基于身邊物品的小學(xué)《科學(xué)》課程探究

小學(xué)《科學(xué)》課程在很多情況下需要學(xué)生自己動手做實驗來進(jìn)行學(xué)習(xí)，而積極有效的實驗探究，有助于學(xué)生掌握科學(xué)知識和提高科學(xué)素養(yǎng)?！缎W(xué)<科學(xué)>課程標(biāo)準(zhǔn)》提倡使用身邊易獲取、低成本的物品進(jìn)行探究活動和課程實驗，強(qiáng)調(diào)學(xué)生進(jìn)行探究活動。科學(xué)源于生活，身邊的很多小物品中蘊(yùn)含著許多科學(xué)原理。學(xué)生在參與探究、利用和挖掘身邊物品蘊(yùn)藏的科學(xué)原理時，會有很多意想不到的收獲。本文結(jié)合現(xiàn)行的教科版小學(xué)《科學(xué)》教材與平時的教學(xué)實踐，談?wù)劵谏磉呂锲返男W(xué)《科學(xué)》課程探究的幾點思考。

一、以身邊物品觸發(fā)探究話題

由學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和提出科學(xué)探究的問題是最有價值的，而問題的提出需要思維在一個不斷沖突的過程中才能實現(xiàn)。只有讓學(xué)生親歷活動，他們才能在真實的活動中、在矛盾的沖突處產(chǎn)生新問題。小學(xué)《科學(xué)》課程教學(xué)中，利用身邊的物品創(chuàng)設(shè)思維的情境，是觸發(fā)學(xué)生產(chǎn)生探究話題的重要途徑之一。如六年級上冊第三單元《電和磁》的教學(xué)中，一位教師先是用談話的方式引入（1820年4月，丹麥科學(xué)家奧斯特在一次實驗中偶然讓通電的導(dǎo)線靠近指南針，發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象。奧斯特有什么驚奇的發(fā)現(xiàn)呢？讓我們也來重現(xiàn)這歷史性的一刻吧?。又?，出示簡單電路與指南針的裝置，讓學(xué)生進(jìn)入第一個探究活動（通電導(dǎo)線與指南針）。另一位教師則利用一個半封閉的紙盒，把奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的實驗裝置（簡單電路、電池、開關(guān)）藏起來，在紙盒的上面挖了一個小正方形空隙使其只能看到指南針和一截導(dǎo)線，然后以表演一個“小魔術(shù)”為幌子，悄悄地接通電源，讓學(xué)生看到與導(dǎo)線平行放置的指南針的小磁針稍稍發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，水到渠成地引出了探究問題——“是什么原因讓指南針的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)”。

可以看出，上述兩種引入方式最大的不同之處在于，第二位教師利用了一個身邊常見的物品——長方體紙盒，稍作加工處理后把它變成了一個小魔術(shù)的道具——小暗箱，遮擋了大部分的實驗裝置。學(xué)生在看到細(xì)微的現(xiàn)象后就迫不及待地想知道其中的“秘密”，在強(qiáng)烈的求知欲的驅(qū)使下，課堂氣氛就會變得特別活躍，學(xué)生紛紛希望自己能像科學(xué)家奧斯特一樣體驗“通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁性”的探究實驗。又如三年級下冊第四單元《磁鐵有磁性》一課，仍然可以用小魔術(shù)——“隱形”的磁鐵隔著玻璃瓶吸上水中的回形針引出探究磁鐵的性質(zhì)；再如六年級下冊第一單元《放大鏡下的晶體》一課，出示用鉛筆、透明的玻璃杯、濃食鹽水、細(xì)線制作的食鹽晶體，引出“美麗的晶體”這個探究話題。在類似的探究活動的導(dǎo)入階段，教師巧妙地利用身邊物品設(shè)計一些小實驗，容易快速地吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的好奇心和求知欲，而在強(qiáng)烈的探究欲望的驅(qū)使下，探究的問題就會自然生成。

二、以身邊物品突破探究難點

小學(xué)《科學(xué)》課程課本提供了基本的教學(xué)內(nèi)容，很多探究活動都有相應(yīng)的操作指南，也羅列了所需的材料，但有時會因為實驗室儀器配備的不全面和實際操作的困難，致使實驗無法正常開展或即使開展了也達(dá)不到預(yù)期的效果。因此，教師在組織教學(xué)時不要局限于課本所呈現(xiàn)的內(nèi)容，而應(yīng)在理解課本編寫意圖的基礎(chǔ)上，充分利用生活中常見的材料，制成簡單易操作的實驗儀器，讓學(xué)生觀察到明顯的實驗現(xiàn)象，成功突破探究的難點。

例如，五年級下冊第二單元《金屬熱脹冷縮嗎》一課中，有“觀察鋼條的熱脹冷縮”這一探究實驗，教材中以配圖的方式建議選用30cm長的鋼條，先用酒精燈加熱，再冷卻，通過觀察“鋼條有沒有伸長變短”的現(xiàn)象判斷鋼條會不會熱脹冷縮。在這個探究裝置中，不管加熱多長時間，僅憑肉眼是無法直接觀察到“鋼條伸長縮短”這一現(xiàn)象的。所以，一位教師充分借助身邊的一些物品，對這個實驗進(jìn)行了如下改進(jìn)（如圖1）：先用三塊長短不同的小木板（淡藍(lán)色處）與一塊有卡槽的小木塊（土黃色處）做成一個底架，然后把一段25cm長的細(xì)鋼條（淡黃色）架在上面，再把一面小小的平面鏡（湖藍(lán)色）放在卡槽中，剛好抵著細(xì)鋼條的另一端。實驗前，讓一名同學(xué)手拿一支小激光手電指星筆，在距離平面鏡1.5m處站好，調(diào)整角度讓光點反射到黑板上，在留有光點的地方（紅點處）做上記號。在酒精燈的加熱下，鋼條溫度緩緩升高，黑板上的光點也隨之慢慢往下移，停止加熱冷卻后，又能觀察到光點逐漸回到了原來的位置。光點的上下緩慢移動，形象地展示了鋼條的熱脹冷縮。

圖1 借助物品的實驗效果

又如，四年級上冊第二單元《水能溶解一些物質(zhì)》一課，用三個一次性塑料杯代替玻璃燒杯，同時展開過濾實驗；再如，五年級下冊第四單元《證明地球在自轉(zhuǎn)》一課，用塑料管子、微波爐中的小轉(zhuǎn)盤、陀螺、細(xì)繩、染了紅墨水的米粒等設(shè)計成簡易的“傅科”擺，探索擺的特點，等等。利用身邊物品進(jìn)行加工改進(jìn)，不但可以使學(xué)生的探究活動得以順利開展，有效突破難點，還可以使他們進(jìn)一步感受到人類在探索過程中善于利用不同物質(zhì)的自身的特性，讓它們發(fā)揮各自的功能，為我們的生活服務(wù)的智慧，在無形中給學(xué)生灌輸了學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的理念。

三、以身邊物品提高探究效率

小學(xué)《科學(xué)》是一門實踐性很強(qiáng)的課程，探究活動是學(xué)生獲取科學(xué)知識的主要途徑。《小學(xué)<科學(xué)>課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，小學(xué)《科學(xué)》課程教學(xué)應(yīng)力求從學(xué)生熟悉的生活情境出發(fā)，選擇學(xué)生身邊感興趣的物品，通過學(xué)生親身經(jīng)歷動手動腦等探究活動，使他們初步感受科學(xué)與日常生活的密切聯(lián)系。選擇適合學(xué)生開展探究活動的操作材料，可以讓學(xué)生由材料引發(fā)經(jīng)歷，由經(jīng)歷形成科學(xué)素養(yǎng)。

例如，五年級下冊第二單元《熱起來了》一課，在探究“衣服能給身體增加熱量嗎”探究活動時，教師可以讓學(xué)生小組合作討論設(shè)計模擬實驗方案，證明“衣服不能給身體增加熱量”。學(xué)生們會有各種各樣的設(shè)計方案，有的具有操作性，有的卻無法進(jìn)行。而教材中建議用字典模擬人的身體，在字典外包上毛衣，在連續(xù)的一段時間內(nèi)（2分鐘、4分鐘、6分鐘、8分鐘、10分鐘）測量記錄夾在字典中的溫度計顯示的數(shù)據(jù)，最后比較得出結(jié)論。但在實際探究過程中，讓學(xué)生在10分鐘內(nèi)堅持規(guī)范操作的難度很大，學(xué)生可能會由于記錄下的數(shù)據(jù)沒有規(guī)律可循而無法得出科學(xué)的實驗結(jié)論，進(jìn)而失去繼續(xù)探究的興趣。針對這一現(xiàn)狀，教師可以對模擬實驗的材料進(jìn)行改進(jìn)，選用學(xué)生身邊的塑料瓶（如礦泉水瓶）裝入室溫狀態(tài)的水來模擬人體，在瓶蓋上鉆了一個小孔插入溫度計，然后在瓶子外面包裹上一條毛巾以模擬衣服，再讓學(xué)生在連續(xù)的一段時間內(nèi)（2分鐘、4分鐘、6分鐘、8分鐘、10分鐘）測量記錄瓶子內(nèi)溫度計顯示的數(shù)據(jù)。改良后的實驗裝置，可以直接放在桌面上，解放了負(fù)責(zé)操作的學(xué)生的手，避免了用手捂著人為引起的溫度變化，又讓每位學(xué)生都能及時觀察到連續(xù)一段時間內(nèi)溫度計上的數(shù)據(jù)沒有明顯變化。從這樣一組沒有明顯變化的數(shù)據(jù)中，學(xué)生自然能得出“衣服不能給身體增加熱量”的實驗結(jié)論。

由此可見，這些探究實驗材料都是選擇利用生活中的常用物品，設(shè)計成有結(jié)構(gòu)的材料，讓學(xué)生順利開展探究活動，享受探究的樂趣的同時，感受規(guī)范與科學(xué)地進(jìn)行探究活動的重要性，也培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

四、以身邊物品拓寬探究廣度

思維能力是學(xué)生主動學(xué)習(xí)的核心，是學(xué)好小學(xué)《科學(xué)》課程的前提。因此，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是小學(xué)《科學(xué)》課程教學(xué)的一項重要任務(wù)。有價值、有生命力的探究活動，往往設(shè)計精巧，教師可以運(yùn)用這些實驗來啟迪學(xué)生的思維，使他們能進(jìn)一步掌握科學(xué)知識，增強(qiáng)自主獨立解決問題的能力。小學(xué)《科學(xué)》課程實驗探究活動形式豐富多彩，有益于激發(fā)學(xué)生的思維靈感，學(xué)生選擇身邊物品作為探究材料進(jìn)行借鑒、設(shè)計、創(chuàng)作的過程，就是培養(yǎng)他們發(fā)散性思維和創(chuàng)造性思維的過程。

例如，選擇普通的一次性注射器，可以用橡皮泥堵住裝針頭的出口，推動活塞觀察氣泡的變化，用來進(jìn)行“空氣占據(jù)空間”和“空氣可以壓縮”的探究活動；若取出針筒，把裝針頭的出口密封，并選一塊直徑4cm厚度2cm的圓形泡沫塑料塊，中間挖出一個剛好能插上針筒的圓孔做成底部，再剪平針筒的上部形成了一個自制的小量筒；它還可以是探究沉與浮、潛水艇等的好材料。找一個乒乓球，可以拴上一根細(xì)線，解釋聲音是物體振動而產(chǎn)生的；把它一部分壓癟放入熱水里，探究空氣的熱脹冷縮；還可以比較圓頂形與球形的相同點與不同點，感悟形狀帶來的不同魅力。取一個氣球，可以探究生活中的靜電現(xiàn)象，可以研究彈性，又可以揭示空氣的存在；既可以解釋反沖力，又可以演示空氣的流動形成了風(fēng)這一自然現(xiàn)象，還可以體驗水的壓力以及氣體、液體的熱脹冷縮等。源于身邊的這些物品，且是學(xué)生感興趣的，在一定生活經(jīng)驗的積累中，很容易引導(dǎo)學(xué)生快樂地投入到動手探究中去。如在學(xué)習(xí)五年級下冊《金屬熱脹冷縮嗎》一課后，有學(xué)生就設(shè)計了一種更直觀的熱脹冷縮演示器，即在一塊長方形的木板上釘了兩條長10cm，寬1cm的小木條，兩根木條下端的距離剛好可以通過一個游戲幣，在蠟燭火焰上加熱游戲幣，等游戲幣受熱膨脹后，把它放在兩根木條的中間，就可以看到原來能輕松自如通過“關(guān)口”的游戲幣被兩根木條卡住了，把游戲幣放在冷水中冷卻一下，游戲幣又能輕松地通過“關(guān)口”了。

實踐證明，來自身邊物品的實驗演示器，是學(xué)生在書本上探究實驗中受到的啟發(fā)，它們既來自于書本又超越了書本，是學(xué)生創(chuàng)新火花的閃現(xiàn)，也是科學(xué)實驗探究中的巨大收獲。當(dāng)學(xué)生能自發(fā)去收集家庭中的一些廢棄物，搜集一些身邊的小物品，在科學(xué)學(xué)習(xí)的同時完成一些小制作、小實驗和小發(fā)明，他們就會深切感受到科學(xué)就在身邊，科學(xué)技術(shù)與生活息息相關(guān)，進(jìn)而達(dá)成小學(xué)《科學(xué)》課程教學(xué)的目的。

綜上所述，小學(xué)《科學(xué)》課程探究活動，通過選擇貼近學(xué)生生活的、常見的、簡易的身邊物品作為探究材料，比精致的、特制的材料更能激發(fā)他們探究的好奇、興趣和需要；同時，選擇身邊物品作為探究材料也符合小學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知水平，他們有能力借助材料的探究來發(fā)現(xiàn)新問題，并通過自主解決問題來深切感受科學(xué)源于生活，需回歸于生活，再服務(wù)于生活。