科学探究活动 建构科学概念

李科杰

摘要：文章以“声音是怎样产生的”一课为例，分析了小学科学实验教学，将课堂交给学生，并给予学生充分的时 间对实验内容进行探索及研究，让学生在进行科学研究的过程中逐渐培养自身的科学探究能力与科学素养，促进自身的全面发展。

关键词：声音是怎样产生的;小学科学实验教学;具体思考

一、缘起：实践相依，培养素养

随着教育事业的不断发展，我国教育对小学科学课程提出了新的标准，明确提出小学科学课程不仅仅是一门理论课程，更重要的是一门实践性的课程，需要让学生在接受小学科学课程教学的过程中逐渐培养动手能力，培养科学研究能力与科学素养。开展探究活动是学生学习科学知识的主要方式。在进行科学课程教学的时候需要开展科学实验，教师需要根据所学的科学课程内容，按照课程标准的要求和学生情况科学地对实验教学进行设计，从而让学生对科学实验产生兴趣，提高学习的积极性与主动性，潜移默化地培养科学探究能力。

二、思考：依据教材，制定目标

《听听声音》一课为例，本课通过让学生运用多种方法和常见材料来“制造声音”，了解声音的产生与振动的关系，建立起“声音是由振动产生的”的初步感性认识。这是典型的利用科学探究活动帮助儿童建构科學概念的一堂课。但是学生对声音有着不同的生活经验，对声音有着最直观的感受。学生每时每刻都在接触声音，但不一定会引起他们的关注，更不会探究身边声音的奥秘，而这又恰是科学课教学中最有价值的地方。

为了使学生对科学研究产生足够的兴趣，提高学习的积极性与主动性，教师在制定教学目标的过程中可以依照教材内容与学生的实际情况，从生活中熟悉的声音现象入手，采取层层推进的方式，引导学生进行理解与学习，让学生在科学实验的过程中更好地掌握声音是如何产生的。

对该理论知识进行教学设计的重点便是让学生在科学实验的过程中经历完整的探究过程，在科学实验室让学生对所提出的问题进行猜想，并且根据想象进行假设，按照教材内容设计实验，利用正反取证的方式验证自己的猜想，最后需要对实验现象进行描述总结，概括物体发声的规律，从而得出“声音是由物体的振动而产生的”理论。当教师充分把握教材内容与学生情况之后，在进行教学目标设计的时候，需要根据学生当前的生活经验与教学环境，通过假设与实验验证该探究内容， 不仅能够让学生发挥观察能力，而且能够让学生对物体发声的现象进行对比，从而描述物体发声与不发声时的不同现象，让学生从多个物体发声的观察事实中对发声的原因进行假设性的解释，进行细致的观察，保持尊重事实的科学态度。

三、践行：有效教学，建构概念

根据已经设定好的教学目标选择实验探究活动，教师设计教学内容，引导学生通过自助猜想、小组实验以及集体研讨的方法，对于实验教学产生足够的学习兴趣，进行主动学习，充分感受到声音是由振动产生的理论知识。为了提高实验教学的效果，在进行教学的时候可以采取以下方法。

（一）创设良好的教学情景，暴露学生的前概念

前概念是指学生头脑当中对事物以及现象已经具有的理解。建构知识，最基本的便是以学生原本的知识为起点。在开展“声音是如何产生”实验教学的时候，教师让学生回忆生活中的各种声音，探讨“这些声音是怎样产生的呢？说说你们的想法。”这问题看似简单，但这对了解学生的前科学概念至关重要。学生根据已有的经验，对“声音是怎样产生的”这个问题回答很多，但大部分都关注让物体发声的方法，如撞击、摩擦、敲打等。而这些又是教学赖以展开的基础，当代建构主义理论认为，学习的过程是学习者原有的认知结构与从环境中接受的感觉信息相互作用、主动建构信息的意义的过程，学习者先前的经验及思维方式在个体的学习过程中起着重要的作用。这也启示着我们，教师要引导学习建立科学概念，在教学活动中应该重视学生已有的认知结构，了解学生的知识、经验状况及思维习惯，特别要了解学生观念中不完全的观念。也正是学生的这些不完全观念，促使教师要通过一定的探究活动帮助学生建构科学的概念。

（二）借助科学实验，组织学生进行探究活动

实验探究活动是建构科学概念的主要载体。在进行科学学习的过程当中，学生通过不断地进行科学实验，接受新的知识， 能够将既定的概念进行不断修正，并且得到发展。以上行为都是在一个个探究活动当中所实现的，能够发挥小学科学实验教学的效果。

以“声音是怎样产生的”一课为例对小学科学实验教学进行设计，可以设置4个活动，从而帮助学生更好地形成科学概念。

四个活动分别：第一个“研究钢尺和皮筋的振动”;第二个“研究鼓面和音叉的振动”;第三个“反证实验活动”;第四个“观察更多发声物体活动”。如何利用好这四个活动，是建构科学概念的关键。在“研究钢尺和皮筋的振动”活动中，教师首先要确立一个思想：只有对当前的观念不满，才是产生观念改变的关键因素。所以教师利用引发认知冲突的方法来促使学生观念的转变。当形成共同的探究目标——声音是怎样产生后，则需要对发声和不发声时的钢尺、皮筋进行对比观察，并找出发声物体的共有现象，以此作为关于声音产生原因的不完全归纳。

针对第三个和第四个活动，这部分的教学价值是引起思考、促进思维，教师特意围绕“停止振动，是否会发出声音”设计反证实验，让学生进一步体会声音是由物体振动产生的。通过反证活动，学生对声音产生和物体振动之间的依存有了充分的理解，对原有的生活经验有了突破性的超越，新的科学概念构建也有了实质性的进展，但在科学教育中，我们讲究逻辑推理，重视实证，对形成的概念必须广泛验证，所以，也就有了最后一个活动“观察更多的发声物体”，它承接了上个反证实验，并用实证方法加以印证，由此，学生头脑中“声音是振动产生的”的科学概念最终得到了建构。

四、结语

小学科学实验教学主要是将学生作为学习的主体，给予学生充分的时间进行自主学习与探究。在教学过程中，为了提高教学效果，首先要培养学生对学习的兴趣，鼓励学生积极提出问题，引导学生对问题进行自主猜想，根据所学的理论知识独立地制定实验计划，按照所制定的实验方案进行研究，通过实施有效的科学实验教学，潜移默化地提升学生的科学研究能力与科学表达能力，促进学生科学素养的提高。