在實驗探究活動中充分發(fā)揮材料的教學(xué)價值

◇朱麗花（江蘇：常州市丁堰小學(xué)）

實驗探究活動是小學(xué)科學(xué)的主要學(xué)習(xí)方式，材料是實驗探究活動的重要載體，好的活動課程建立在對材料的結(jié)構(gòu)性整合上。在實際教學(xué)中，有結(jié)構(gòu)地選擇和利用材料可以讓實驗探究達到事半功倍的效果。教師在準(zhǔn)備實驗材料的過程中，除了自己可以選擇和利用有結(jié)構(gòu)的材料，還可以指導(dǎo)學(xué)生搜集生活中的材料、選擇并對材料進行改造，充分發(fā)揮材料的教學(xué)價值。那么具體教學(xué)中應(yīng)該怎樣選擇和利用材料，發(fā)揮材料的教學(xué)價值呢？我認為可以從以下幾方面展開實踐研究。

一、引導(dǎo)搜集材料，激發(fā)學(xué)生探究興趣

小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強調(diào)要從學(xué)生熟悉的日常生活出發(fā)，讓學(xué)生親歷動手動腦等探究過程。學(xué)生對周圍的世界天然具有強烈的好奇心與探知欲。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)注意將課堂探究活動與小學(xué)生的生活實踐聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，搜集生活中的材料，用于課堂探究活動，培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。梳理一下學(xué)生可以參與準(zhǔn)備材料的課例，主要可以從以下兩方面來激發(fā)學(xué)生的探究興趣。

（一）就地取材，激發(fā)學(xué)生觀察興趣

布魯納認為：“學(xué)習(xí)的最佳激勵是對學(xué)習(xí)的材料感興趣。”學(xué)生對大自然具有天然的探知欲，大自然中包含著各種各樣的材料，其中，隨處可見的莫過于植物、動物等。因此，在研究到植物、動物、自然、地球、宇宙等相關(guān)課例時，學(xué)生會格外感興趣，尤其對于材料本身。如在教學(xué)《植物開花了》一課時，教材中通過比較黃瓜花和番茄花的不同，從而認識花的結(jié)構(gòu)，以及雄花和雌花的結(jié)構(gòu)。在實際教學(xué)中，為了凸顯學(xué)生的主體地位，增強學(xué)生的參與意識，可以安排學(xué)生帶各種花到課堂上來，通過解剖花的結(jié)構(gòu)，小組成員之間比較各種花的結(jié)構(gòu)，來認識花的各個部分。學(xué)生在實地采集花卉的過程中，不僅可以養(yǎng)成觀察自然的習(xí)慣，還可以了解到各種花卉的生長環(huán)境、生長習(xí)性等特點。這樣，學(xué)生再回到課堂上來，就有更多的興趣進行交流，更容易建構(gòu)新的知識點。

（二）廢舊材料，助力實驗教學(xué)

教材上有些拓展型的內(nèi)容，由于課時的限制，課堂上并不能及時完成，雖然學(xué)生配有相應(yīng)的學(xué)具袋，學(xué)校實驗室也有課本對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)器材，但是有些器材，如燒杯等比較專業(yè)，學(xué)生只能在上課時接觸到，不利于學(xué)生課后開展持續(xù)探究。學(xué)生周圍除了有各種自然材料，還有很多生活中產(chǎn)生的廢棄材料。如：各種瓶瓶罐罐、紙盒、布料、線材等等。這就比較適合拿來做這一類的拓展型的實驗探究。如在教學(xué)《浮力》時，可以引導(dǎo)學(xué)生利用生活中的材料，如礦泉水瓶、吸管、回形針、水等自制簡易“潛艇”。學(xué)生在利用自己搜集的材料自主探究的時候，興趣高漲、思維集中，且沒有同學(xué)的干擾，可以更加集中地思考，掌握物體漂浮的秘密。又如在教學(xué)《做一個蒸汽小船》之后，教師在課堂上帶領(lǐng)學(xué)生，經(jīng)歷問題提出、前期研究、方案設(shè)計等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生利用身邊易獲取的紙盒、口服液瓶子、鐵絲、蠟燭、熱熔膠、防水鋁箔紙等材料，自制蒸汽小船，帶到課堂上來比較、測試，然后小組討論，交流改進方案，再繼續(xù)回去用搜集的材料進行改進，最終做出相對完善的蒸汽小船。這類利用搜集到的廢棄材料進行科學(xué)探究實驗的方式，能讓學(xué)生明白，工程制造并非那么遙不可及，利用身邊的廢舊材料同樣可以完成。

教師在教學(xué)過程中讓學(xué)生搜集材料，設(shè)計活動時要優(yōu)先考慮學(xué)生身邊隨手可得的自然材料、廢舊材料等，讓學(xué)生利用生活中經(jīng)常接觸到的材料進行實驗，學(xué)生就能體會到科學(xué)就在身邊，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，養(yǎng)成生活與科學(xué)密切相關(guān)的意識。

二、選擇有結(jié)構(gòu)的材料，增強學(xué)生的動手能力

蘭本達教授在《小學(xué)科學(xué)教育“探究—研討”教學(xué)法》一書中首次提出了有結(jié)構(gòu)性的材料的概念。她指出：“科學(xué)教學(xué)中的材料結(jié)構(gòu)的概念，是指內(nèi)在的關(guān)系——一種和自然界的現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的形式。”通俗而言，材料的結(jié)構(gòu)性指的是各個材料之間、材料與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)之間具有密切相關(guān)的聯(lián)系，它不是雜亂的材料呈現(xiàn)，學(xué)生無從下手，不敢下手。因此，教師在教學(xué)中，設(shè)置有結(jié)構(gòu)的材料，使學(xué)生對材料的順序理解清晰、對材料和探究目標(biāo)的關(guān)系理解透徹，會更容易掌握如何展開探究、如何動手操作，能更順利地完成實驗探究，動手能力得到充分的鍛煉。

（一）材料的選擇要有代表性

材料之間、材料與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)之間的聯(lián)系要密切。材料要貼合教材目標(biāo)與學(xué)生的認知規(guī)律，應(yīng)避免隨意配置實驗材料。教師要精選最能達到教學(xué)目標(biāo)的實驗材料，符合學(xué)生的認知規(guī)律與思維習(xí)慣。這樣，就能更好地促使學(xué)生動手完成實驗探究。如：教學(xué)《植物的葉》一課時，在分辨相同點和不同點的時候，教師準(zhǔn)備了各種各樣的樹葉，歸納特征太多，學(xué)生容易混淆。如果教師有意識地準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)相同、顏色不同、形狀不同的葉子給學(xué)生，學(xué)生會較容易找出規(guī)律。

（二）材料的出示要有層次性

如在第一次執(zhí)教《點亮小燈泡》一課時，如果課前就將小燈泡、導(dǎo)線、電池擺放在桌子上。課堂中，學(xué)生一直盯著桌子上的材料躍躍欲試，無心聽講，教師讓學(xué)生觀察小燈泡的結(jié)構(gòu)，他們卻迫不及待地拿起電池、燈泡，嘗試點亮小燈泡，沒弄懂原理，結(jié)果就是無效操作，沒有發(fā)展任何動手能力。這樣的現(xiàn)象揭示了材料出示的問題，如果能夠把材料放在教師處，學(xué)生才能認真聽講。而如果在觀察燈泡結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)，再出示燈泡，學(xué)生就會集中注意力觀察燈泡結(jié)構(gòu)。然后，師生交流猜測連接方式，最后再出示電池、導(dǎo)線等材料，學(xué)生依據(jù)剛才認識的燈泡結(jié)構(gòu)知識，以及基于這個知識對燈泡連接方式的猜測，去動手連接燈泡，這才是一個有思維、有探究的動手操作過程。只有所有的操作都有理有據(jù)，才能鍛煉學(xué)生的動手能力。

三、鼓勵創(chuàng)新材料，提高學(xué)生的思維品質(zhì)

科學(xué)的學(xué)習(xí)提倡以培養(yǎng)和解決問題的能力提升為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維品質(zhì)。教學(xué)中有意識地指導(dǎo)學(xué)生改造材料、創(chuàng)新材料，能夠鍛煉學(xué)生的發(fā)散性思維，拓展學(xué)生的思維深度，能夠培養(yǎng)學(xué)生運用批判性思維對知識進行梳理，建構(gòu)反思能力，學(xué)生的思維品質(zhì)得到提升。

（一）鼓勵創(chuàng)新，提升學(xué)生的思維深度

在教學(xué)中，教師可以鼓勵學(xué)生對現(xiàn)有材料進行改造，使教具使用更加便捷，或者引發(fā)的現(xiàn)象更具有代表性，更有利于學(xué)生對科學(xué)概念的理解。學(xué)生在改造材料、重新探究的過程中，思維的深度得到了發(fā)展。如在教學(xué)《肺和呼吸》一課中的肺活量測試的環(huán)節(jié)活動時，教材上的裝置需要2～3 個人合作完成，而且在操作的過程中，瓶子須倒置入水槽。在測量瓶倒扣入水，或者在將彎頭吸管插入倒置瓶口時，瓶口容易脫離水面，導(dǎo)致實驗測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。教師在教學(xué)時，可以利用好這個教學(xué)資源，讓學(xué)生用書上的建議裝置測試的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)肺活量測試儀的數(shù)據(jù)做比對，引發(fā)學(xué)生深度思考：“為什么肺活量裝置測試的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)？如何解決？”經(jīng)過思考，學(xué)生對實驗裝置進行了改進，一人即可操作，避免了將測試瓶倒扣入水槽，從而解決漏水而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的問題。具體操作方法為：自制兩個連通的肺活量測試瓶，學(xué)生對著吸管吹氣，水由一個測量瓶流入另一個測量瓶，從而讀出讀數(shù)。下一次測量時，再向另一個測量瓶吹氣，如此循環(huán)，就可以反復(fù)測量。

（二）修正材料，鍛煉學(xué)生的批判性思維

教材中出示的材料并不都是完美的，教學(xué)中往往還會出現(xiàn)一些有爭議的材料。學(xué)生在自主設(shè)計實驗方案的過程中，所設(shè)計的初步方案也是不完美的，學(xué)生基于這些不完美的方案，會產(chǎn)生解決材料問題的原動力，學(xué)生在基于初步方案，交流質(zhì)疑，完善實驗方案的過程，也是學(xué)生批判性思維的體現(xiàn)，這也是科學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn)。如教學(xué)《聲音的傳播》一課時，對于液體的聲音傳播實驗，原本設(shè)計是用手拎著裝有播放器的密封袋懸掛入水中，驗證聲音可以通過液體傳播出來，但是有學(xué)生指出，也有可能是通過繩子（固體）傳播出來的。這是學(xué)生批判性思維的體現(xiàn)。于是，學(xué)生思考，如何才能排除繩子（固體）對實驗的干擾，得出的結(jié)論是：要去掉繩子，只能觀察密封袋在水中下降過程中聲音的變化。

四、開發(fā)多元化的材料，拓寬學(xué)生的知識視野

課堂不是教學(xué)的終點，學(xué)生的學(xué)習(xí)需要從課堂延伸到課后，讓學(xué)生始終保持學(xué)習(xí)的熱情，滿足學(xué)生終身學(xué)習(xí)的需要。教師對于材料的選擇不應(yīng)只局限于課堂上的標(biāo)準(zhǔn)器材，還應(yīng)借助于大自然、社會資源以此來全方位地拓寬學(xué)生的知識視野。以下途徑也可以作為科學(xué)研究的材料補充方式。

（一）來自大自然的材料

螞蟻喜歡吃什么？鳳仙花的花瓣有幾個？這些問題很簡單，但是恐怕沒有幾個人能回答出來，為什么？因為它們太常見了。這其實和我們平時的觀察習(xí)慣有關(guān)。教學(xué)這一類涉及生物學(xué)的知識時，我們就不能局限于課堂的材料，而要將學(xué)生帶到大自然中去，讓他們學(xué)會觀察大自然中的材料，養(yǎng)成科學(xué)的觀察記錄習(xí)慣。指導(dǎo)學(xué)生將觀察滲透到平時的點點滴滴，時刻觀察身邊的事物，如螞蟻吃什么、周圍的植物分別叫什么、葉子有什么特點、花朵有什么特點、種子有什么特點等，不知不覺中拓寬學(xué)生的科學(xué)知識面。

（二）來自社會資源的材料

教師也應(yīng)該充分利用周圍多元化的資源作為材料補充。如動物養(yǎng)殖園、植物種植園可以更好地幫助學(xué)生觀察動植物的生長狀況；科普園、科學(xué)博物館可以幫助學(xué)生認識最前沿的科學(xué)技術(shù)；氣象站等則可以幫助學(xué)生認識氣象員所播放的各種天氣要素。這些材料不僅可以拓展學(xué)生的知識視野，還可以將學(xué)生的科學(xué)認識升華到對保護社會環(huán)境的責(zé)任感上來。

綜上所述，小學(xué)科學(xué)的探究材料要從圍繞探究目標(biāo)的實現(xiàn)、科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成出發(fā)，進行合理選擇和利用、創(chuàng)新和改造。教師要激發(fā)學(xué)生的探究興趣，促進學(xué)生主動探究，發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，拓寬學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生求真、求實、敢于批判、勇于探究的科學(xué)精神。