：……

生：我覺得焰心溫度最高。

在這個環節中，有部分學生知道酒精燈外焰溫度最高，可能是書上看來的知識，但不知道為什么，也無法證明。也有學生認為是焰心溫度最高。在這個環節中，如果教師只是簡單地告訴學生外焰溫度最高，我們用外焰加熱，學生就是簡單的知識接受，無法得到真正的理解，達到心服口服。

于是，師：看老師用一個小實驗來證明外焰的溫度最高。

教師將一根小木棒橫穿在酒精燈火焰中，使外焰、內焰、焰心都能灼燒到小木棒，加熱約5秒鐘。

師：我們來觀察一下灼燒過小木棒，發現了什么？

生：外焰灼燒到的部分已經燒焦了，而焰心燒到的小木棒看不出有變化，內焰灼燒到的部分有些發黃，但還沒燒焦。

師：這說明了什么？

生：說明了外焰的溫度最高，內焰次之，焰心溫度最低。

在這個環節中，教師通過灼燒小木棒的方法證明了火焰的溫度高低，讓學生有了直觀、深刻的認識，比起簡單的知識講授，教學效果顯著。借助于小木棒這載體，讓學生不但知其然，更知其所以然。

總之，在小學科學教學中，對載體的優化有助于探究實驗的成功開展，能為學生的思維提供有力的證據支撐，能由表及里，最終有利于學生知識結構體系得建構。