小學(xué)科學(xué)結(jié)構(gòu)性材料的選擇與使用

劉劍

滴要：材料是支撐科學(xué)探究的基礎(chǔ)，學(xué)生通過(guò)操作這些材料來(lái)收集數(shù)據(jù)，親歷科學(xué)探究的過(guò)程，從而形成概念，探尋規(guī)律。在材料的準(zhǔn)備階段，可從學(xué)生的興趣、概念的指向、學(xué)科的規(guī)范、教師的意圖等角度去體現(xiàn)材料的結(jié)構(gòu)性;在材料的使用環(huán)節(jié)，可從材料出示的時(shí)機(jī)發(fā)放的順序、合適的數(shù)量等方面去展現(xiàn)材料的結(jié)構(gòu)性。

關(guān)鍵詞：科學(xué);材料;結(jié)構(gòu)

在科學(xué)課上為學(xué)生提供“有結(jié)構(gòu)的材料”供學(xué)生探究已成為科學(xué)教師備課時(shí)的主要環(huán)節(jié)。材料的選擇是如此重要，以至于很多科學(xué)教師在材料的選擇，上大費(fèi)腦筋，花費(fèi)大量時(shí)間。如何選擇有結(jié)構(gòu)的材料？又如何使選擇的材料有結(jié)構(gòu)？本文就從這兩個(gè)方面談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、如何選擇有結(jié)構(gòu)的材料

材料的來(lái)源不僅有上級(jí)配發(fā)的器材，還包括自制的材料、生活中常見的物品，以及音頻與視頻。不是所有材料都是有結(jié)構(gòu)的材料，里面有個(gè)取舍與改造的問(wèn)題。怎樣選擇材料才算是有結(jié)構(gòu)的呢？

1.能引起學(xué)生的興趣

《義務(wù)教育學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“小學(xué)生對(duì)周圍世界具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，這種好奇心和求知欲是推動(dòng)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，對(duì)其終身發(fā)展具有重要的作用。”再好的材料，如果不能引發(fā)學(xué)生探究的興趣，也不能算是成功的選擇。能引發(fā)學(xué)生興趣的材料無(wú)外乎具有這樣一些特征：從未見過(guò)的好玩的、充滿科技感的產(chǎn)生令人驚嘆效果的、顏色鮮艷的、外形體積夸張、自己玩過(guò)但別人沒(méi)有玩過(guò)的……有時(shí)候?qū)W生熟知的器材如果能被教師玩出新花樣，也會(huì)重新勾起學(xué)生的探究欲望，怎么選擇組合、運(yùn)用，主動(dòng)權(quán)掌握在教師手中。

一位教師執(zhí)教“公平杯的秘密”一課，先說(shuō)自己在西安旅游時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常奇怪的杯子，引發(fā)學(xué)生的好奇心，同時(shí)實(shí)物展示杯子，告訴學(xué)生它叫公平杯。為什么叫公平杯呢？展示杯子底部一個(gè)奇特的地方（課件展示杯子底部的小孔），然后問(wèn)學(xué)生：“假如我往這個(gè)杯子里加水，水會(huì)不會(huì)漏出來(lái)？”學(xué)生猜測(cè)會(huì)漏，隨后請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生上臺(tái)幫忙演示，一個(gè)加水，一個(gè)觀察。“漏了嗎？”——還沒(méi)漏;“繼續(xù)加。”——漏水了。“奇怪吧？你肯定在想，這個(gè)杯子怎么會(huì)加了水不漏，再加水就漏了？你是怎么想的？這種現(xiàn)象和它的哪一個(gè)結(jié)構(gòu)有最大的關(guān)系？”……

激發(fā)學(xué)生的探究興趣，誘發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與探究、提高學(xué)生的探究能力是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)。這節(jié)課中，這位教師選用學(xué)生沒(méi)見過(guò)的公平杯為材料，再通過(guò)展示公平杯多加則漏的特點(diǎn)點(diǎn)燃了學(xué)生的探究熱情。這就是有結(jié)構(gòu)的材料帶來(lái)的效應(yīng)。

2.能指向概念的生成

學(xué)生頭腦中科學(xué)概念的生成是借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，以探究活動(dòng)為載體，通過(guò)意義建構(gòu)的方式得以實(shí)現(xiàn)的。探究活動(dòng)是科學(xué)課堂教學(xué)的載體，它的操作對(duì)象就是有結(jié)構(gòu)的材料，因此，材料的組成要有一定的結(jié)構(gòu)，要指向概念的生成。

如“吸熱與散熱”一課，教師分步提供了不同的材料。第一步，教師提供了相同大小的一塊布與一張錫箔紙，讓學(xué)生包裹住溫度計(jì)放在陽(yáng)光下，一段時(shí)間后看看溫度計(jì)的讀數(shù)有什么變化，再把它移實(shí)驗(yàn)室，一段時(shí)間后再觀測(cè)讀數(shù)的變化，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)不同物體吸熱、散熱的能力不一樣。第二步，教師提供了相同大小的一塊黑布鉑布，讓學(xué)生再去探究。學(xué)生又發(fā)現(xiàn)：相同的物體不同的顏色吸熱與散熱的能力不一樣。

相同大小的不同物體，相同大小不同顏色的物體，這些層層遞進(jìn)的材料是教師精心選擇的，學(xué)生通過(guò)操作這些材料觀察到它們的吸熱散熱能力不一樣的事實(shí)。學(xué)生使用這些材料能夠揭示許多相關(guān)的現(xiàn)象，從而在頭腦中建構(gòu)起相應(yīng)的概念，形成知識(shí)。

3.能體現(xiàn)學(xué)科的規(guī)范

小學(xué)生科學(xué)探究是在教師的指導(dǎo)、組織和支持下主動(dòng)參與動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)，經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，以獲取科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)思想學(xué)習(xí)科學(xué)方法為目的的學(xué)習(xí)方式。他們經(jīng)歷的科學(xué)探究過(guò)程模擬了科學(xué)家研究的過(guò)程，這樣的過(guò)程是相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)、高于生活的。

某位教師帶領(lǐng)學(xué)生做‘鹽水讓土豆浮起來(lái)”實(shí)驗(yàn)，她沒(méi)有使用實(shí)驗(yàn)室里的燒杯，而是給學(xué)生提供了一次性杯子;攪拌的時(shí)候也沒(méi)有給學(xué)生提供玻璃棒，學(xué)生就用取鹽的藥匙攪拌。實(shí)驗(yàn)很成功，但聽課教師的意見分為兩種。一種意見是可以使用生活中常見的器材，且這個(gè)實(shí)驗(yàn)用不到專業(yè)儀器的計(jì)量功能，可以使用一次性杯子代替燒杯。生活中也常用湯匙來(lái)攪拌，所以學(xué)生用藥匙攪拌的行為可以看作是生活經(jīng)驗(yàn)在課堂中的延伸。第二種意見是科學(xué)是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中燒杯、玻璃棒必不可少，雖然用不到計(jì)量功能，但可培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范意識(shí)。

這個(gè)案例比較典型，它突出反應(yīng)了教師認(rèn)知與材料選擇上的矛盾：從生活中選取，學(xué)生的接受度較高，操作也簡(jiǎn)單，但規(guī)范性欠佳;實(shí)驗(yàn)室器材雖然規(guī)范，但操作要符合一定的要求，脫離生活實(shí)際，學(xué)生的接受程度欠佳。

筆者認(rèn)為，使用燒杯和玻璃棒配合攪拌是一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮鳎枰欢ǖ牟僮饕?guī)范;攪拌時(shí)不能碰到杯壁，這需要一定的技巧。學(xué)生通過(guò)這樣的操作可以形成使用規(guī)范儀器的意識(shí)和習(xí)慣。那是不是在一年級(jí)科學(xué)啟蒙的時(shí)候就要讓學(xué)生直面實(shí)驗(yàn)室規(guī)范的儀器，學(xué)習(xí)系統(tǒng)、規(guī)范但又顯繁瑣的操作步驟呢？又不是。《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，科學(xué)課要從，兒童身邊的自然事物開始學(xué)習(xí)活動(dòng)，一開始可以從學(xué)生身邊的材料人手，這樣的材料是學(xué)生熟悉的，有親和力的，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣，從而使學(xué)生迅速進(jìn)人科學(xué)學(xué)習(xí)的情境。當(dāng)學(xué)生具備了一定的基礎(chǔ)可以逐漸過(guò)渡到使用專業(yè)器材。也可以在導(dǎo)入階段使用貼近生活的器材，正式的探究活動(dòng)中使用科學(xué)規(guī)范的器材，這樣既可以收集精確的數(shù)據(jù)，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)和規(guī)范習(xí)慣。

4.能展現(xiàn)教師的意圖

材料的選擇是個(gè)性化的行為，同樣的內(nèi)容不同的教師會(huì)選擇不同的材料，很多材料的選擇與組合會(huì)體現(xiàn)教師的思想。

一位教師執(zhí)教“水珠從哪里來(lái)”，先給學(xué)生一個(gè)裝有冰的密封的杯子，一段時(shí)間后，杯子外面出現(xiàn)了很多小水珠。小水珠從哪里來(lái)的呢？學(xué)生猜測(cè)：杯口漏水，或杯壁滲水，或杯外來(lái)的。猜測(cè)杯口漏水的學(xué)生，在杯子里倒?jié)M水，倒過(guò)來(lái)看看漏水不漏水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不漏水。猜測(cè)杯壁滲水的，給學(xué)生藍(lán)色的冰，，結(jié)果發(fā)現(xiàn)杯壁上還是有水珠。這時(shí)出現(xiàn)兩種意見：一種否定“杯壁滲水”，如果杯壁滲水的話，滲出來(lái)的水應(yīng)該是藍(lán)色的;另一種堅(jiān)持“杯壁滲水”，因?yàn)樗疂B出來(lái)了，顏色沒(méi)有滲出來(lái)。對(duì)仍然堅(jiān)持的，王老師又給出新材料，里面是很干很千的玻璃珠（冰的），學(xué)生觀察后發(fā)現(xiàn)水珠的確不是里面滲出來(lái)的，那只能是外面來(lái)的。

這節(jié)課上教師準(zhǔn)備的材料有裝冰的密封杯、藍(lán)色的冰、干玻璃珠。像這樣一些前后聯(lián)系層層遞進(jìn)的有結(jié)構(gòu)的材料，串起了整節(jié)課，新材料的加人引發(fā)學(xué)生一輪一輪新的探究。藍(lán)色冰和千玻璃珠不是隨意選擇的，它的背后是教師對(duì)學(xué)生猜測(cè)水珠來(lái)源各種可能的預(yù)設(shè)，是精心挑選的結(jié)果。

當(dāng)然，材料的選擇還應(yīng)考慮安全性，某些無(wú)法避免的可能會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題的材料還要考慮應(yīng)急預(yù)案，如打翻酒精燈的滅火問(wèn)題。有的材料由于設(shè)計(jì)的問(wèn)題需要我們進(jìn)行改進(jìn)，有的材料需要達(dá)到特殊效果的材料沒(méi)有現(xiàn)成的，需要我們自制，這又屬于另一個(gè)范疇了。

二、如何使選擇的材料有結(jié)構(gòu)

材料的結(jié)構(gòu)性不僅表現(xiàn)在材料的準(zhǔn)備階段，還表現(xiàn)在材料的使用環(huán)節(jié)。精心準(zhǔn)備的材料由于使用不當(dāng)而使效果大打折扣的例子比比皆是，嚴(yán)重的甚至?xí)_學(xué)生的探究。因此，材料什么時(shí)候呈現(xiàn)，一次發(fā)放還是分層發(fā)放，多少材料為宜，都是我們應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題。

1.把握材料出示的時(shí)機(jī)

先看一個(gè)例子：一位教師執(zhí)教“點(diǎn)亮小燈泡”，課前就將小燈泡、導(dǎo)線、電池?cái)[放在桌上。上課后，不少學(xué)生一直盯著這幾樣材料，雖沒(méi)有動(dòng)手，但已經(jīng)躍躍欲試了。教師讓學(xué)生觀察燈泡里的結(jié)構(gòu)，學(xué)生卻一擁而上，拿起導(dǎo)線和電池就接了起來(lái)，至于觀察燈泡，已經(jīng)被拋之腦后了。教師發(fā)現(xiàn)情況不對(duì)，連忙叫停，可此時(shí)的教室就像是一鍋粥，怎么也靜不下來(lái)了……一節(jié)本可以按部就班的課就這樣被毀了。

很多課堂上的混亂情況都是因?yàn)閷W(xué)生手上有了材料且在不當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)擺弄所引起的，這節(jié)課之所以變成這樣的原因就在于材料出示的時(shí)機(jī)不對(duì)。如果這樣做：先把材料收在老師那里，講到導(dǎo)線發(fā)導(dǎo)線，講到燈泡發(fā)燈泡，電池最后發(fā)，依照教學(xué)順序分層發(fā)放，有序探究，應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)什么意外情況。

材料是課前擺放在桌上還是暫時(shí)放在教師這里;是裝在信封里還是藏在課桌下;是全部給學(xué)生還是依據(jù)教學(xué)需求逐次發(fā)放;是讓個(gè)別學(xué)生代領(lǐng)還是由教師發(fā)放……這些問(wèn)題都必須在課前考慮清楚。

2.遵循材料發(fā)放的次序

還看“水珠從哪里來(lái)”這個(gè)例子，如果這位教師在課堂中把學(xué)生檢測(cè)猜測(cè)用到的藍(lán)色的冰、干的玻璃珠與裝有冰的密封瓶一股腦兒全給了學(xué)生，課堂會(huì)向什么方向發(fā)展？學(xué)生或許不會(huì)再去研究水珠叢哪里來(lái)，去比較普通的冰與藍(lán)色的冰有什么不一樣了，甚至還會(huì)在桌上地上拋起玻璃珠……一樣的材料，混在起發(fā)可能就會(huì)使教室變成一鍋粥，分開發(fā)就會(huì)精彩連連。

有結(jié)構(gòu)的材料體現(xiàn)了教師的意圖，怎么發(fā)放更體現(xiàn)了教師的意圖。為了便于學(xué)生分層探究，材料的發(fā)放必須分層次分階段依序發(fā)放。有些材料，，本身就有定的層次，隨著探究的深人，材料的適時(shí)出現(xiàn)，學(xué)生的探究欲望被調(diào)動(dòng)起來(lái)，思維、研究也就隨之深人。

3.保證材料發(fā)放的數(shù)量

蘭本達(dá)教授針對(duì)此問(wèn)題這樣說(shuō)：“每個(gè)孩子都應(yīng)有足夠的材料。每樣?xùn)|西的數(shù)目不一定和學(xué)生的人數(shù)相等，但是在探究相互作用中關(guān)鍵的材料，每個(gè)孩子都應(yīng)該有足夠的..如果讓孩子們合用這些東西，會(huì)突出孩子們的地位不同一會(huì)使有的學(xué)生產(chǎn)生被剝奪或高，人一等的感情一而影響使用這些材料原來(lái)的用意。本來(lái)可用于學(xué)習(xí)的精力就會(huì)被引導(dǎo)到解決自我地位的問(wèn)題上去。

材料過(guò)少，學(xué)生面對(duì)有限的資源必然或明或暗地產(chǎn)生爭(zhēng)奪，本該用于探究的時(shí)間就可能被用于解決內(nèi)部矛盾上去了。不少課堂上教師為了少準(zhǔn)備器材，同時(shí)也怕課堂出亂子，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，給他們安上各個(gè)頭銜——組長(zhǎng)、操作員、操作員觀察員、觀察員記錄員等，學(xué)生正襟危坐，看似有條不紊，實(shí)際上能得到動(dòng)手機(jī)會(huì)的學(xué)生很少，絕大多數(shù)學(xué)生都成了看客。同樣，材料過(guò)多也會(huì)引發(fā)學(xué)生關(guān)注無(wú)關(guān)現(xiàn)象，千擾探究進(jìn)程。材料一人一份還是幾人一份不是隨意而定的一般來(lái)說(shuō)，操作步驟不復(fù)雜需要人人都過(guò)關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料一人一份，需要與他人協(xié)作完成的實(shí)驗(yàn)材料可以兩人或四人一份。

課堂上，材料永遠(yuǎn)是學(xué)生關(guān)注的焦點(diǎn)，可以引發(fā)他們探究的欲望。學(xué)生通過(guò)這些材料收集數(shù)據(jù)、獲得事實(shí)依據(jù)，親歷科學(xué)探究的過(guò)程，形成概念，探尋規(guī)律。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，材料的結(jié)構(gòu)性既表現(xiàn)在材料的準(zhǔn)備階段，又表現(xiàn)在材料的使用環(huán)節(jié)。科學(xué)教師應(yīng)該從教學(xué)的目標(biāo)、教材的要求、學(xué)生的學(xué)情和學(xué)校現(xiàn)有的條件出發(fā)，精心準(zhǔn)備材料，少而精，切勿多而爛，讓每份材料閃耀教師的創(chuàng)造的火花，暗藏學(xué)生探究的靈感，讓材料會(huì)說(shuō)話。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

[2]蘭本達(dá)小學(xué)科學(xué)教育的“探究-研討”教學(xué)法[M].北京：人民教育出版社，2008.

[責(zé)任編輯：陳國(guó)慶]