利用“自創(chuàng)實驗”優(yōu)化概念教學(xué)

（浙江嘉興嘉善縣第二實驗小學(xué)）

摘 要：小學(xué)科學(xué)課是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，許多科學(xué)知識都需要通過實驗的方式來獲得。但在小學(xué)科學(xué)課本中，有一些概念教學(xué)內(nèi)容并不能完全滿足學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)要求，這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容時感到困難。而針對以上現(xiàn)象設(shè)計的“自創(chuàng)實驗”，能通過創(chuàng)設(shè)情境、制造矛盾、變抽象為直觀等多種方法，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，優(yōu)化概念教學(xué)。

關(guān)鍵詞：情境；科學(xué)概念；自創(chuàng)實驗

小學(xué)科學(xué)課是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，許多科學(xué)知識都需要通過實驗的方式來獲得。但在小學(xué)科學(xué)課本中，有一些概念教學(xué)內(nèi)容并不能完全滿足學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容時感到困難。面對這種情況，我們?nèi)绻軌蚋鶕?jù)學(xué)生的實際情況，結(jié)合學(xué)校資源，自行設(shè)計和創(chuàng)造一些小實驗即“自創(chuàng)實驗”，對課本原有的教學(xué)內(nèi)容進行補充，就能突破課程難點，優(yōu)化概念教學(xué)。

一、創(chuàng)設(shè)情境，促進概念建構(gòu)

有些科學(xué)知識是比較抽象的，學(xué)生不太容易理解，這類概念對學(xué)生來說是完全陌生的。通過一些“自創(chuàng)實驗”，能讓學(xué)生對這類科學(xué)概念充分體驗，實現(xiàn)科學(xué)概念從無到有的建構(gòu)。

例如，在五年級“沉和浮”單元中，像“浮的物體受到的浮力一定大”這一類問題，學(xué)生常常似懂非懂。為了幫助學(xué)生建構(gòu)起正確的沉浮概念，可以通過自創(chuàng)沉浮的小實驗，實現(xiàn)概念的建構(gòu)。

實驗材料：

相同體積的一紅一黃兩個塑料球，彈簧測力計，水槽。

實驗過程：

教師出示用細線系好的相同體積的一紅一黃兩個塑料球（塑料球的重量不同），并將它們放入水中，一段時間后，紅色的塑料球下沉，黃色的塑料球上浮。

教師問：這兩個球在水中受到的浮力哪個大？

學(xué)生一：黃球受到的浮力大，紅球受到的浮力小。

學(xué)生二：黃色的浮了所以浮力大。

教師：“好，那么我們一起來測測看，這兩個球受到的浮力是不是和我們想的一樣。”

利用書本知識，空氣中的重力-水中的重力=浮力，教師用彈簧秤測出兩個球的數(shù)據(jù)并計算出浮力的大小。顯然由于兩個球的體積相同，而浸入水中的體積紅球大于黃球，因此實驗的結(jié)果顯示紅球的浮力大于黃球的浮力。

通過上面這個“自創(chuàng)實驗”，學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體受到的浮力大小與在水中的沉浮沒有必然的聯(lián)系，浸入水中的體積才是浮力大小的主因。由此，對“浮的物體受到的浮力一定大”這個問題有了深刻的認識，并能夠逐步形成正確的浮力概念。

二、制造矛盾，促進概念反思

皮亞杰提出的“認知發(fā)展的階段性理論”告訴我們，小學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的時候總是試圖用原有的知識來理解，當(dāng)學(xué)生無法解釋時，就會對自己已有的觀點提出異議和自我反思。所以，基于學(xué)生的發(fā)展水平，教師可以在教學(xué)活動中針對性地設(shè)計一些合適的小實驗，引發(fā)認知沖突。

例如，在五年級“沉和浮”單元中，在分析“物體在水中的沉浮規(guī)律”時，許多學(xué)生會認為“重量重的物體容易沉，重量輕的物體容易浮”，對此，可以設(shè)計這樣的“自創(chuàng)實驗”：

實驗材料：

石塊，大泡沫（體積相對較大），水槽。

實驗過程：

教師呈現(xiàn)活動需要的材料：石塊，大泡沫（體積相對較大），水槽。

教師：泡沫是輕的所以浮？石頭是重的所以沉？

學(xué)生：是的。

教師出示兩種材料，接著問：“那把一塊石頭跟一塊泡沫綁在一起是不是比石頭更重？”

學(xué)生：應(yīng)該是的。

教師：那么綁在一起后，它們應(yīng)該是沉的吧？

學(xué)生：好像不一定的！

教師：為什么不一定沉呢？

教師：好，那么我們試試看，結(jié)果到底是怎樣的！

教師演示實驗。

教師：結(jié)果是怎樣的？

學(xué)生：它們浮在水面上了！

教師：石頭和泡沫綁在一起不是更重了嗎？它們怎么浮起來了呢？

在這個經(jīng)過精心設(shè)計的“自創(chuàng)實驗”中，教師從學(xué)生原先認可的“重量越重越容易沉”這一概念出發(fā)，制造出“石頭綁上泡沫重量更加重，就更容易沉嗎？”這一前后矛盾的問題。學(xué)生雖然較為認同“物體越重越容易沉”，但同時又發(fā)現(xiàn)，綁在一起后，石頭會因為泡沫的浮力而不易下沉。如此一來，學(xué)生原有的認知與客觀事實之間的矛盾就被放大，產(chǎn)生了激烈的沖突，迫使學(xué)生進行自我反思，并最終發(fā)現(xiàn)綁在一起雖然更重了，但體積也改變了，所以光說“重量”是不夠的，還要同時考慮“體積”的因素，從而開始認識到物體的沉浮與自身的重量和體積都有關(guān)，促進了科學(xué)概念的形成。

三、變抽象為形象，促進概念內(nèi)化

小學(xué)生由于身心發(fā)展階段的特點，決定了他們在科學(xué)探究活動中感性的認識居多，在認識事物的過程中從現(xiàn)象歸納出本質(zhì)的能力較弱，很多時候他們認識的往往是事物的一個現(xiàn)象，而不是事物的本質(zhì)。因此，在教學(xué)比較抽象的科學(xué)概念的過程中，我們需要結(jié)合學(xué)情，適時采用一些“自創(chuàng)實驗”，把抽象變直觀，轉(zhuǎn)變學(xué)生原有的認知，建構(gòu)和內(nèi)化科學(xué)概念。

例如，在四年級“聲音是怎樣產(chǎn)生的”一課中，對于“聲音是怎樣產(chǎn)生的”這一概念，學(xué)生往往認為，只要敲打物體就能發(fā)出聲音。而正確的科學(xué)概念是：物體振動發(fā)出聲音。“敲打物體”只是使物體“振動”的一種方式。為了向?qū)W生揭示“物體振動產(chǎn)生聲音”這一本質(zhì)概念，可以設(shè)計這樣的“自創(chuàng)實驗”。

實驗材料：

紙筒，雙面膠，氣球，鏡片，激光筆。

實驗過程：

教師將氣球膜蒙在圓形紙筒的一端，然后利用雙面膠在氣球膜上貼上鏡片。

教師：同學(xué)們，聲音到底是怎么產(chǎn)生的呢？我們一起來做個實驗。

教師請三名同學(xué)幫忙，一位同學(xué)幫助固定住圓形紙筒，第二名同學(xué)使用激光筆，并使激光通過鏡片反射到墻上，第三名同學(xué)把嘴對著圓形紙筒的另一端說話。此時，反射在墻上的激光會隨著說話聲音的高低不斷振動變化。同時，教師還可以在圓形紙筒的一端播放音樂，能看到反射在墻上的激光振動得更明顯。

教師：通過這個實驗，你有什么發(fā)現(xiàn)？聲音是怎么產(chǎn)生的？

聲音對小學(xué)生來說是非常熟悉的，但聲音又是看不見、摸不到的，對小學(xué)生來說難以探究。在教學(xué)中通過這個“自創(chuàng)實驗”，學(xué)生看到了聲音的另一面，把抽象的概念變得直觀了。從而引導(dǎo)學(xué)生歸納揭示科學(xué)本質(zhì)，建構(gòu)產(chǎn)生聲音的物體都有的共性——“振動”這一概念，最終實現(xiàn)科學(xué)概念的內(nèi)化。

科學(xué)實驗是小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、獲取科學(xué)知識的主要方法。在教學(xué)中合理利用學(xué)校資源，針對學(xué)生具體情況設(shè)計的“自創(chuàng)實驗”，能對課本知識進行有效的補充，促進學(xué)生對科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，優(yōu)化課堂教學(xué)。

作者簡介：吳國榮（1981.6—），男，浙江嘉善人，本科，一級教師，單位：嘉善縣第二實驗小學(xué)，在職教師，主要研究方向：小學(xué)教育。

編輯 趙飛飛