小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)材料選擇的“三性”

【摘要】科學(xué)課離不開(kāi)豐富的實(shí)驗(yàn)材料，材料既是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的載體，又蘊(yùn)含著教師的教學(xué)思想。小學(xué)科學(xué)課程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生不同階段的年齡特點(diǎn)，倡導(dǎo)生活化的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中培養(yǎng)科學(xué)興趣、提高科學(xué)素養(yǎng)。教師應(yīng)從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，選擇代表性材料、調(diào)控性材料、結(jié)構(gòu)性材料。教學(xué)實(shí)踐表明，科學(xué)選擇材料，可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)科學(xué)，讓學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)探究的意識(shí)。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；學(xué)習(xí)材料選擇；代表性；調(diào)控性；結(jié)構(gòu)性

作者簡(jiǎn)介：陸慧敏（1990—），女，江蘇省如皋市東陳鎮(zhèn)東陳小學(xué)。

科學(xué)教學(xué)的根本目的在于幫助學(xué)生形成科學(xué)認(rèn)知，這與科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是統(tǒng)一的。對(duì)于小學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)材料很重要。

實(shí)驗(yàn)材料是學(xué)生完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的載體，是學(xué)生科學(xué)認(rèn)知得以建構(gòu)的基礎(chǔ)。尤其是在核心素養(yǎng)培育的背景下，學(xué)生需要親自動(dòng)手開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，親身經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)材料還是支撐學(xué)生開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基石。借助實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)事物，了解事物的本質(zhì)，感受科學(xué)與生活的聯(lián)系，體驗(yàn)科學(xué)的價(jià)值［1］。有了合適的實(shí)驗(yàn)材料，科學(xué)課堂將會(huì)更加豐富，并將能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究興趣，讓學(xué)生的思維能力在實(shí)驗(yàn)中得到良好的鍛煉。

教師的教學(xué)理念是決定教學(xué)行為的關(guān)鍵因素。教師在設(shè)計(jì)與實(shí)施科學(xué)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生真正成為主體，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行判斷、利用與加工。學(xué)生發(fā)揮主體作用，有利于他們接受科學(xué)知識(shí)、發(fā)展科學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

一、選擇代表性材料

同一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可選擇的材料是多樣的。怎樣的材料能促進(jìn)學(xué)生形成更深刻的科學(xué)認(rèn)知呢？在選擇可選實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)考慮以下兩點(diǎn)：第一，該材料在實(shí)驗(yàn)中是否有用；第二，該材料在使用中是否會(huì)造成爭(zhēng)議。這樣，學(xué)生才能在代表性材料的輔助下開(kāi)展高效的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到事半功倍的效果。

判斷實(shí)驗(yàn)材料是否具有代表性，有以下基本原則。第一，看實(shí)驗(yàn)材料是否與學(xué)生的生活有密切聯(lián)系。通常情況下，實(shí)驗(yàn)材料與學(xué)生生活的聯(lián)系越密切，就越具有代表性。第二，看實(shí)驗(yàn)材料是否能夠?yàn)閷W(xué)生所加工。通常情況下，在學(xué)生熟悉的生活材料當(dāng)中，有些并不容易被加工，不宜成為實(shí)驗(yàn)材料。第三，看學(xué)生能否對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行分析與推理。分析與推理是形成科學(xué)知識(shí)、提高科學(xué)認(rèn)知水平的關(guān)鍵。

以“食物包裝上的信息”的教學(xué)為例。首先，筆者通過(guò)布置課前任務(wù)，要求學(xué)生收集食物包裝。通過(guò)分析學(xué)生的收集結(jié)果，筆者發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題。第一，學(xué)生收集到的食物包裝品種太多，五花八門(mén)。第二，學(xué)生收集到的食物包裝上包含大量信息，其中大部分與教學(xué)無(wú)關(guān)，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)探究產(chǎn)生干擾。第三，學(xué)生收集到的部分食物包裝上沒(méi)有出現(xiàn)生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者及時(shí)調(diào)整教學(xué)思路，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)包裝信息完整的“老爸豆腐干”和包裝沒(méi)有出現(xiàn)生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期的食物進(jìn)行觀察和對(duì)比。在觀察、對(duì)比及小組討論中，學(xué)生逐漸認(rèn)識(shí)到購(gòu)買食物時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)查看生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等必要信息。

其次，筆者為學(xué)生提供真空食物包裝袋、透明食物包裝袋、不透明食物包裝袋等選擇性材料，引導(dǎo)學(xué)生思考以下問(wèn)題：“食物為什么會(huì)有這么多種不同的包裝呢？我們從食物包裝上能獲得哪些信息呢？一般的食物包裝上有哪些信息呢？”

再次，筆者引導(dǎo)學(xué)生列表記錄幾種食物的信息（如表1所示）。

最后，筆者引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)表1，觀察保質(zhì)期最短和最長(zhǎng)的兩種食物，比較這兩種食物的特點(diǎn)、包裝、保存條件、配料，從而分析是什么因素讓這兩種食物的保質(zhì)期有如此差別。

在這一教學(xué)過(guò)程中，筆者讓學(xué)生對(duì)包裝信息完整的“老爸豆腐干”和包裝沒(méi)有出現(xiàn)生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期的食品進(jìn)行觀察和對(duì)比，實(shí)際上是在有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生將注意力集中到與科學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容上來(lái)。這樣，學(xué)生能夠有意識(shí)地在鎖定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)所擁有的材料進(jìn)行充分加工。此外，筆者讓學(xué)生列表記錄幾種食物的信息，實(shí)際上是在有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)閱讀食物包裝上的信息，了解食物的原料組成、營(yíng)養(yǎng)成分、保存方法、保質(zhì)期，從而為學(xué)生選擇食物提供幫助。

又以“壓縮空氣”的教學(xué)為例。筆者組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，用注射器抽進(jìn)空氣，然后用橡皮堵住注射器管口，將活塞下壓，記錄觀察結(jié)果，從而感受“空氣被壓縮”。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有的學(xué)生猜測(cè)被壓縮的空氣可能會(huì)跑到橡皮里。筆者花費(fèi)不少時(shí)間解釋，也未能讓學(xué)生理解空氣占據(jù)空間的原理。

在課后，筆者進(jìn)行深刻的反思，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問(wèn)題的原因可能在材料的選擇上。此外，筆者還發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的過(guò)程中，善于想象、敢于推理，盡管他們的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ)有限，導(dǎo)致他們的猜想與推理并不一定正確，但這恰是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的合理“前概念”。對(duì)于這些“前概念”，筆者特別重視。在這種情況下，實(shí)驗(yàn)材料的選擇就需要強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生將注意力集中到所探究的問(wèn)題上，而不是讓學(xué)生過(guò)于發(fā)散思維。這樣，科學(xué)教學(xué)的效率就會(huì)顯著提高。

于是，在下一堂實(shí)驗(yàn)課上，筆者直接將注射器的針頭用焊錫堵住。通過(guò)這樣的改進(jìn)，學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生“被壓縮的空氣可能會(huì)跑到橡皮里”這樣的想法。

筆者進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料后，學(xué)生更多地將注意力放在空氣體積的變化上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果得以提升。可見(jiàn)，在實(shí)驗(yàn)材料的選擇上，教師要立足科學(xué)概念，通過(guò)材料來(lái)激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究欲望，幫助學(xué)生減少科學(xué)探究的阻礙。

二、選擇調(diào)控性材料

應(yīng)用調(diào)控性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)材料，可以讓學(xué)生有效聯(lián)系已學(xué)知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的積極性。實(shí)驗(yàn)材料的調(diào)控性，是指教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料調(diào)控學(xué)生的興趣、探究動(dòng)力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力、分析問(wèn)題的能力、解決問(wèn)題的能力等。當(dāng)實(shí)驗(yàn)材料與教師的教學(xué)具有很高的契合度時(shí)，教師就可以充分利用材料來(lái)調(diào)控學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，從而讓實(shí)驗(yàn)材料的調(diào)控性發(fā)揮作用。在選擇實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，教師要合理使用調(diào)控性材料，將學(xué)生的探究積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，推動(dòng)學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、尋求解決問(wèn)題的方法，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)［2］。

以“土壤中有什么”的教學(xué)為例。筆者充分利用材料的調(diào)控性引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生完成“土壤觀察記錄表”（如表2所示）。

首先，筆者引導(dǎo)學(xué)生在校園里挖一塊土壤，并用容器裝好，將土壤帶回教室。有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)，土壤是有氣味的；有的學(xué)生看見(jiàn)了土壤中的小草和小蟲(chóng)；還有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)土壤摸起來(lái)濕濕的。

其次，筆者引導(dǎo)學(xué)生把土壤倒在一張白紙上，先用肉眼觀察土壤，再借助放大鏡進(jìn)行觀察。

再次，筆者引導(dǎo)學(xué)生把土壤晾干、捻碎，用牙簽把土壤顆粒分開(kāi)，借助放大鏡仔細(xì)觀察土壤顆粒的大小。

最后，筆者引導(dǎo)學(xué)生把水倒進(jìn)盛有土壤的容器里，用小棒攪拌后靜置，觀察、記錄土壤的變化。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)土壤中有許多小石子和沙，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)攪拌土壤會(huì)產(chǎn)生氣泡，還有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)土壤靜置后會(huì)產(chǎn)生分層。根據(jù)觀察和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到土壤是沙、小石子、黏土、腐殖質(zhì)、水和空氣等物質(zhì)的混合物。

在上述教學(xué)案例中，筆者引導(dǎo)學(xué)生先觀察土壤，再利用牙簽把土壤顆粒分開(kāi)，最后倒水改變土壤的干濕程度，這不僅是對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的有效調(diào)控，還是對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的有效調(diào)控。借助土壤這一材料的調(diào)控性，筆者能夠充分把握課堂的進(jìn)程，在培養(yǎng)學(xué)生探究能力的同時(shí)，有效推動(dòng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展，取得較好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

三、選擇結(jié)構(gòu)性材料

材料的準(zhǔn)備、選擇與應(yīng)用，無(wú)疑是生成高效科學(xué)課堂的關(guān)鍵［3］。此外，生成高效科學(xué)課堂還有一個(gè)重要的前提，即實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)性。具有結(jié)構(gòu)性的實(shí)驗(yàn)材料在被使用期間，能夠幫助實(shí)驗(yàn)者揭示一定的自然現(xiàn)象或某種自然規(guī)律。從這一角度來(lái)看，具有結(jié)構(gòu)性的材料，能夠幫助學(xué)生建立事物之間的聯(lián)系，有效發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。有時(shí)，部分教師為了保持學(xué)生在課堂上的探究興趣，可能會(huì)忽視實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)性。因此，在選擇科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的過(guò)程中，教師要充分分析材料的結(jié)構(gòu)，讓材料發(fā)揮作用。通過(guò)教師的選擇，材料能夠在相互作用下呈現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)效果，從而引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題。

以“比較水的多少”的教學(xué)為例。筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的思維具有局限性，他們普遍只根據(jù)水位的高度來(lái)比較水的多少，并未考慮到盛水容器的大小等其他變量。對(duì)此，筆者組織學(xué)生開(kāi)展如下實(shí)驗(yàn)。

首先，筆者為學(xué)生發(fā)放不同大小的杯子、筆等材料。其次，筆者引導(dǎo)學(xué)生猜想這些杯子的盛水量。再次，筆者引導(dǎo)學(xué)生利用這些結(jié)構(gòu)性材料開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。有的學(xué)生用一個(gè)小杯作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，看大小不同的杯子分別能裝滿幾小杯水，從而比較水的多少；有的學(xué)生自制刻度杯比較水的多少。最后，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，比較水的多少不能只看水位高度。

分析上述教學(xué)案例可以發(fā)現(xiàn)，選擇具有結(jié)構(gòu)性的材料開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中透過(guò)科學(xué)現(xiàn)象看到科學(xué)本質(zhì)，從而幫助學(xué)生培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇與利用很重要。從提高科學(xué)學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的角度來(lái)看，教師要借助生活中常見(jiàn)的材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察、比較、思考和分析，既要幫助學(xué)生了解生活中常見(jiàn)材料的基本特征，又要幫助學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用材料提升科學(xué)素養(yǎng)［4］。

【參考文獻(xiàn)】

［1］李權(quán).選用合適材料提高小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的有效性［J］.小學(xué)科學(xué)（教師版），2018（3）：26.

［2］朱春燕.小學(xué)科學(xué)“結(jié)構(gòu)性實(shí)驗(yàn)材料”促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的研究［J］.學(xué)苑教育，2023（14）：39-41.

［3］徐增良.巧用生活材料凸顯生命課堂：小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)材料的有效制作［J］.小學(xué)科學(xué)（教師論壇），2012（1）：38.

［4］顏世萍.為小學(xué)低年級(jí)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)搭建腳手架：教科版《科學(xué)》二上《不同材料的餐具》一課的教學(xué)實(shí)錄［J］.江蘇教育，2021（9）：57-62.