實驗教學中有結構材料的選擇

林治妍

在小學科學課堂上，學生往往通過親歷以探究為主的學習活動來獲取知識，而科學探究離不開有結構的實驗材料。有結構的實驗材料，是指材料之間并不是孤立存在的，而是與教學內容、教學目標緊密聯系在一起。這些材料的選擇往往是老師精心設計的一系列材料的組合，不僅能直觀地看到實驗現象，同時具有很強的趣味性，貼合學生的年齡特點，幫助學生積極主動地參與課堂的探究活動中去。因此，在小學科學實驗教學中，有效選擇和巧妙組織有結構的實驗材料意義重大。

一、聚焦目標，有效取舍

我參加本市的優質課比賽，當確定《浮與沉》為參賽課題時，我知道自己面對的將是巨大的挑戰。一節所謂的老課題如何能有新意？在最初的設計稿中，“創新”一直是我首要考慮的因素，因此我和團隊的老師設計了這樣的一個大情境：

熊貓博士在做一項科學研究，因為助手的粗心，把三個一樣的瓶子混淆了（當然，此時的瓶身已被不透明的包裝紙包住），如何以最快的速度來分辨出這三個不同的瓶子？拋出問題后，引導學生將三個瓶子放入水中，最終呈現出漂浮、懸浮、下沉三種狀態。利用不同狀態的玻璃瓶將浮在水面上的物體和下沉的物體在同一個大情境下串聯，并且在拓展環節依然利用三個小瓶子模擬潛艇的工作原理，整個設計做到了首尾呼應。

我帶著自己滿意的作品與團隊老師進行了溝通，然而，團隊老師的一句話點醒了我：“這樣的設計貼合本節課的目標嗎？實驗課上我們關注的重點不應該只是創新，科學性也很重要。”回味之后，我明白了，本節課的目標之一是“學生樂于嘗試運用多種材料、在小組內合作完成科學探究”，原本設計的材料只有玻璃瓶，材料單一，問題設計缺乏探究性，無法引起學生的深度思考，最終我舍棄了利用玻璃瓶貫穿始終的大情境。

再例如，在《分一分》一課中，為了讓學生體驗分類的標準不同、結果不同，我給學生準備了很多的材料，包括積木、鉛筆、樹葉、衣物、車的卡片、垃圾桶等，而從課堂效果看，由于我給的材料太多，反而分散了學生的注意力，增加了探究的難度，使學生無從下手。課程結束后，我認識到實驗材料過多會適得其反，使學生關注無關的現象，挑選材料時要做到“少而精”，切忌“多而濫”。最終我只留下了樹葉、車、垃圾桶三個材料，精選最能達到預期實驗目的的典型材料，讓實驗材料與科學問題、探究結論緊密聯系。

因此，在實驗教學中，老師應該根據學習目標、學生的年齡特征等，選擇直觀性強、易于理解的材料，從而更好地為課堂服務，保證科學實驗的順利進行。

二、優化教具，突破難點

實驗材料的選取對實驗教學效果的影響很大，好的實驗材料可以大大提高學生的學習興趣，激發他們的好奇心，燃起他們探究的欲望，并將復雜的問題簡單化，幫助學生形象地理解科學知識。

例如，在探究下沉的物體是否受到水的浮力環節中，傳統的教具為皮筋、測力計，這兩種材料都存在一定的弊端。學生利用直尺測量皮筋的長度變化時，因為一部分皮筋在水中，往往會出現較大的實驗誤差;利用測力計測量時，學生還未學習測力計的使用方法，無形中為實驗的開展增加了難度。針對以上的問題，我自制了教具——平衡木。實驗之前，需要將平衡木調成水平，在實驗的過程中，將一側的鉤碼放入水中，因為浸入水中的鉤碼受到了浮力，平衡木會出現明顯的傾斜。從課堂效果看，實驗現象明顯，能使本節課的重點知識化難為易、化繁為簡。

例如，在《太陽和影子》一課中，認識一天中影子長短和方向的變化規律是其中的教學難點。在最初的實驗教學中，我選擇了以手電筒為教具。手電筒的位置移動要像太陽一樣呈弧形，早晨低、中午高、傍晚低;手電筒的光要始終對著鉛筆;等。學生在操作時無法完成，導致最終的實驗結果并不準確。為方便教學，在欒老師的指導下，我們以叢老師為主的科學團隊制作了日影變化演示儀，它由燈泡、面板、鉛筆、開關、紙屏等組成，打開開關后，小燈泡模擬太陽光，通過移動燈泡的位置在紙屏上就可以清楚地看到同一地點同一物體一天中日影的變化規律。這個教具制作簡單，操作方便，形象直觀，收到了非常好的課堂效果。

因此，在實驗前，老師要對實驗有一個整體把握，選取的實驗材料要能夠呈現明顯的實驗現象，并科學地說明問題，不可偏離實驗目的，更不能出現科學性偏差。

三、典型材料，引發思考

科學實驗可以用不同的材料完成，不同的實驗材料產生的效果會有一些差異。在選擇實驗材料時，要選擇典型性材料，以更好、更準確地反映科學原理，激發學生的問題意識。

例如，浮力對于三年級學生來說比較抽象，難以理解，教學時可以從日常生活中選擇一些實驗材料，讓學生感知身邊的科學，構建親切的科學課堂氛圍。我選擇的其中一對實驗材料是蘋果、葡萄。生活中常見的水果成了實驗材料，一下子拉近了科學與學生的關系。尤其是放入水中之后，又大又重的蘋果浮在水面上，而又小又輕的葡萄卻沉入了水底，引發了學生的認知沖突，激起了學生探究的欲望。

例如，在《影子》一節課中，學生的已有認知是：對于影子，具有相關的生活經驗，但是不能基于生活經驗分析影子形成的條件，更不能用科學的語言描述。為了解決這一問題，我選擇的實驗材料是：不透明的三角形卡片和透明的正方形卡片。設計的游戲環節如下：選擇材料，小組合作，做出屏幕上出示的影子形狀。

在完成實驗的過程中，學生發現了問題，無法完成升級賽的圖形。當光遇到透明的正方形卡片時，大部分的光會穿過它，因此在紙屏上不能形成清晰的影子。最終學生自主得出這樣的結論：形成清晰的影子必須有光和不透明的物體。

“材料引起學習，材料引發問題。”作為科學老師，我們應該重視材料的選擇，做好充足準備，保證科學探究的順利進行，同時激發學生的探究意識，切實提高實驗教學的有效性。