創(chuàng)新性實驗材料在科學(xué)課教學(xué)中的開發(fā)與使用

陳文琳

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中多次提到“探究式學(xué)習(xí)”，強調(diào)逐步培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。對于小學(xué)生來說，他們的探究活動以“實驗”為載體，所以對實驗材料的選擇和利用尤其重要。本文就創(chuàng)新性實驗材料開發(fā)的意義、現(xiàn)狀分析、實施策略、選擇策略展開研究，旨在讓創(chuàng)新性實驗材料滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，開拓其眼界，啟發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維能力。

一、創(chuàng)新性實驗材料開發(fā)的意義

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，要“倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)”，“探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”，“倡導(dǎo)以探究式學(xué)習(xí)為主的多樣化學(xué)習(xí)方式，促進學(xué)生主動探究。突出創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)生提供更多自主選擇的學(xué)習(xí)空間和充分的探究式學(xué)習(xí)機會”。教師們普遍反映，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)不重視科學(xué)課，有限的課時也常常被擠占。然而，五花八門的素質(zhì)教育課程，實際上都是科學(xué)教育的組成部分，應(yīng)圍繞提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)這個核心目標(biāo)進行頂層規(guī)劃、整體設(shè)計，使之更好地為科學(xué)教育服務(wù)。要上好科學(xué)課，教學(xué)資源的支持具有十分重要的意義。

（一）發(fā)掘?qū)嶒灢牧腺Y源，實現(xiàn)共享

基礎(chǔ)教育改革和2017 年版《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》給予課程資源充分的重視?，F(xiàn)階段，創(chuàng)新性實驗材料落實到具體實踐層面的資源開發(fā)與運用偏少。創(chuàng)新性實驗材料的開發(fā)，并不是要求編寫一份教材，而是要為廣大的小學(xué)科學(xué)一線教師提供適合學(xué)生探究實驗的材料推薦。教師可以根據(jù)自身的需求，選擇教學(xué)所需材料，發(fā)掘?qū)嶒灢牧腺Y源，實現(xiàn)共享。

（二）轉(zhuǎn)變教學(xué)行為，改善教學(xué)方法，促進專業(yè)成長

當(dāng)前很多科學(xué)教師仍舊停留在教科學(xué)知識的淺層次上，實驗教學(xué)設(shè)計和方法都過于死板，其教學(xué)行為也不會靈活變通，無法適應(yīng)學(xué)生的需求。而參與本課題實驗與研究的教師，既是研發(fā)者也是實施者，這樣更接地氣，能在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，從而真實地探索出適合一線教師實驗教學(xué)的實踐案例。要促進青年教師轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，深入理解科學(xué)課程的內(nèi)涵、理念、目標(biāo)和內(nèi)容，從而引起教學(xué)行為、模式的變革，提高教師的專業(yè)水平，促進學(xué)生的有效發(fā)展，提升學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量。

（三）啟發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維能力

小學(xué)科學(xué)實驗課程教學(xué)時間有限，無法細(xì)致深入地將所有知識展現(xiàn)給學(xué)生。教師要善于啟發(fā)學(xué)生思考，鼓勵學(xué)生自主參與科學(xué)實驗，以此聯(lián)動學(xué)生課上課下，充分發(fā)揮科學(xué)實驗的價值。首先，教師應(yīng)注重科學(xué)實驗的生活聯(lián)系，讓學(xué)生課下觀察到類似現(xiàn)象時，會直接聯(lián)想到課堂實驗。在科學(xué)實驗熱情激勵下，學(xué)生可以在動手操作及自主創(chuàng)新下，逐步完善教材內(nèi)容認(rèn)知。其次，教師可以展現(xiàn)科學(xué)實驗的樂趣和價值，讓學(xué)生對科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。最后，教師應(yīng)重視學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，基于長期發(fā)展的眼光，增強學(xué)生科學(xué)實驗的熱情。

二、創(chuàng)新性實驗材料在教學(xué)中的使用

（一）學(xué)校實驗材料使用現(xiàn)狀

要針對學(xué)校提供科學(xué)實驗材料的現(xiàn)狀進行調(diào)查，因為在常規(guī)課堂中，除去教師組織能力以外的因素，有些教材上的實驗在實施過程中是低效的。我們可以通過兩個途徑進行調(diào)查：第一個途徑是教師在實驗教學(xué)中遇到的困境，比如如何因地制宜選擇材料、安排材料等;第二個途徑是了解學(xué)生操作實驗過程中遇到的問題，如可操作性、理解性、趣味性等。

（二）創(chuàng)新性實驗材料的分類

小學(xué)科學(xué)實驗類型繁多，教師可以先把教材上的實驗進行分類，把需要用到的創(chuàng)新性實驗材料補充進去供選擇。

1.課堂創(chuàng)新性實驗材料

分類一：實驗室材料的標(biāo)注

每個學(xué)校都有自己的實驗室，對實驗材料大多會按照一定的要求陳列好。有些材料可以一物多用，因為材料本身就在這個柜子或者盒子里，不需要挪動地方，所以我們可以在對應(yīng)的盒子上貼上一個標(biāo)簽，注明幾年級第幾冊第幾單元第幾課的實驗材料，以方便查找。

分類二：實驗室材料的改造、遷移與再造

教材中的實驗材料如果不適合課堂探究活動，我們可以對它進行改造、遷移與再造。這些實驗材料要具有簡單、方便易取得優(yōu)勢，并且它的效果仍然要與原先材料差不多。對于新的實驗材料，可根據(jù)其大小決定裝在原本的材料盒里還是另外裝盒，并和原材料放在一起，以方便查找。

另外，教師的創(chuàng)新課所需的實驗材料也可以單獨打包，單獨保存。

分類三：實驗室材料的引進

我們通過其他渠道引進適用課堂實驗的實驗材料，這個引進的實驗材料效果、可操作性應(yīng)比舊有材料更加好，可以直接替代舊有實驗室材料。

2.課后創(chuàng)新性實驗材料

收集適合家庭開展的創(chuàng)新性實驗所需材料，按照年級與單元進行分類，做成家庭實驗室材料包，供學(xué)生在家嘗試，每個材料包上注明年級和課例，以方便后續(xù)取用。

通過課上和課后階段性創(chuàng)新實驗材料的收集，我們后續(xù)對收集的實驗材料分類匯總，形成隨時可以使用的材料資源，方便學(xué)生和教師按需查閱和使用。

三、創(chuàng)新性實驗材料的選擇

并不是教材中的所有實驗材料都符合學(xué)生的探究需求。教師在選擇創(chuàng)新性實驗材料替代傳統(tǒng)的實驗材料時，要對本實驗的源起、難度等條件先進行研究，同時要對設(shè)計教材的專家的設(shè)計意圖非常明確，在此基礎(chǔ)上才能選擇相對應(yīng)的創(chuàng)新性實驗材料。本課題組通過四個途徑研究創(chuàng)新性實驗材料的內(nèi)容選擇策略。

（一）拓寬實驗室材料的功能與用途

對現(xiàn)有的實驗室材料不變或稍加組合，就可以拓展出實驗材料的新用途，更加便捷、經(jīng)濟地為實驗教學(xué)服務(wù)。

如《登月之旅》一課需要用到石子和沙子來模擬隕石撞擊月球。在三年級科學(xué)課上，我們用手電筒來觀察物體的振動，也可以用它來模擬太陽光，觀察隕石坑的大小，拓展了其功能。

（二）改造實驗室材料

針對傳統(tǒng)科學(xué)實驗室部分常規(guī)材料的局限性，對其進行改造，讓它使用更便捷。

如三年級《研究液體》這一課，教材中原本的器材是在天平上放試管進行稱量，但是學(xué)生操作起來試管容易滾動。所以我們用鐵絲彎一個U字形，粘貼在天平的盤子上，在改造后的實驗材料上放試管不容易滾下來。

（三）遷移與再造生活中的材料

當(dāng)遇到由于各種原因?qū)е碌牟牧喜蛔愫筒贿m應(yīng)的情況，可以將新的功能相近的材料遷移進來，或者將生活中廢棄的實驗材料進行改造、重組、再利用，使其形式、外觀、作用發(fā)生較大的變化，賦予它新的面貌。

如在教學(xué)《觀月相》時，學(xué)生用月相盒觀察，月相盒是手電筒打光在外圍一圈，看最里面小球的明暗變化，但數(shù)量很少。所以教師就用涂了一半黑色的乒乓球和一根筷子做成一個簡易的月球，圍著教室走動，讓學(xué)生觀察，達(dá)到了較好的實驗效果。

（四）引進優(yōu)質(zhì)實驗材料

實驗材料的引進是指在學(xué)?，F(xiàn)有的實驗條件無法高效解決問題時，通過一定的方式從其他的機構(gòu)、單位等獲得先進適用的材料。

如在《不同環(huán)境里的植物》這一課中，引入“測厚儀”測量葉子厚度，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象非常明顯。

創(chuàng)新性實驗材料的實踐與運用得當(dāng)，才能盡可能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要，貼近其生活經(jīng)驗，通過讓學(xué)生做一些創(chuàng)新實驗，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣，開拓其眼界，啟發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維能力。