芻議小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實驗材料的選擇策略

方莉莉

◆摘? 要：小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，結(jié)構(gòu)性材料在發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中起著重要作用。浙江省《小學(xué)學(xué)科教學(xué)建議》之“科學(xué)篇”的第7條指出：“精心準備有關(guān)的教學(xué)器材，器材必須充足和典型，避免兩手空空進入教室進行教學(xué)，保證學(xué)生觀察、實驗活動順利進行。”本文從注重材料結(jié)構(gòu)性、注重材料預(yù)見性、注重材料創(chuàng)新性三各方面闡述了小學(xué)科學(xué)教學(xué)中實驗材料的選擇策略。

◆關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué);實驗材料;選擇策略

《小學(xué)科學(xué)課程標準》指出“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”，“親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。”通過探究活動，可以讓學(xué)生親身體驗一次科學(xué)發(fā)現(xiàn)、科學(xué)探究、科學(xué)創(chuàng)造的過程。因此，科學(xué)實驗探究是科學(xué)課學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)——實驗探究既是科學(xué)課學(xué)習(xí)的目的，也是科學(xué)課學(xué)習(xí)的主要方式。正因為材料在發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中起著重要作用，課程標準的“教師隊伍建設(shè)建議”中提出了“科學(xué)課程要求教師帶領(lǐng)學(xué)生開展各種活動，需要為學(xué)生準備大量的活動器材和實物材料，自制教具、學(xué)具……”浙江省《小學(xué)學(xué)科教學(xué)建議》之“科學(xué)篇”的第7條，亦有這樣的描述：“精心準備有關(guān)的教學(xué)器材，器材必須充足和典型，避免兩手空空進入教室進行教學(xué)，保證學(xué)生觀察、實驗活動順利進行。”

一、注重材料結(jié)構(gòu)性，助推科學(xué)概念發(fā)展

“巧婦難為無米之炊”，實驗材料是科學(xué)探究的“米”，而“米”的優(yōu)良則決定了“飯”的質(zhì)量。沒有材料的科學(xué)課堂是紙上談兵的課堂，非常不利于學(xué)生對科學(xué)概念的理解與建構(gòu)，材料的結(jié)構(gòu)性，可以助推學(xué)生科學(xué)概念的發(fā)展。

如小學(xué)科學(xué)五年級下冊 “沉和浮”單元 “物體在水中是沉還是浮”一課中，有一個“觀察更多物體在水中的沉浮”的活動：教師先讓學(xué)生預(yù)測小石塊、泡沫塑料塊、回形針、蠟燭、帶蓋的空瓶、蘿卜、橡皮等物體在水中是沉還是浮，并讓他們說說預(yù)測的理由，再把這些物體放入水中觀察。實驗后，比較預(yù)測和實驗結(jié)果，看看預(yù)測正確的有哪些，預(yù)測不正確的有哪些。最后，讓學(xué)生整理自己猜測的理由，思考物體的沉浮可能與什么因素有關(guān)。

這一實驗中，所安排的各種材料，都有其用意。根據(jù)學(xué)生已有生活經(jīng)驗，他們能預(yù)測給出的材料中哪些物體在水中下沉，哪些物體在水中上浮;對于造成這一結(jié)果的原因，他們也有自己的理解：因為橡皮比較重，所以沉;因為蠟燭比較輕，所以浮;因為回形針是金屬的，所以沉……這個實驗的本質(zhì)是一些變量決定了物體的沉浮，這些變量包括物體的體積、重量和被放液體的密度。人們通常說“重的物體下沉而輕的物體上浮”、“所有的木材都會上浮”，這些表述都過于簡化，生活中不難找到與這些說法相悖的例子。作為單元的起始課，“觀察更多物體在水中的沉浮”的活動，旨在通過幾種物體在水中沉浮的猜測、實驗，呈現(xiàn)學(xué)生對自己原有的沉浮判斷的初始概念，在預(yù)測與結(jié)果的比較中產(chǎn)生認知沖突，以引起學(xué)生對影響物體沉浮的因素的再思考，進而引發(fā)后續(xù)的一系列探究活動，促使活動的目標有效達成。

二、注重材料預(yù)見性，落實科學(xué)學(xué)習(xí)目標

蘭本達教授認為，材料引起經(jīng)歷，經(jīng)歷是發(fā)現(xiàn)意義的中心環(huán)節(jié)。材料是學(xué)生進行科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，教師選擇的材料應(yīng)該是能正確反映事物的本質(zhì)，能夠體現(xiàn)事物的科學(xué)概念，揭示事物的科學(xué)規(guī)律的材料。

教材圖示中的材料絕非隨意選取的，而是體現(xiàn)著編寫者的意圖，材料與材料之間的關(guān)系，都指向教學(xué)目標的達成，但是生搬硬套教材上所示的材料也是不行的。教材所呈現(xiàn)的材料，提供的是一個個帶有普遍性的范例，我們在日常教學(xué)中，還要因地制宜，在深入解讀教材，正確把握教學(xué)目標的基礎(chǔ)上進行材料的選擇。

還是五年級下冊的《物體在水中是沉還是浮》這一課。筆者在課前按照教材提供的材料進行沉浮試驗時發(fā)現(xiàn)菜場買來的白蘿卜很是反常：這個蘿卜個頭很大，掂在手里很沉，但在水中是上浮的。將它橫切，再放入水中時，上面和中間的兩段在水中是上浮的，最下面一段卻下沉了。如果沒有進行下水實驗而照搬教材材料，學(xué)生就難以清晰地得出“同種材料的物體，體積變化后，在水中的沉浮狀態(tài)不會改變”這一結(jié)論。白蘿卜之所以整個在水中上浮，切開后下部在水中下沉，是因為蘿卜下端富含礦物質(zhì)，密度更大。因此，這一課的實驗中，我用蘋果替代了白蘿卜作為實驗材料。

三、注重材料創(chuàng)新性，優(yōu)化實驗數(shù)據(jù)采集

有材料才能展開實驗活動，然而在平時的教學(xué)中，我們不免遇到這樣那樣的問題，為了提高課堂教學(xué)效率，我們要做一個有心人，多動腦，勤動手，充分利用身邊的材料，并對材料加以改進，使復(fù)雜的材料變簡單，不易操作的材料變得容易操作。

例如，小學(xué)科學(xué)五年級下冊“傳熱比賽”一課，教材所呈現(xiàn)的實驗是在一個支架上涂抹凡士林，黏上火柴。加熱后，凡士林融化，火柴掉落。這樣的實驗，實驗過程中不可控制因素較多，實驗效果也不是很明顯。應(yīng)對“傳熱比賽”這一課中提出的“銅鋁鐵三者誰的傳熱本領(lǐng)最好”這一問題，我改進了實驗材料：用相同粗細的銅棒、鋁棒、鐵棒各一根（長約30厘米），將其中的一端分別扭出螺旋，用以放置電子溫度計的金屬探頭;將三者的另一端擰在一起。為保證“傳熱比賽”實驗的公平性，在擰成一股的金屬棒的中間部位纏繞上細鐵絲，當做實驗時的加熱點。實驗時，先將三個電子溫度計的探測頭分別插入金屬棒一端的螺旋口中，然后用酒精燈在加熱點上持續(xù)加熱。同時，實驗小組中的三位同學(xué)分別記錄0分鐘（初始溫度）、1分鐘、2分鐘、3分鐘、4分鐘時數(shù)字溫度計所顯示的溫度。實驗結(jié)束后，根據(jù)實驗時所取得的數(shù)據(jù)，繪制出銅棒、鐵棒、鋁棒溫度上升的折線統(tǒng)計圖。從折線統(tǒng)計圖上看，銅棒、鋁棒、鐵棒的傳熱本領(lǐng)強弱一目了然。

耳聞易忘，目睹為實，躬親則明——實驗材料是一切探究活動的開始。教師經(jīng)過下水實驗，適當處理材料，才能使學(xué)生進行“真探究”，真正地從探究中有所得，進而在實踐體的過程中獲得并發(fā)展能力。因此，在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，教師要恰當?shù)剡x擇實驗材料，引領(lǐng)學(xué)生在實驗探究中理解和建構(gòu)科學(xué)概念，從而有效地發(fā)展學(xué)生的核心科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻

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