讓學生在實驗操作中學會建構科學知識

小學科學是一門操作性很強的學科。學生的許多科學探究活動都是從操作實驗中展開的。教師在教學中，要充分利用實驗操作這個環節，引導學生在實驗操作中經歷分析、綜合、比較、抽象、概括等理性思維活動，幫助他們從感性認識上升到理性認識，學會科學的認知方式。

一、利用實驗操作，激發學生學習新知的欲望。建構主義強調學生學習的主動性，提倡情境性教學，認為學習者的知識是在一定的情境下通過意義的建構而獲得的。在教學中，創設有利于學習者建構意義的情境是重要的環節。小學科學課的實驗性和通俗性，為我們進行情境教學提供了極好的條件。例如教學《讓物體浮起來》時，教師取了根不透明的空心管，一頭密封，一頭開口。從開口的一端灌滿細鹽，再用薄紙把開口處封好。然后在一只燒杯里裝大半杯清水，往里面放入一枚雞蛋，學生會清楚地看到雞蛋沉入杯底。這時取出魔棒，并且說：“我這根魔棒有吸力，能把雞蛋從杯底吸上來。”此時，把魔棒伸進燒杯，不停地攪拌，雞蛋漸漸向上浮起，最后浮在水面再也不沉下去了。這個神奇的現象，會強烈地激發學生的探究欲望。

二、利用實驗操作，培養學生自主探究的能力。建構主義強調學生是學習信息加工的主體，是意義建構的主動者。只有讓學生根據要解決的問題進行獨立研究，自己找路走，經過多次成功的經驗、失敗的教訓總結才能形成自主探索的能力，才能更好地實現知識的自主建構。例如：在第九冊《神奇的電磁鐵》的實驗中，學生會發現：同樣的釘子，繞著同樣的線圈，為什么有的釘子帽是南極，有的釘子帽是北極呢？這時不必直接告訴學生原因，而應鼓勵學生改變實驗條件去觀察實驗結果。通過實驗、觀察，學生會發現電磁鐵的磁極不同是因為線圈兩端連接電池的正負極不同或線圈的繞向不同。又如探究第九冊《讓燈亮起來》活動時，先讓學生通過自己的自備材料（干電池、電線、電珠燈等）合作組裝一個簡單的電路，讓燈亮起來，然后讓學生把線路圖畫下來，通過對學生所畫線路圖的交流、互評獲得了知識：1.電是可以流動的；2.只有用導線把電池的正極、負極和燈泡連接起來，組成一個閉合電路，電才能從電池中流出來，經過燈泡，使燈泡發出光亮；3.一個簡單的電路，至少要有電源（電池）、導線、用電器（燈泡）幾部分組成。學生明白了電流的原理，實驗的目的達到了。

三、注重實驗反思，培養學生知識建構的方法。很多教師認為引導學生通過實驗操作獲得了科學知識，就算完成了教學任務，其實這僅完成了任務的一半。在教學中，應該趁熱打鐵引導學生反思實驗過程中失敗和成功的原因，提煉出合理的思維方法，這才能幫助學生形成可持續學習的能力。如學生實驗操作探究電磁鐵的磁力大小與什么有關系，通過改變電池的節數、線圈的匝數獲得了電池的節數、線圈的匝數與磁鐵的數量關系——串聯電池越多，線圈匝數越多，電磁鐵的磁力越大，反之電磁鐵的磁力就越小。這時，教師可以設問：在這個過程中你怎么知道通過改變電池節數和線圈的匝數來實驗而不是通過其他？你是怎樣改變條件的？為什么這樣改變？學生通過反思，初步明確了變量控制這一方法對于科學實驗的意義。

實驗反思既要對成功的實驗進行總結，也要對失敗的實驗進行反思。如：教學第七冊《氣體的熱脹冷縮》時，我在課堂上演示一個“噴泉”實驗：把一個帶有玻璃管的瓶塞塞到裝有少量冷水的燒瓶口上，玻璃管插入瓶底，用一杯熱水澆燒瓶，燒瓶內的冷水便會立即從玻璃管口噴出來。課前我曾做了一次，噴出的水柱有幾十厘米高，實驗很成功。可在教學過程中，玻璃管卻噴不出水來，玻璃管內連水柱上升都看不到。面對失敗，我和學生一起反思原因：按理澆熱水在燒瓶上，瓶內的空氣受熱膨脹占據瓶內的空間會把冷水壓上玻璃管，但現在為什么不能呢？水如果足夠熱——應該是有什么原因讓空氣變冷——旁邊有冷水或有冷的空氣進入，按著這樣的思路檢查，我發現那個膠塞有一個小孔，由于瓶口沒密封而漏氣，使加熱的空氣變冷了。當場換了膠塞重新演示了該實驗，噴出的水柱比課前做的還高。通過這樣的過程，學生不但學到知識，還學到了檢驗知識的方法，而且培養了學生實事求是、嚴謹細致的科學態度。

（作者單位：江蘇省宜興市城東小學）