優(yōu)化探究材料 推進(jìn)科學(xué)探究

程華斌

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)探究的過程中掌握科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)技能，提升科學(xué)素養(yǎng)。探究材料是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的載體，探究材料的選擇、準(zhǔn)備和運(yùn)用要走出“隨意化”的誤區(qū)，優(yōu)化探究材料才能有效地保障學(xué)生科學(xué)探究的高效化。基于此背景，對(duì)小學(xué)科學(xué)探究材料的優(yōu)化策略進(jìn)行了探究，總結(jié)了基于探究核心，優(yōu)化材料選擇；引導(dǎo)多元參與，優(yōu)化材料準(zhǔn)備；基于學(xué)生主體，優(yōu)化材料運(yùn)用的策略與方法。希望能夠達(dá)到一定的借鑒意義。

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)，在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)學(xué)習(xí)要重在探究，要讓學(xué)生以類似科學(xué)家的科學(xué)探究活動(dòng)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，這樣才有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。而學(xué)生在科學(xué)課堂上開展科學(xué)探究的過程需要以探究材料為載體。不同的探究材料對(duì)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究學(xué)習(xí)的效果是不相同的。但是，現(xiàn)在很多教師在進(jìn)行探究材料的選擇、準(zhǔn)備與運(yùn)用時(shí)，存在“隨意化”的現(xiàn)象，這樣，就導(dǎo)致了學(xué)生科學(xué)探究的低效化。在“學(xué)為中心”的教學(xué)理念下，教師要善于對(duì)科學(xué)課堂上的探究材料進(jìn)行優(yōu)化，要從材料的準(zhǔn)備、選擇和運(yùn)用三方面切入，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)材料的結(jié)構(gòu)化，這樣，才能讓學(xué)生的科學(xué)探究更高效。

一、基于探究核心，優(yōu)化材料選擇

學(xué)生在科學(xué)探究的過程中，科學(xué)探究學(xué)習(xí)的效率與材料特性密切關(guān)聯(lián)；教師在進(jìn)行材料選擇時(shí)，應(yīng)基于科學(xué)探究的核心，為學(xué)生優(yōu)選典型性、層次性、開放性的探究材料。

（一）基于探究重點(diǎn)，選擇典型性探究材料

在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，很多教師都是隨意性地給學(xué)生提供探究材料，造成了材料過多、過雜的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)探究不具有有效性。每一堂科學(xué)課上都有探究的重點(diǎn)，教師應(yīng)以探究重點(diǎn)為“基點(diǎn)”，對(duì)探究材料進(jìn)行合理地選取，以使材料更具“典型性”，從而讓學(xué)生進(jìn)行更有效的科學(xué)探究學(xué)習(xí)。

例如，在《導(dǎo)體與絕緣體》一課中，其探究的重點(diǎn)是讓學(xué)生通過對(duì)不同材料導(dǎo)電性的檢測(cè)對(duì)“導(dǎo)體”與“絕緣體”這兩個(gè)科學(xué)概念進(jìn)行感知與內(nèi)化。教材中呈現(xiàn)的檢測(cè)材料有20多種。一位教師在第一次教學(xué)時(shí)，按照教科書的要求進(jìn)行了相關(guān)探究材料的準(zhǔn)備。由于檢測(cè)材料的數(shù)量較多，學(xué)生需要一個(gè)個(gè)地進(jìn)行檢測(cè)，這就導(dǎo)致他們降低了對(duì)探究活動(dòng)的興致。教材僅僅是一個(gè)例子，教師是課程資源的開發(fā)者。因此，對(duì)教材中提供的檢測(cè)材料進(jìn)行典型化處理是十分重要的。對(duì)于教材中提供的這么多檢測(cè)材料，可以舍棄紙、鉛筆和塑料尺等，選擇氣球、皮毛、蠟燭和陶瓷等材料。這樣，學(xué)生在探究中會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的積極性，當(dāng)他們檢測(cè)完成后，填寫記錄表時(shí)，有的還顯得意猶未盡；而且在后期的報(bào)告里，他們也提出了自己的問題，如為什么電路檢測(cè)器檢測(cè)鐵質(zhì)鉛筆盒時(shí)，指示燈不亮等。

從以上案例可以看出，探究材料不在于多，重點(diǎn)在于精。要基于探究重點(diǎn)挑選具有典型性的材料，以確保學(xué)生高效地完成科學(xué)探究活動(dòng)。

（二）基于探究難點(diǎn)，選擇針對(duì)性探究材料

由于小學(xué)生缺乏嚴(yán)密的思維能力和探究能力，使得他們經(jīng)常在科學(xué)探究的過程中遇到一些難以解決的問題。對(duì)于小學(xué)科學(xué)課的探究材料，教師應(yīng)準(zhǔn)確把握其針對(duì)性，使材料能指導(dǎo)學(xué)生的思維方式，避免學(xué)生很容易就得出探究結(jié)論，應(yīng)激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思考，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的解答。這樣的方式對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的激發(fā)才有好處，才能幫助他們有效地學(xué)習(xí)。

例如，在《聲音是怎樣產(chǎn)生的》教學(xué)中，教學(xué)難點(diǎn)是讓學(xué)生對(duì)“聲音是由物體碰撞產(chǎn)生的”這一不科學(xué)的認(rèn)知進(jìn)行否定，從而形成“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”這一正確的認(rèn)知。要讓學(xué)生能真正理解，他們需要經(jīng)歷這樣的思維過程，即“對(duì)已有概念的否定——新概念的形成——概念的完善”。這就需要教師把這種層次性體現(xiàn)在探究材料的選擇中。因此，可以為學(xué)生選擇鼓、鐘等材料，其目的是讓學(xué)生觀察鼓、鐘等物體被碰撞后，聲音一直延續(xù)很長(zhǎng)，這就幫學(xué)生否定了已有的錯(cuò)誤概念；還要為學(xué)生選擇尺子、鼓等材料，讓學(xué)生觀察發(fā)聲的尺子、鼓等材料，看這一些物體發(fā)聲時(shí)，是否在一直振動(dòng)，從而形成“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”正確認(rèn)知，并讓他們制止正在發(fā)聲的鼓、鐘的振動(dòng)，看聲音是否持續(xù)，從而對(duì)“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”這一概念進(jìn)行證明。在把握學(xué)生學(xué)習(xí)概念的這三個(gè)經(jīng)歷的基礎(chǔ)上，進(jìn)行針對(duì)性的材料選擇，有助于學(xué)生通過實(shí)踐親身體會(huì)概念的形成。

可見，教師應(yīng)充分把握學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律和特征，盡量保證所選探究材料符合學(xué)生思維的層次性，以使學(xué)生對(duì)科學(xué)探究過程有更深刻的體會(huì)，讓科學(xué)探究更有意義，讓科學(xué)學(xué)習(xí)更有效率。

二、引導(dǎo)多元參與，優(yōu)化材料準(zhǔn)備

俗話說：凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，探究材料的準(zhǔn)備十分重要。但是，探究材料的準(zhǔn)備并不是教師一個(gè)人的事，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生和家長(zhǎng)也參與到探究材料的準(zhǔn)備中去，這樣，就能夠在整個(gè)過程中為學(xué)生的探究學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（一）常規(guī)材料——教師精心準(zhǔn)備

教師應(yīng)在每學(xué)期期末整理好下學(xué)期學(xué)生開展科學(xué)探究需要用到的材料，并匯總到一張材料菜單上。然后提前一周把材料清單制定好，并張貼在學(xué)期材料清單欄。最后按照每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，在導(dǎo)學(xué)單里做好材料需求規(guī)劃，指定出教師、學(xué)生以及學(xué)生家長(zhǎng)需要搜集或制作的材料。教師在準(zhǔn)備材料的過程中，就需要做好一些常規(guī)性探究材料（如量筒、燒杯、試管和溫度計(jì)等）和專業(yè)性探究材料（如音叉、天平和顯微鏡等）的準(zhǔn)備，以確保課堂實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行。而對(duì)于教材建議的實(shí)驗(yàn)材料，如果不夠完善，教師則應(yīng)想辦法對(duì)材料進(jìn)行二次創(chuàng)作，以使材料更符合學(xué)生的探究需求。

（二）生活材料——學(xué)生人人收集

作為科學(xué)學(xué)習(xí)的主體，學(xué)生應(yīng)發(fā)揮他們準(zhǔn)備探究材料的作用。教師可以在課前布置學(xué)生準(zhǔn)備一些生活中常見的、容易找到的探究材料。要實(shí)現(xiàn)這一要求，就應(yīng)當(dāng)對(duì)導(dǎo)學(xué)單的內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，注重學(xué)生發(fā)揮主體意識(shí)，并同小組成員通力合作，一起準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)需要用到的材料。對(duì)于導(dǎo)學(xué)單里的每一任務(wù)，應(yīng)指明負(fù)責(zé)人。對(duì)于需要小組共同準(zhǔn)備的材料，要引導(dǎo)學(xué)生秉持“組榮我榮，組差我差”的思想。而對(duì)于小組的準(zhǔn)備工作，則可以定期進(jìn)行評(píng)比，給表現(xiàn)最好的小組評(píng)上“優(yōu)秀科學(xué)小組”的稱號(hào)，以鼓勵(lì)和刺激所有學(xué)生積極參與到材料的準(zhǔn)備中。如，對(duì)于《做一個(gè)生態(tài)瓶》這節(jié)內(nèi)容，就可以讓學(xué)生以小組為單位，在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行明確分工：小組四人各自準(zhǔn)備5升塑料油桶、水草、魚飼料以及魚類和螺螄等四類材料中的一種。

（三）特色材料——家長(zhǎng)輔助準(zhǔn)備

每個(gè)家庭都從事不同的行業(yè)，有的在外打工，有的開雜貨鋪，有的開著工廠等，他們的背景和優(yōu)勢(shì)都各不相同。為此，要利用好這一點(diǎn)，在布置學(xué)生準(zhǔn)備探究材料時(shí)，可以結(jié)合學(xué)生的家庭背景，進(jìn)行材料準(zhǔn)備的分工，特別是一些特色性的探究材料，可以讓家長(zhǎng)進(jìn)行輔助準(zhǔn)備。如在教科版科學(xué)教材中，五上的《運(yùn)動(dòng)和力》單元和六上的《形狀與結(jié)構(gòu)》單元都需要用到墊圈作為探究材料，而這是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室沒有的材料。所以，筆者就根據(jù)學(xué)生的家庭背景，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生的家長(zhǎng)從事相關(guān)行業(yè)，因而挑選了一兩個(gè)家里生意較好的學(xué)生從家里準(zhǔn)備一些墊圈，以滿足學(xué)生探究學(xué)習(xí)的需要。

三、基于學(xué)生主體——優(yōu)化材料運(yùn)用

通過對(duì)探究材料的優(yōu)選及結(jié)構(gòu)化準(zhǔn)備后，探究材料的前期工作已經(jīng)完成，而重點(diǎn)是要對(duì)這些有效的材料進(jìn)行合理地運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果。學(xué)生是開展科學(xué)探究的主體，因此，在小學(xué)科學(xué)課的教學(xué)中，要基于學(xué)生主體對(duì)探究材料進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)用。

（一）基于學(xué)生思維，形象性運(yùn)用材料

教師在運(yùn)用探究材料時(shí)，要注重與科學(xué)知識(shí)和原理的結(jié)合，同時(shí)注重材料的形象性，幫助學(xué)生從實(shí)踐中得出感性認(rèn)知，促使學(xué)生形成從一般到特殊的學(xué)習(xí)規(guī)律，力求利用簡(jiǎn)單的材料幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)探究目的。

例如，對(duì)于《液體的熱脹冷縮》的教學(xué)，可以通過在水里滴加紅墨水的方式，讓學(xué)生更容易觀察玻璃管（吸管）中的液面變化；對(duì)于《空氣的熱脹冷縮》的教學(xué)，為了讓學(xué)生更明顯地觀察現(xiàn)象，可以用小氣球替代實(shí)驗(yàn)室的大氣球套在錐形瓶瓶口，經(jīng)倒立熱水進(jìn)入氣球，一下子就鼓起來了；然后放入涼水里，小氣球變癟了；最后放到冰水里，小氣球一下縮到錐形瓶中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)激起了學(xué)生的探究欲望。這樣，對(duì)探究材料進(jìn)行形象化運(yùn)用，能吸引學(xué)生的注意力，并積極探索實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使探究目的地實(shí)現(xiàn)更加高效。

（二）基于學(xué)生差異，層次性運(yùn)用材料

在對(duì)探究材料進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，應(yīng)對(duì)不同層次學(xué)生的需求進(jìn)行充分考慮。他們有的要通過感知進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)；有的要把新經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行再現(xiàn)；還有的要對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行拓展。要盡可能滿足每個(gè)學(xué)生的要求，以感受到活動(dòng)的樂趣。教師應(yīng)把握學(xué)生不斷提高的認(rèn)知水平，不斷調(diào)整所提供的探究材料，促使學(xué)生層層深入科學(xué)概念，讓他們保持學(xué)習(xí)的積極性。

例如，在教學(xué)《沉浮與什么因素有關(guān)》一課時(shí)，一位教師把準(zhǔn)備的探究材料分成三組，第一組是胡蘿卜、牙簽、蠟燭、回形針、鐵螺帽、橡皮等，把它們放入水里，觀察各自的沉浮，以激發(fā)學(xué)生對(duì)此展開思考：不同材料的物體在水里的沉浮狀態(tài)，是否和物體的重量和體積有關(guān)；第二組是五個(gè)重量不同、大小一致的球體，讓學(xué)生觀察它們?cè)谒械某粮“l(fā)現(xiàn)：物體體積相等時(shí)，越輕越容易浮著，越重越容易下沉；第三組是五個(gè)大小不同、重量相同的立方體，學(xué)生觀察它們?cè)谒械某粮“l(fā)現(xiàn)：物體的重量相同時(shí)，越大的越容易浮著，越小的越容易下沉?？梢娺@三組材料層次不同，能推動(dòng)學(xué)生的思維層層遞進(jìn)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和觀察，不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，又不斷地修正結(jié)論，有效地激發(fā)了他們對(duì)科學(xué)概念學(xué)習(xí)的興趣。

總之，對(duì)于科學(xué)探究材料的優(yōu)化，應(yīng)注意精心選擇、多方準(zhǔn)備、優(yōu)化運(yùn)用，這樣才能發(fā)揮探究材料的教學(xué)價(jià)值，幫助學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、解決問題中學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，發(fā)展思維層次，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的提升。