优化实验载体 建构高效课堂

（桐乡市高桥镇高桥中心小学 浙江桐乡 314515）

人的学习是运用自已有的认知结构对新生事物作出主观判断得出结论并纳入已有知识结构的过程，是对已有知识结构的补充、纠正，或是新知识体系的建构。学习有对前人已有知识的接受，也有通过自己探索而获得的个性所得。小学科学学习的主要途径是探究性学习，即个体通过对新生问题的探索研究得出结论并与已有知识整合的过程。

活动是探究性学习的表象，思维才是探究性学习的本质。教学中需要教师为学生提供活动及思维的材料，即载体。载体可以是实验的材料，可以是板书板画，也可以是言语或肢体。同一个教学活动，可以有不同的载体，载体选择不同，教学效果就会不同，教学中通过对载体的优化（即选择）可以使得实验操作更简易，效果更明显，学生思维更顺畅。本文试从以下几点谈一谈载体优化在小学科学教学中所起的作用。

一、复杂问题简单化

在科学学习过程中，对一个探究性问题学生可能会作出多种假设，再通过探究实验取得证据，取得正确的实验结果，得出正确的结论。然而由于实验载体（材料）的不合理及实验操作的不规范，有时会得出背道而驰的实验结果，特别是涉及到大量数据的探究实验，一但实验数据出现背离时，根本就无法取得预设的结论。

如我在上新教科版五下《机械摆钟》一课时，分时段测量单摆在相同时间内的摆动次数，通过多次测量取平均数或众数，得到了以下一组数据：

组别摆动次数时间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

分时段测量单摆在相同时间内摆动的次数是一个操作很复杂的实验，涉及到计时、数数及组内同学间的配合，我本以为在课上对实验操作指导已很到位，但还是出现了这样一组数据，确实出乎我的预料。

课后我对数据作了分析，并叫数据有误的小组再作了几次测量，我观察后发现并不是任何操作上的问题，问题出在单摆上。实验数据有误的小组30秒内摆动的总次数都不是3的倍数，这样把总次数再分成三个时间段肯定就分不均匀了。在上第二个班时我把单摆都作了调试，保证30秒内摆动总次数都是3的倍数，课堂上得到的数据也就很理想了。

在这个操作本身就较复杂的实验中，虽然学生操作没有任何问题，但由于忽略了摆长对这个实验的影响，导致了实验数据的偏差。对摆长调试后，优化了实验材料，使得复杂的问题简单明了化了。

二、繁琐操作简易化

以探究性学习为主的小学科学教学，就需要学生设计实验，并操作实验来验证假设的问题。由于学生动手操作的能力尚且有限，如果实验的载体选择不是很合理就会使操作相当烦琐，不仅浪费时间，且会使变量增多，甚至可能会出现无法验证的情况。

如新教科版五下《热是怎样传递的》一课，检验热在金属条中是怎样传递的，书上设计的实验是用凡士林粘火柴，加热后观察火柴掉落的顺序，从而检验热传递的方向。殊不知，用凡士林粘火柴的操作相当烦琐，浪费时间，而且会增加凡士林粘着多少等无关变量。

我在上这课时，优化了实验的载体，用蜡烛圈代替了凡士林粘火柴，直接将蜡烛圈套金属条上即可，操作简易多了，热在金属条内的渐变过程也更加清晰、明显，更容易观察，从而使实验验证的效率大大提高。

三、抽象思维形象化

小学生由于年龄的特点，在学习中往往以形象性思维为主。对纯语言的交流等抽象性思维，学生往往会注意力涣散，不易理解。这就需要我们通过文字、图画等载体的优化将抽象性思维显现出来。

我在上新教科版五下《机械摆钟》一课时，观察单摆摆动有什么特点的片段：

师：我们观察一分钟，看看我们的单摆摆动有什么特点？

观察后，生A：摆摆动的方向偏了。

师：确定吗？

生A：确定，看到了，很明显。

生B：摆摆动的幅度越来越小了。

师：摆摆动的幅度我们叫摆幅。

摆幅越来越小了，你能来画一画吗？

生B画。如右图。

师：如果给你30秒的时间，你觉得三个

不同的摆幅分别对应哪个时间段？

生B：摆幅大的对应前10秒，摆幅最小的

对应最后的10秒。

师板书时间。

生C：我还观察到摆摆动越来越慢了。

师：你能举个例子，用数字来说明一下吗？

生C：比如前10秒摆动11次，中间10秒摆动10次，最后10秒摆动9次，摆摆动越来越慢了。

师一一板书。

生D：我有不同意见，我觉得摆摆动速度应该一样的，每个时间段都是10次。

师一一板书，问：为什么你这样认为？

生D：我觉得摆幅大时虽然摆走的速度快，但它走过的路程远，而摆幅小时虽然摆走的速度慢，但它走过的路程近，所以我觉得它摆动的次数应该是一样的。

（后略）

在这个教学片段中，教师将摆幅的大小用图画的载体显现出来，让学生从语言的理解转化为形象性的视觉上的接受。而生D更是将不同时段内摆摆动的次数和摆幅及摆的线速度联系起来了，很了不起。正是利用合适的载体，让学生在视觉上有形象的感受，学生理解才能这么深入。

四、知识传授证据化

人的学习有对前人已有知识经验的接受，也有通过自己探究发现的个性所得。小学科学教学以探究性学习为主，但也有对前人已有知识传授的教学手段。小学生由于身心特点，对事物都兴趣浓厚，想探个究竟，对纯知识的接受，学生可能口服心不服。通过载体的优化，教师可以在知识传授时提供一定的证据，让学生不但知其然，更知其所以然。

如新教科版四上《分离食盐与水的方法》一课，在讲解了酒精灯的使用方法后，学生点燃酒精灯，并观察酒精灯的火焰，发现火焰有三层，教师归纳分别叫外焰、内焰、焰心。

师：我们一般用哪一层火焰进行加热呢？为什么？

生：用外焰加热，因为外焰温度最高。

师：你怎么知道外焰温度最高？

生：……

生：我觉得焰心温度最高。

在这个环节中，有部分学生知道酒精灯外焰温度最高，可能是书上看来的知识，但不知道为什么，也无法证明。也有学生认为是焰心温度最高。在这个环节中，如果教师只是简单地告诉学生外焰温度最高，我们用外焰加热，学生就是简单的知识接受，无法得到真正的理解，达到心服口服。

于是，师：看老师用一个小实验来证明外焰的温度最高。

教师将一根小木棒横穿在酒精灯火焰中，使外焰、内焰、焰心都能灼烧到小木棒，加热约5秒钟。

师：我们来观察一下灼烧过小木棒，发现了什么？

生：外焰灼烧到的部分已经烧焦了，而焰心烧到的小木棒看不出有变化，内焰灼烧到的部分有些发黄，但还没烧焦。

师：这说明了什么？

生：说明了外焰的温度最高，内焰次之，焰心温度最低。

在这个环节中，教师通过灼烧小木棒的方法证明了火焰的温度高低，让学生有了直观、深刻的认识，比起简单的知识讲授，教学效果显著。借助于小木棒这载体，让学生不但知其然，更知其所以然。

总之，在小学科学教学中，对载体的优化有助于探究实验的成功开展，能为学生的思维提供有力的证据支撑，能由表及里，最终有利于学生知识结构体系得建构。