利用結構性材料進行科學探究淺探

黃新國

[摘要] 《小學科學課程標準（3—6）年級》修改稿，確立小學科學課程改革的重點是以提高學生的科學素養為宗旨。實驗是學生學習科學、提高科學素養的主要途徑。善用小學儀器組合，構建實驗效益平臺，有利于達到提高小學科學課課堂教學效益的目的。

[關鍵詞]課程標準;科學;操作;實驗平臺

科學課是科學啟蒙課程。學生學習科學、實現科學探究的主要途徑是科學實驗，而實驗材料是科學探究活動的基石。結構性實驗材料在使用上具有很大的優勢，能使科學探究活動更具豐富性，操作起來也更加便捷，實驗的結果或數據也更加精密。因此，指導學生學會用有結構性實驗材料進行探究，能提高他們認識問題、探究問題、解決問題的能力，提高科學素養。這也就要求教師在小學科學實驗中，多給學生一些表現的機會，讓學生多動手，多動腦，多利用結構性材料獲得科學的體驗。

一、利用結構性材料開展科學探究的重要性

結構性材料結構是指科學實驗中教師所采用的材料的種類、組合、數量以及投放的次序，是被教師精心設計和優化過了的典型材料的組合。這種有結構的材料，既符合小學生的年齡特征和認知規律，貼近其日常生活，又能通過實驗材料揭示與教學內容有關的一系列現象，體現出科學性。同時，結構性實驗材料的選擇，還能有效地調控教學，使學生能通過對材料的探索來發現問題、解決問題，在有限的探究中獲得更多有價值的成果，為科學課程的有效教學奠定基礎。科學課是對學生進行科學啟蒙教育的學科教育，是科學教育的主陣地。其包含著系統、全面、規范的科學教育內容，尤其是利用結構性材料開展科學探究，對學生科學素養的提升，具有重要的意義。

首先，利用結構性材料開展科學教學是培養學生觀察能力的極好途徑。通過科學課中的結構性材料，教師可以不用做過多的提示或要求，學生就能夠十分積極地投入到教學中，在科學探究中仔細觀察，用手去摸、用鼻子去聞、用放大鏡去照、用顯微鏡看實驗材料，并做好認真記錄，完成教師預定的教學計劃和要求。通過觀察，學生對科學產生了濃厚的興趣，縝密的科學思維能力和創造能力也得到了很好的萌芽。觀察使他們對這個世界的認識越來越豐富，認知越來越清晰。

其次，科學課程是學生健康成長的保護神。小學生正處在身體快速成長的重要時期，需要掌握科學的衛生保健知識，使自己的身體獲得科學知識的支撐，健康成長。例如：通過科學課的教學，學生了解自己身體的奧秘，養成良好的衛生習慣等。特別是在小學階段，學生的智力、動手能力正處在發展上升的時期，適時的科學教育和科學探究，會對學生的智力培養和動手能力的提高具有重要的推動意義，而且其情感、態度、行為、習慣等也會在科學探究中向著正確的方向發展。

二、利用結構性材料的組合提高科學實驗效率

科學就在我們身邊，從植物的開花結果到種子的發芽，從嬰兒的第一聲啼哭到人老暮年，從牛馬代步到遨游太空……小學的科學課程，由于結構性材料的合理運用，便于學生更好地了解大自然，客觀認識身邊的科學現象。

1.新舊儀器組合

時代的快速發展，使得我們的科學教育也在突飛猛進。在小學科學教學中，常常會出現舊儀器還沒失去作用，新的實驗裝備就更新換代的現象。因此，也就出現了部分舊儀器被冷落，新儀器滿足不了使用的現象。其實，新舊儀器重組就能很好地解決這個問題。例如：“在物體在水中的沉浮”教學中，我就為學生準備了木板、小刀、泡沫塑料、釘子、鐵質鉤碼、小皮球、回形針、橡皮泥、錫箔等材料。這些結構性材料中，有些能浮，有些能沉，還有一些是既能浮又能沉，而且重量相等、體積不同的材料和體積相等、重量不同的材料在水中的沉浮狀況也有一定的規定。這些新舊儀器重組的結構材料優化在一起，就為學生創設了一個樂于探究的環境，學生在探究中，解釋水中沉浮的現象，掌握科學道理。

2.改造或豐富材料組合

教師可以根據小學科學課程教材對相關的實驗材料進行改造，使其更好地為實驗教學服務。例如：在“慣性實驗”教學中，我準備好了正方體的木塊作為實驗材料，但是學生在課上經過實驗得知，長方體的木塊實驗效果更好，因此，我們在接下來的實驗教學中，就采用了長方體作為實驗材料。又如：在“導體和絕緣體”教學中，我提供給學生銅、鐵、鋁、木頭、玻璃、石頭、塑料等材料。在這些結構性材料中既有學生易分辨的常見的導體和絕緣體，又有學生不易分辨的，如卷筆刀等由導體、絕緣體共同組成。同時，在提供的導體中，不要都是金屬制品，以免學生認為導體就是金屬。因此，我準備了鉛筆芯、水來豐富探究的材料，使學生獲得完整的認識。同時，在材料的品種和數量上，教師應向學生提供足夠的材料，讓每個學生都有動手操作和實踐的機會。

3.儀器用品互補

例如：三年級“我們的出生與生長變化”教學中，教師可以借助儀器量身高、測體重，也可以借助學生成長的照片，學生家長的感言，學生自己的感受等來體會直接生長變化及其規律。六年級“杠桿的科學”，先用簡單的機械做工來感知阻力點、支點、用力點之間的關系，然后用投影儀將杠桿的作用進行放大，此時學生的感知和感受就加深了。倘若再用人體的手腳關節當支點，肌肉當用力點，稱重物當阻力點，讓師生的肌體有節奏的動起來，學生就會很快掌握杠桿的原理知識。

三、選擇結構性實驗材料應注意的問題

結構性材料的選擇和運用，應根據教學目標來確立和組合，從而使結構性實驗材料助推探究活動分層次地開展，培養學生的科學研究和推理能力。因此，教師要注意結構性材料運用中應注意的一些問題，適時、有層次地提供探究活動所需的材料，使學生的探究活動隨著材料的提供而向前推進，親歷探究過程，提升科學素養。

1.從學生熟悉的教材中選擇

教材是最好的資源庫。小學科學教材中是學生最為熟識的實驗資源，因此，從教材中選擇結構性材料，會取得很好的實驗效果。例如：在“我們周圍的空氣”的實驗中，教師可先向學生展示空氣是什么：倒扣的杯子不進水，斜入的杯子會進水，讓學生明白空氣占據空間是存在的。為了讓學生進一步明確感知，適時進行捕捉和散放空氣的游戲。教師拿出事先準備的小塑料袋、小氣球、風油精、清新劑等。通過操作，讓學生從空氣的變味中客觀感受空氣的存在。

2.從跨學科的交集中選擇

當前小學的綜合實踐科學課程包含很多其它學科的內容。例如：在“觀察植物的種子”實驗中，教師可以預先布置學生寫觀察日記，學生在觀察植物種子外形的同時，用筆記錄著所見所得，這樣，就將語文知識帶入了科學教育之中。又如：在“材料在水中的沉浮”實驗中，教師一方面用不同材料進行沉浮的實驗，一方面要求學生用圖表數據計算，將數學知識融于科學實驗，掌握物體沉浮的知識。

3.從生活實踐中選擇

沒有生活實踐，就沒有科學課本身。生活是科學實驗的源泉，有了生活的海洋，科學實驗才能游刃有余，學生的探究才能真正落到實處。例如：“慣性實驗”中一共是3個小實驗。在實驗準備前，我從實驗室里拿來了實驗用的小車，而實驗所需的其它材料，如魚缸、雞蛋、直尺等都是學生按照分組任務，從自己家里帶來的。又如：在“可逆變化與不可逆變化”實驗中，學生從家里帶來了食鹽、白糖和鐵勺等實驗材料，為實驗的順利開展提供了很好的準備。

生活和教材是科學實驗的源泉。因此，教師要關于利用結構性材料開展實驗教學，對實驗材料進行適當改動和組合，使其更好地為教學服務。目前，小學科學教學實驗活動尚處在啟蒙和探究階段，這就更需要教師有效地發揮結構性材料的作用，利用好科學實驗這個平臺，讓學生在實驗中感受科學實驗的魅力。

參考文獻：

[1]張紅霞.小學科學課程與教學[M].北京： 高等教育出版社，2004.

[2]丁定一.小學自然教學方法[M].長春：東北師范大學，2002.

（責任編輯 付淑霞）endprint