實(shí)驗(yàn)材料的選擇與優(yōu)化

◇黃麗珍（湖南：懷化市紅星路小學(xué)）

科學(xué)課可以說(shuō)是學(xué)生最喜歡的課，特別是在課堂上學(xué)生做自己的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，更能夠喚起學(xué)生的興趣。然而，開設(shè)一門好課程并不容易。在課前，我們需要準(zhǔn)備必要的科學(xué)設(shè)備和安全措施，這將為順利進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)，并將危險(xiǎn)事故的發(fā)生率降至最低，也可以使學(xué)習(xí)更有效率?！安牧弦饘W(xué)習(xí)，材料引起活動(dòng)”，小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)課的一個(gè)重要組成部分。實(shí)驗(yàn)材料不僅需要精心準(zhǔn)備，更需要配合以恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用時(shí)機(jī)。本文闡述了如何選擇實(shí)驗(yàn)材料提高科學(xué)探究教學(xué)效率的方法。

一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

（一）有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神

科學(xué)和教育是緊密聯(lián)系在一起的，恰當(dāng)?shù)慕逃徒虒W(xué)能促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的形成。而在小學(xué)階段，實(shí)驗(yàn)是一種非常重要也是非常有價(jià)值的教育方式?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是按照科學(xué)的步驟，指導(dǎo)學(xué)生觀察并提出實(shí)驗(yàn)的假設(shè)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此過(guò)程中，要求學(xué)生能夠熟練地運(yùn)用一些科學(xué)的知識(shí)，并且能夠進(jìn)行一些科學(xué)的思考，從而使學(xué)生能夠全身心地投入對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的探索。

（二）有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在小學(xué)時(shí)期，學(xué)生不但有很強(qiáng)的求知欲，還有很強(qiáng)的探究欲望，并且他們還有很高的自我展示欲望。在進(jìn)行小學(xué)階段的科學(xué)教學(xué)時(shí)，教師可以利用學(xué)生的這些特征來(lái)構(gòu)建教學(xué)過(guò)程，并引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)來(lái)自主探究問(wèn)題的答案，在探索中產(chǎn)生科學(xué)學(xué)習(xí)興趣。與此同時(shí)，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，其目標(biāo)是對(duì)學(xué)生的探索能力進(jìn)行培養(yǎng)，所以它能夠讓學(xué)生的好奇心得到滿足，并引導(dǎo)他們進(jìn)行持續(xù)的嘗試和創(chuàng)新，從而擺脫自身的限制。

二、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇

（一）選擇多樣實(shí)用的身邊材料

根據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》，要求學(xué)生親身體驗(yàn)的探究活動(dòng)是主要的學(xué)習(xí)方式。教師不能僅僅用粉筆和黑板來(lái)完成自己的教學(xué)任務(wù)，要引導(dǎo)學(xué)生深入觀察、實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)，探索科學(xué)的真正規(guī)律。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出更多的問(wèn)題，然后，根據(jù)這些問(wèn)題提供各種材料，以便學(xué)生可以自行探究問(wèn)題。目前，初級(jí)科學(xué)儀器配套設(shè)備比較齊全，也非常實(shí)用，在課堂上，教師應(yīng)該充分利用它們。許多學(xué)校都會(huì)有未使用的科學(xué)設(shè)備，有些設(shè)備也并不是很適合學(xué)校使用，但教師也不應(yīng)放棄，總有一些小部件可以使用。通過(guò)充分利用這些舊設(shè)備，學(xué)校減輕了負(fù)擔(dān)。而教師不僅搜集了舊設(shè)備，還培養(yǎng)了搜集材料的習(xí)慣。教師可以引導(dǎo)學(xué)生自己創(chuàng)造一個(gè)“百寶箱”，平?？梢运鸭恍┬×慵谶m當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)中拿出來(lái)使用。

（二）選擇有典型性的實(shí)驗(yàn)材料

材料的選擇和組織，是開展好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先決條件。在探究活動(dòng)中，為學(xué)生提供具有典型性和有代表性的材料，是學(xué)生開展探究活動(dòng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。在課堂上，教師選擇不同的材料和典型的材料，會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程有很大的不同。只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料的操作、轉(zhuǎn)化和思考，才能讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)知識(shí)，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法和過(guò)程，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)造性思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）選擇緊扣認(rèn)知的探究材料

教師在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮學(xué)生的認(rèn)知能力和水平，據(jù)以設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。探究材料的選擇，應(yīng)該是緊扣學(xué)生認(rèn)知的。

1.探究材料要緊扣學(xué)生的思維發(fā)展

為了選擇符合學(xué)生思維發(fā)展需求的探究材料，最好應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析討論，在發(fā)散學(xué)生科學(xué)思維的過(guò)程中，提高探究成果。但如果運(yùn)用學(xué)生不能接受的材料，則不僅不會(huì)推動(dòng)探究活動(dòng)的進(jìn)展，反而會(huì)使學(xué)生受到一些限制，甚至?xí)璧K學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)。例如，在講授“物體是沉沒(méi)在水中還是漂浮在水中”課程時(shí)，教師設(shè)計(jì)了一個(gè)探測(cè)實(shí)驗(yàn)，將物體放入水中，準(zhǔn)備七種物體：小石頭、泡沫塊、回形針、蠟燭、空瓶帶蓋、蘿卜、橡皮。這七種物體各有不同的特點(diǎn)、不同的形狀、不同的尺寸，重量也有很大的不同。教師首先讓學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，猜測(cè)這些物體進(jìn)入水中的沉或浮。然后讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)小而輕的物體會(huì)下沉，比如回形針，但是大而重的物體會(huì)浮起來(lái)，比如帶瓶蓋的空瓶子。這項(xiàng)調(diào)查的目的是讓學(xué)生了解不同物體的沉浮，并擴(kuò)展到同類物體的相關(guān)性質(zhì)。

2.探究材料要關(guān)注學(xué)生的差異

小學(xué)生各有差異，不同的學(xué)生對(duì)知識(shí)有不同的理解，因此，對(duì)應(yīng)他們學(xué)習(xí)需求的科學(xué)探究?jī)?nèi)容也是不同的。教師應(yīng)更多地關(guān)注探索的材料的選擇。最好將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，選擇更多的探究材料，給予學(xué)生更多的空間，激發(fā)學(xué)生參與探究活動(dòng)的積極性。

（四）選擇熟悉常見的生活材料

在教材中，很多學(xué)習(xí)資料都是一些常見的東西。例如，在小學(xué)科學(xué)課中，讓學(xué)生研究周圍的樹木，仔細(xì)觀察樹冠、樹干、樹葉等等。這樣的實(shí)驗(yàn)可以在校園里進(jìn)行，選擇周圍的環(huán)境可以讓學(xué)生感受到科學(xué)就在身邊。因此，我們必須經(jīng)常利用熟悉的環(huán)境開展科學(xué)探究，讓學(xué)生始終感受到科學(xué)的魅力。當(dāng)然，不僅要利用周圍的環(huán)境，也可以引導(dǎo)學(xué)生充分利用生活中常見的物品。

三、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)化

（一）保障教學(xué)活動(dòng)安全性和秩序性

“安全不能代表一切，但是可以否定一切”。這是適用于所有社會(huì)生活的至理，教育工作自然也不例外。保證學(xué)生的安全和教學(xué)工作的秩序，是每個(gè)教師在開展教學(xué)工作設(shè)計(jì)時(shí)都要優(yōu)先考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。小學(xué)的科學(xué)盡管正處于“起步階段”，但是課堂的實(shí)驗(yàn)仍舊會(huì)涉及很多類型的自然材料和現(xiàn)象，而小學(xué)生又具有活潑、好動(dòng)、追求新鮮的天性，因此在參加實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)更可能出現(xiàn)一些安全隱患。出于對(duì)這些事實(shí)的認(rèn)識(shí)和重視，小學(xué)科學(xué)教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)、選擇工作環(huán)境時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先保障實(shí)驗(yàn)活動(dòng)安全性和教學(xué)活動(dòng)秩序性。一方面，要避免一些可能會(huì)在氣味、噪聲以及表面材質(zhì)等方面給學(xué)生帶來(lái)傷害的材料出現(xiàn)在課堂上；另一方面，也要盡量避開那些由于外表、功能過(guò)于“花哨”而過(guò)度轉(zhuǎn)移學(xué)生注意力的物品。只有這樣，才能為后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的有序進(jìn)行提供最為基礎(chǔ)的保障條件。

（二）增強(qiáng)與小學(xué)生總體特點(diǎn)的適切性

具體到教育層面，任何一種教學(xué)材料的選擇在本質(zhì)上都要凸顯出“投其所好”的特點(diǎn)，讓學(xué)生能夠真正從中體會(huì)到運(yùn)用材料開展相應(yīng)學(xué)習(xí)、探究活動(dòng)的價(jià)值和樂(lè)趣，使學(xué)生得以將自己固有的認(rèn)知、參與的熱情轉(zhuǎn)化為可控的主觀意趣。否則，教學(xué)活動(dòng)必然會(huì)“死氣沉沉”，難以取得理想的教學(xué)效果。從總體上看，小學(xué)生的共性特征是比較鮮明的——信息判斷意識(shí)相對(duì)感性，比較缺乏自我修正和提升的意識(shí)，對(duì)外界事物有著很強(qiáng)的好奇心，喜歡借助于自然感官認(rèn)知渠道來(lái)獲取外界信息，認(rèn)知邏輯較單一、機(jī)械。出于對(duì)這些事實(shí)的認(rèn)識(shí)和尊重，小學(xué)科學(xué)教師務(wù)必在挑選實(shí)驗(yàn)器材和材料的過(guò)程中有意識(shí)地彰顯出趣味性、易操作性和感性化特征。一方面，能使學(xué)生憑借自身的感性推斷以及來(lái)自教師的簡(jiǎn)單指導(dǎo)便可有效理解、消化、掌握相應(yīng)器材、材料的實(shí)驗(yàn)用途和使用策略；另一方面也能幫助學(xué)生從中獲得更好的實(shí)驗(yàn)參與體驗(yàn)感。當(dāng)然，這一理念要與教學(xué)策略有機(jī)結(jié)合，做到“安全”和“趣味”的平衡，切不可顧此失彼。

（三）在器材、材料的使用方法上給予學(xué)生足夠的自主空間

任何科學(xué)成果的取得都是來(lái)自一個(gè)個(gè)奇思妙想乃至于一次次的“靈光乍現(xiàn)”，這些都不是“一板一眼”地模仿所能夠得到的，同時(shí)也要在自然且有效的自主認(rèn)知活動(dòng)中得到實(shí)踐驗(yàn)證的支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)效果的正向疊加。筆者在日常觀察中發(fā)現(xiàn)，有不少小學(xué)科學(xué)教師都習(xí)慣以“保姆”的身份參與學(xué)生實(shí)驗(yàn)材料使用的指導(dǎo)，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究工作畫上了過(guò)多的“條條框框”。誠(chéng)然，這種表現(xiàn)更多的是出于對(duì)學(xué)生和教學(xué)活動(dòng)安全、秩序的保障，但這種矯枉過(guò)正的教學(xué)方式，也會(huì)在客觀上挫傷、限制學(xué)生的自主探究積極性和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的生本促成效果。因此，小學(xué)科學(xué)教師需要在指導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)器材、材料的具體使用方法時(shí)做到“抓大放小”，允許乃至鼓勵(lì)學(xué)生在確保安全的前提下嘗試更多器材、材料的使用方法、策略。這樣，一來(lái)可以驗(yàn)證學(xué)生腦海中的各種奇思妙想，二來(lái)也為他們對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、材料的運(yùn)用以及目標(biāo)科學(xué)知識(shí)的理解、吸收提供更多的支點(diǎn)。當(dāng)然，這方面的工作也必須體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生思維意識(shí)層面的有力引導(dǎo)，讓學(xué)生從主觀上形成保證個(gè)人活動(dòng)發(fā)展的科學(xué)性和實(shí)效性，繼而讓教學(xué)指導(dǎo)成效得到實(shí)質(zhì)性的鞏固、擴(kuò)大和優(yōu)化。

（四）在器材、材料的用法上給予學(xué)生必要的科學(xué)指導(dǎo)

“傳道、授業(yè)、解惑”和“授人以漁”之間并不是矛盾對(duì)立的關(guān)系，相反，理想的教育追求的是“悉心指導(dǎo)”和“放手發(fā)展”之間的有機(jī)結(jié)合?！胺攀职l(fā)展”在上文的敘述中已得到了體現(xiàn)，教師接下來(lái)要做的就是“悉心指導(dǎo)”的“文章”。不得不承認(rèn)的是，絕大多數(shù)的小學(xué)生所積累的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)是相對(duì)匱乏的，同時(shí)也不具有十分豐富的探究思路和策略，因此在面對(duì)那些科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材、材料，尤其是比較專業(yè)的器材和材料時(shí)，往往要憑借自己的猜測(cè)來(lái)推斷它們的功能和用法，這不僅會(huì)導(dǎo)致類似“緣木求魚”的問(wèn)題的出現(xiàn)，也會(huì)帶來(lái)不小的安全隱患。為了進(jìn)一步解決這個(gè)問(wèn)題，小學(xué)科學(xué)教師要在發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性的前提下，有意識(shí)地對(duì)各類實(shí)驗(yàn)器材和材料在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的多種用途和使用方法為學(xué)生提供必要的提示和指導(dǎo)，在大方向上保證課堂實(shí)驗(yàn)的有序、有效性，以此引導(dǎo)學(xué)生形成良好的活動(dòng)興趣和靈感。

（五）體現(xiàn)學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中器材和材料運(yùn)用的自主性

學(xué)生的探究、認(rèn)知熱情是有著比較良好的“基本盤”的，這個(gè)“基本盤”的表現(xiàn)就是對(duì)未知事物和新鮮工具的能動(dòng)接觸和創(chuàng)新性使用。正如前文所述，科學(xué)知識(shí)的形成來(lái)自一次次自主地思考和探究，而素質(zhì)教育的核心就是要踐行“授人以漁”的自主引導(dǎo)理念，這些都應(yīng)當(dāng)成為為全體科學(xué)教育工作者所認(rèn)同、踐行的不二至理?；谶@些認(rèn)識(shí)，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)從根本層面出發(fā)，深刻認(rèn)識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材和材料所具備的多元、多向運(yùn)用和開發(fā)價(jià)值。鼓勵(lì)、幫助學(xué)生在結(jié)合一些基本思路掌握實(shí)驗(yàn)器材、材料在有關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的常規(guī)運(yùn)用方法的基礎(chǔ)上，從更多方向出發(fā)去開展更多個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)嘗試，同時(shí)還可借助于為學(xué)生提供、布置不同的形式、難度、方向的探究活動(dòng)目標(biāo)，更好地激活、釋放他們“天馬行空”般的想象，以此進(jìn)一步彰顯科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)對(duì)小學(xué)生深度智力資源的有機(jī)開發(fā)和能動(dòng)利用。

四、結(jié)語(yǔ)

教育絕不是“一條路走到黑”的機(jī)械牽引，而是在尊重客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，以靈活、多元的方式幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)綜合素養(yǎng)的全面發(fā)展和個(gè)人潛能的深度挖掘。廣大小學(xué)科學(xué)教師要真正認(rèn)識(shí)并努力踐行這一認(rèn)知，將實(shí)驗(yàn)器材和對(duì)材料的利用融入科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育活動(dòng)的設(shè)計(jì)和組織，幫助學(xué)生從不同角度、方向出發(fā)去獲取知識(shí)、掌握技能、形成習(xí)慣、生成素養(yǎng)，讓每個(gè)學(xué)生都可以憑借個(gè)性化的優(yōu)勢(shì)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)思維認(rèn)知方面的融會(huì)貫通和蓬勃發(fā)展，從而為他們將來(lái)更高階段的學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)提供有力的保障。