基于實驗教學的小學科學高效課堂探索——以《聲音的高與低》的教學為例

廣東省深圳市靖軒小學 劉 蕾

小學科學課程標準明確指出，小學科學課程是一門實踐性課程，強調從學生熟悉的日常生活出發，通過學生親身經歷動手動腦等實踐活動，了解科學探究的具體方法和技能，理解基本的科學知識；同時指出小學科學課程是一門綜合性課程，注重學習內容與已有經驗的結合、 動手與動腦的結合、書本知識學習與社會實踐的結合，并能運用科學知識解決生活中的現象。學生科學核心素養的發展離不開以教師為主導、學生為主體的高效課堂。本文以教科版科學四年級上冊第一單元第6節《聲音的高與低》為例，談談基于實驗教學的小學科學高效課堂探索。

一、高效課堂源于生活實際

小學科學課程強調從學生熟悉的日常生活出發，基于學生的認知水平，聯系學生已有的知識和經驗，充分利用各種資源，創設良好的學習環境，引起學生的認知沖突，引導學生主動探究，啟發學生積極思考。因此在結合教材、理解學情的基礎上，聯系生活實際，對《聲音的高與低》的教學做了如下安排：從生活中經常聽到的聲音出發，選取了鼓聲、碎玻璃聲為一組對比聲音，男高音歌曲、男低音歌曲為一組對比聲音，以直觀的方式沖擊學生的聽覺，無須教師講解，以學生體驗為主。高低音的強烈對比，給學生留下深刻印象，達到分辨高低音的目的，再探究聲音的高低與哪些因素有關。先分辨，再實驗，最后探究證實，符合學生的認知規律。

從心理學角度來看，兒童的注意力是以無意注意為主，即他們的注意力容易被新鮮強烈、多變的刺激所吸 引，因此設置生活中的兩組對比強烈的高低音能迅速吸引學生的注意力，為高效課堂的開展譜寫成功的篇章。

二、高效課堂源于材料創新

根據皮亞杰的兒童認知發展理論，這一時期學生思維的主要特點是兒童的思維運算必須有具體的事物支持，有些問題在具體事物幫助下可以順利獲得解決，這就要求教師在教學中利用直觀形象的情景吸引學生的注意力，幫助學生更直接地感知事物的區別。

《聲音的高與低》是小學階段比較難教學的一節課，一方面聲音的高低學生不好分辨，另一方面振動的快慢肉眼一時難以分辨。這就容易出現實驗做完了學生依然懵懵懂懂、不知所措的現象。從教材的安排來看，我們只能通過聽和看，靠自己的主觀判斷來衡量鋼尺振動快慢不同時聲音高低的變化。由于鋼尺振動的快慢不同時發出的聲音高低差別不大，且外界干擾因素比較大，特別容易出現誤差。基于學生的認知規律，容易對差異明顯的聲音進行判斷，結合所學知識，我們對實驗器材進行創新，將共鳴箱引入實驗，利用共鳴箱放大聲音，便于學生分辨聲音的高低。（如圖1）

圖1 創新實驗材料

師：同學們，有沒有哪種器材可以將聲音放大呢？獨立思考兩分鐘，可以相互討論，不明白的地方可以舉手提問。

生：喇叭、擴音器。

師：老師有個溫馨提示，我們在音叉實驗過程中用到過。

生：共鳴箱！

三、高效課堂源于技術應用

如何讓學生更好地分辨鋼尺的振動快慢，我們引入慢動作拍攝，學生實驗完成后先進行自我判斷再觀看拍攝視頻來分析鋼尺振動快慢與聲音高低的關系，并且將四個慢動作視頻進行對比，更加直接有針對性地進行實驗研究。（如圖2）

圖2 慢動作視頻材料

整個實驗首先由學生自主閱讀課本并思考；其次，小組討論實驗方案；最后，全班匯報交流得到最佳實驗方案的一個流程。為了更好地展示注意事項以及實驗流程，我們也將實驗步驟和注意事項拍成視頻（詳見圖3、圖4），供學生參考。科技服務于教育是一個必然的趨勢，一方面科技的應用可以幫助學生更好地理解知識，另一方面也能讓學生在課堂中體會到科技的發展對我們生活和學習的改變。從小樹立起努力學習，回報社會的理想，讓德育滲透到每節課當中。

圖3 實驗步驟

圖4 注意事項

四、高效課堂源于實踐應用

學習的終極目標是應用，實踐是檢驗真理的唯一標準。小學科學所學的基礎性知識，只有在現實生活中有所應用，能用來解釋生活當中的現象，才能更好地讓學生體會到學習科學知識的重要性，激發學生的探究欲望。在《聲音的高與低》這節課中，最后讓學生通過所學知識來解釋男高音歌唱家和男低音歌唱家聲帶的區別，引導學生將鋼尺的振動遷移到人類聲帶的振動，把學習的知識應用于生活實際，對現象做出解釋。從學生反饋來看，我們的教學設計是有效的，學生能說出男高音歌唱家的聲帶振動速度比男低音歌唱家的快，說明學生理解了聲音的高低與物體振動的快慢有關。我們在課堂的每個環節也有體現實踐應用，每做完一個實驗得出結論之后，我們讓學生針對結論再次實驗，加深學生對實驗結論的理解與 認識。

學生是學習與發展的主體，小學科學課堂教學更應該從學生出發，設計教學過程，充分創設良好的學習環境，從生活實際出發，引起學生的認知沖突，充分利用現代化的技術手段服務課堂。教師應該在實踐中引導學生積極思考、探索，總結所學知識，學以致用，最大程度地發揮學生的主體作用。

回過頭來去看整個備課過程，其實上課不是教師去表演可以把課上得多好，內容有多充實，而是通過更高效的課堂讓學生掌握知識，這個過程就需要上課的教師有所思考，從學生的角度看待問題，設置的每一個教學環節都應該是符合學生的認知的，否則就忽視了學生是學習和發展的主體這個根本！