在實驗探究活動中充分發(fā)揮材料的教學價值

◇朱麗花（江蘇：常州市丁堰小學）

實驗探究活動是小學科學的主要學習方式，材料是實驗探究活動的重要載體，好的活動課程建立在對材料的結構性整合上。在實際教學中，有結構地選擇和利用材料可以讓實驗探究達到事半功倍的效果。教師在準備實驗材料的過程中，除了自己可以選擇和利用有結構的材料，還可以指導學生搜集生活中的材料、選擇并對材料進行改造，充分發(fā)揮材料的教學價值。那么具體教學中應該怎樣選擇和利用材料，發(fā)揮材料的教學價值呢？我認為可以從以下幾方面展開實踐研究。

一、引導搜集材料，激發(fā)學生探究興趣

小學課程標準強調要從學生熟悉的日常生活出發(fā)，讓學生親歷動手動腦等探究過程。學生對周圍的世界天然具有強烈的好奇心與探知欲。因此，教師在教學過程中應注意將課堂探究活動與小學生的生活實踐聯(lián)系起來，引導學生關注生活，搜集生活中的材料，用于課堂探究活動，培養(yǎng)學生的主觀能動性，激發(fā)學生的探究熱情。梳理一下學生可以參與準備材料的課例，主要可以從以下兩方面來激發(fā)學生的探究興趣。

（一）就地取材，激發(fā)學生觀察興趣

布魯納認為：“學習的最佳激勵是對學習的材料感興趣?！睂W生對大自然具有天然的探知欲，大自然中包含著各種各樣的材料，其中，隨處可見的莫過于植物、動物等。因此，在研究到植物、動物、自然、地球、宇宙等相關課例時，學生會格外感興趣，尤其對于材料本身。如在教學《植物開花了》一課時，教材中通過比較黃瓜花和番茄花的不同，從而認識花的結構，以及雄花和雌花的結構。在實際教學中，為了凸顯學生的主體地位，增強學生的參與意識，可以安排學生帶各種花到課堂上來，通過解剖花的結構，小組成員之間比較各種花的結構，來認識花的各個部分。學生在實地采集花卉的過程中，不僅可以養(yǎng)成觀察自然的習慣，還可以了解到各種花卉的生長環(huán)境、生長習性等特點。這樣，學生再回到課堂上來，就有更多的興趣進行交流，更容易建構新的知識點。

（二）廢舊材料，助力實驗教學

教材上有些拓展型的內容，由于課時的限制，課堂上并不能及時完成，雖然學生配有相應的學具袋，學校實驗室也有課本對應的標準器材，但是有些器材，如燒杯等比較專業(yè)，學生只能在上課時接觸到，不利于學生課后開展持續(xù)探究。學生周圍除了有各種自然材料，還有很多生活中產生的廢棄材料。如：各種瓶瓶罐罐、紙盒、布料、線材等等。這就比較適合拿來做這一類的拓展型的實驗探究。如在教學《浮力》時，可以引導學生利用生活中的材料，如礦泉水瓶、吸管、回形針、水等自制簡易“潛艇”。學生在利用自己搜集的材料自主探究的時候，興趣高漲、思維集中，且沒有同學的干擾，可以更加集中地思考，掌握物體漂浮的秘密。又如在教學《做一個蒸汽小船》之后，教師在課堂上帶領學生，經歷問題提出、前期研究、方案設計等環(huán)節(jié)，讓學生利用身邊易獲取的紙盒、口服液瓶子、鐵絲、蠟燭、熱熔膠、防水鋁箔紙等材料，自制蒸汽小船，帶到課堂上來比較、測試，然后小組討論，交流改進方案，再繼續(xù)回去用搜集的材料進行改進，最終做出相對完善的蒸汽小船。這類利用搜集到的廢棄材料進行科學探究實驗的方式，能讓學生明白，工程制造并非那么遙不可及，利用身邊的廢舊材料同樣可以完成。

教師在教學過程中讓學生搜集材料，設計活動時要優(yōu)先考慮學生身邊隨手可得的自然材料、廢舊材料等，讓學生利用生活中經常接觸到的材料進行實驗，學生就能體會到科學就在身邊，激發(fā)學生的探究興趣，養(yǎng)成生活與科學密切相關的意識。

二、選擇有結構的材料，增強學生的動手能力

蘭本達教授在《小學科學教育“探究—研討”教學法》一書中首次提出了有結構性的材料的概念。她指出：“科學教學中的材料結構的概念，是指內在的關系——一種和自然界的現(xiàn)象相關聯(lián)的形式?！蓖ㄋ锥裕牧系慕Y構性指的是各個材料之間、材料與教學內容和教學目標之間具有密切相關的聯(lián)系，它不是雜亂的材料呈現(xiàn)，學生無從下手，不敢下手。因此，教師在教學中，設置有結構的材料，使學生對材料的順序理解清晰、對材料和探究目標的關系理解透徹，會更容易掌握如何展開探究、如何動手操作，能更順利地完成實驗探究，動手能力得到充分的鍛煉。

（一）材料的選擇要有代表性

材料之間、材料與教學內容和教學目標之間的聯(lián)系要密切。材料要貼合教材目標與學生的認知規(guī)律，應避免隨意配置實驗材料。教師要精選最能達到教學目標的實驗材料，符合學生的認知規(guī)律與思維習慣。這樣，就能更好地促使學生動手完成實驗探究。如：教學《植物的葉》一課時，在分辨相同點和不同點的時候，教師準備了各種各樣的樹葉，歸納特征太多，學生容易混淆。如果教師有意識地準備結構相同、顏色不同、形狀不同的葉子給學生，學生會較容易找出規(guī)律。

（二）材料的出示要有層次性

如在第一次執(zhí)教《點亮小燈泡》一課時，如果課前就將小燈泡、導線、電池擺放在桌子上。課堂中，學生一直盯著桌子上的材料躍躍欲試，無心聽講，教師讓學生觀察小燈泡的結構，他們卻迫不及待地拿起電池、燈泡，嘗試點亮小燈泡，沒弄懂原理，結果就是無效操作，沒有發(fā)展任何動手能力。這樣的現(xiàn)象揭示了材料出示的問題，如果能夠把材料放在教師處，學生才能認真聽講。而如果在觀察燈泡結構環(huán)節(jié)，再出示燈泡，學生就會集中注意力觀察燈泡結構。然后，師生交流猜測連接方式，最后再出示電池、導線等材料，學生依據剛才認識的燈泡結構知識，以及基于這個知識對燈泡連接方式的猜測，去動手連接燈泡，這才是一個有思維、有探究的動手操作過程。只有所有的操作都有理有據，才能鍛煉學生的動手能力。

三、鼓勵創(chuàng)新材料，提高學生的思維品質

科學的學習提倡以培養(yǎng)和解決問題的能力提升為目標，培養(yǎng)學生的高階思維品質。教學中有意識地指導學生改造材料、創(chuàng)新材料，能夠鍛煉學生的發(fā)散性思維，拓展學生的思維深度，能夠培養(yǎng)學生運用批判性思維對知識進行梳理，建構反思能力，學生的思維品質得到提升。

（一）鼓勵創(chuàng)新，提升學生的思維深度

在教學中，教師可以鼓勵學生對現(xiàn)有材料進行改造，使教具使用更加便捷，或者引發(fā)的現(xiàn)象更具有代表性，更有利于學生對科學概念的理解。學生在改造材料、重新探究的過程中，思維的深度得到了發(fā)展。如在教學《肺和呼吸》一課中的肺活量測試的環(huán)節(jié)活動時，教材上的裝置需要2～3 個人合作完成，而且在操作的過程中，瓶子須倒置入水槽。在測量瓶倒扣入水，或者在將彎頭吸管插入倒置瓶口時，瓶口容易脫離水面，導致實驗測試數(shù)據不準。教師在教學時，可以利用好這個教學資源，讓學生用書上的建議裝置測試的數(shù)據和標準肺活量測試儀的數(shù)據做比對，引發(fā)學生深度思考：“為什么肺活量裝置測試的數(shù)據不準？如何解決？”經過思考，學生對實驗裝置進行了改進，一人即可操作，避免了將測試瓶倒扣入水槽，從而解決漏水而導致數(shù)據不準的問題。具體操作方法為：自制兩個連通的肺活量測試瓶，學生對著吸管吹氣，水由一個測量瓶流入另一個測量瓶，從而讀出讀數(shù)。下一次測量時，再向另一個測量瓶吹氣，如此循環(huán)，就可以反復測量。

（二）修正材料，鍛煉學生的批判性思維

教材中出示的材料并不都是完美的，教學中往往還會出現(xiàn)一些有爭議的材料。學生在自主設計實驗方案的過程中，所設計的初步方案也是不完美的，學生基于這些不完美的方案，會產生解決材料問題的原動力，學生在基于初步方案，交流質疑，完善實驗方案的過程，也是學生批判性思維的體現(xiàn)，這也是科學素養(yǎng)的體現(xiàn)。如教學《聲音的傳播》一課時，對于液體的聲音傳播實驗，原本設計是用手拎著裝有播放器的密封袋懸掛入水中，驗證聲音可以通過液體傳播出來，但是有學生指出，也有可能是通過繩子（固體）傳播出來的。這是學生批判性思維的體現(xiàn)。于是，學生思考，如何才能排除繩子（固體）對實驗的干擾，得出的結論是：要去掉繩子，只能觀察密封袋在水中下降過程中聲音的變化。

四、開發(fā)多元化的材料，拓寬學生的知識視野

課堂不是教學的終點，學生的學習需要從課堂延伸到課后，讓學生始終保持學習的熱情，滿足學生終身學習的需要。教師對于材料的選擇不應只局限于課堂上的標準器材，還應借助于大自然、社會資源以此來全方位地拓寬學生的知識視野。以下途徑也可以作為科學研究的材料補充方式。

（一）來自大自然的材料

螞蟻喜歡吃什么？鳳仙花的花瓣有幾個？這些問題很簡單，但是恐怕沒有幾個人能回答出來，為什么？因為它們太常見了。這其實和我們平時的觀察習慣有關。教學這一類涉及生物學的知識時，我們就不能局限于課堂的材料，而要將學生帶到大自然中去，讓他們學會觀察大自然中的材料，養(yǎng)成科學的觀察記錄習慣。指導學生將觀察滲透到平時的點點滴滴，時刻觀察身邊的事物，如螞蟻吃什么、周圍的植物分別叫什么、葉子有什么特點、花朵有什么特點、種子有什么特點等，不知不覺中拓寬學生的科學知識面。

（二）來自社會資源的材料

教師也應該充分利用周圍多元化的資源作為材料補充。如動物養(yǎng)殖園、植物種植園可以更好地幫助學生觀察動植物的生長狀況；科普園、科學博物館可以幫助學生認識最前沿的科學技術；氣象站等則可以幫助學生認識氣象員所播放的各種天氣要素。這些材料不僅可以拓展學生的知識視野，還可以將學生的科學認識升華到對保護社會環(huán)境的責任感上來。

綜上所述，小學科學的探究材料要從圍繞探究目標的實現(xiàn)、科學素養(yǎng)的養(yǎng)成出發(fā)，進行合理選擇和利用、創(chuàng)新和改造。教師要激發(fā)學生的探究興趣，促進學生主動探究，發(fā)展學生的思維品質，拓寬學生的知識面，培養(yǎng)學生求真、求實、敢于批判、勇于探究的科學精神。