谈结构性探究材料的应用策略

【内容提要】

《科学课程标准》提出了“科学学习要以探究为核心”这一基本理念，所以亲身经历以探究为主的学习活动是学习科学的主要途径。然而探究的效果很大程度上取决于探究材料的选取,基于此，本文从四个方面论述结构性探究材料的应用策略。

【关键词】  探究   结构性  策略

探究既是科学的学习目标，又是科学的学习方式。在日常教学中，要有时间保证学生学习的自主性，又要体现学生思维的完整性，在研究上要展现学生的逻辑性，结论上显示学生的成就感。这样的教学模式已成为科学教学的主流模式，并深受学生的欢迎。在这样的课堂教学模式下，教师必须精心设计、选择、提供有结构的材料，以使学生在探究中揭示科学的概念，理会自然现象，从而使学生通过研究材料去发现问题，解决问题，促进学生形成科学素养。那么构建怎样的结构性探究材料才能更好地促进学生的科学学习呢？

下面从四个方面谈谈自己的观点。

一、立足提示科学概念，体现探究材料的引导性和暗示性

有结构材料是对自然现象或运动变化规律暗自“呈现”的材料，必须组成启发揭示科学概念的结构，从而启发学生去探究。针对宏观物体构造庞大，不易观察，教师要善于精心设计材料，启发学生通过实验、观察，从而揭示宏观世界的运动变化。这在模拟性的教材中尤主明显。如教《风的形成》一课中，为揭示“热空气上升，冷空气补充，产生空气对流而形成风”这一科学现象，我准备了两组材料，一组是可以游动的小纸蛇，在火焰上面转动，从而揭示热空气上升，另一组是一支点燃的卫生香，用玻璃钟罩罩住，让学生观察烟的运动，并着手画下来。学生不仅明白了热空气上升冷空气补充的空气流动规律，而且能轻易地理解风的成因，在这过程中，材料的引导性起着决定性的作用。

又如：在《比较水的多少》一课教学中，教材中设计了三个大小、形状各不相同的瓶子作为探究材料，然后分别在三瓶中装入水进行比较，但教学效果显示这样的材料设计学生研究起来无从下手，没有很好地调动学生的已有认知和直接经验。于是，我设计了第四个瓶子，利用第四个瓶子来对比衡量水的多少。学生在运用直接生活经验时发现探究障碍，从而能更好地科学探究。这里的第四个瓶子体现了材料的暗示性。

利用学生认知水平的提高，不断提供能愈发揭示科学概念的步步深入、层层激起的材料，不仅能有效地保持学生的学习兴趣，而且能使学生体会科学的全面性及深度。如我在教《物体的沉与浮》一课时，准备了三组教学材料，第一组提供了木块、石块、泡沫、橡皮、铁钉、马铃薯、牙签等形状、大小、轻重都不同的材料。学生实验后，发现物体的沉浮与大小轻重无关，与原有的认知（学生认为重的沉，轻的浮，小的沉，大的浮）发生矛盾，学生一脸的不解；第二组提供了大小不同重量相等的五个瓶子，实验后学生发现在重量相等的情况下，大的浮，小的沉；第三组提供了重量不同、大小相同的五个瓶子，实验后，学生发现在大小相同的情况下，重的沉，轻的浮。以上三组实验材料，在教学上有很大的启发性，使学生在探究中不断地否定自己，不断地激起学生揭示科学概念的兴趣，不断地激发学生去探究。

二、立足材料对教学的调控，突出趣味性

材料的趣味性能使学生在无意间全身心地参与到探究活动中去，这种没有强压硬灌的操作能更好地让学生去发现问题、解决问题，一组好玩的材料还能调控课堂的教学，不致于教师为课堂的“纪律”而操心。尤其在大班额的教学中，教师放手让学生探究，强化学生思维的有效性，利用实验材料，特别是有结构的实验材料是只无形的手引导学生走上认知、探究、发展之路。例如：我在教常识第十册《简单的电路》一课时，给学生一个灯座，一个电池盒，一个开关，三段导线，问学生你能用这些做什么？很快学生组成了一个简单的电路。我再发给学生一个灯座，问：你能在这个电路的基础上再加一个小灯座吗？学生依照我的提示和材料显示出的信息，动手组成了一个串联电路。接下来我再提供一段导线，问：你能在原有的电路基础上再用上一段导线，改装成一个新电路吗？学生会思考这段导线加在什么地方最合适，从而自己组装出一个并联电路。以上的实验材料，紧扣“你能利用它做什么”，“它”就是结构材料，是“它”在调控着学生的思维沿着正确的方向发展，这样的教学设计，意在引导学生思维发展，而非简单地为教学服务，为教师服务。利用有结构的材料，在原有电路的基础上改装，使学生尊重自己的研究成果，把有限的时间放在最重要的问题上，避免那种盲目将已经装好的电路拆开再重装，浪费宝贵的时间，从而使学生在有限的课堂教学中，获得更多有价值的成果。整节课学生的注意力都集中在研究的材料上，无暇顾及其他的事，避免课堂上“乱”而“无序”的现象出现，教师既调控了教学，又把握了课堂的“秩序”。

三、立足学生的生活实践，强调材料的典型性、功能的全面性

科学研究毕竟不是一两堂课的事情，也不仅是课堂教学所能完成的，它源于生活，也应回归于生活，服务于生活。因此，材料的选取要贴近生活，最好是随时可得，随处可见的。那些精制、特制的材料不足以满足学生的探究需求，而一件普通的东西却能折射出更多的科学概念和自然现象。如：一个普通的气球既可揭示空气的存在，又可以去揭示弹性；既可以演示空气的流动形成风，又可以去解释反冲这一自然现象，还可以去体会水、空气的压力和气体、液体的热胀冷缩等。几根铅笔能探讨摩擦的规律，又可测定导体和绝缘体，还可以制作简单的机械等等。以上材料随处可见，但功能却覆盖全面。一些普通的材料（有时可能是废品），却能产生意想不到的效果，如：一位年轻的教师在上《摩擦力》一课时，为了让学生感知不同粗糙程度的物体表面对摩擦力的影响，设计了三只废弃的酒瓶（里面装满了沙子），引导学生分别涂上水、植物油和肥皂，然后感受影响摩擦力大小的因素，继而再引导学生想办法，把刚才抓不起来的啤酒瓶抓起来。学生想尽了办法，最后终于把瓶子给抓起来。通过活动，学生既明白了影响摩擦力大小的因素，又开发散发性思维（如有学生把瓶中的沙子倒掉，就轻而易举地抓起了瓶子），这只酒瓶真正成了“一瓶多用”的“宝瓶”。

四、立足课外延伸，强调材料的探究性和开放性

探究材料的开放性是指在同一探究目标或同一学习任务驱动下，让学生自己准备或选择能进行有效科学探究活动的材料，教师不作统一要求，从而更好地让学生进行科学探究活动。如嘉善县魏塘四小金华教师在浙江省科学优质课评比上的《马铃薯的沉与浮》一课，学生在探究马铃薯在液体中为什么沉或浮中，金华老师设计了这样一组材料，不同的杯子，大小不同的马铃薯及不同材料的溶质（盐、味精、糖等），让学生自己选择不同的研究材料，研究影响马铃薯沉与浮的因素（有的学生认为杯子的大小影响马铃薯的沉浮、马铃薯的大小影响马铃薯的沉浮、不同的溶液影响马铃薯的沉浮），由于学生自己选择研究的问题，从而材料的选择也是自主的，这样发挥了学生的积极性，使学生更好地参与到探究活动中来。学生根据设计要求，经过思维的选择加工，从而使探究活动设计得以较科学合理。

教师在收集有结构的探究材料时，应使材料具有课外延伸性，因为科学本身是门类众多、相互错综的一个综合体系。在一节课内只能完成每一环节的探究活动，更多的探究活动有待于学生课后去研究。如果课堂上的研究材料具有向课外延伸的特点，那么学生就自然而然地运用这些材料，在课后进行研究、探索，这样更有利于培养学生众多的科学素养。例如《摩擦力》一课中的实验材料（弹簧秤、滑动的木块、勾码、粗糙与光滑的表面等）既能让学生在课堂上研究物体表面的光滑程度影响摩擦力的大小，又能让学生在课后去研究接触面的大小及物体的重量都是影响摩擦力大小的因素。这样的材料面向课外，将目光投向学生的课余生活。另外在材料的安排上，要保持学生继续探究的兴趣，提供继续探究的方向。如在教学《磁铁》后提供材料让学生继续探究磁铁随着隔离物变化而磁力的变化。了解了《风的形成》后，提供材料去探究空气流动而形成的压力差对物体的影响等。

总之，在当前的科学教学中，就探究材料看，还无法做到与学生的探究活动相配套，这样就要求教师在选择材料上，既要考虑到其探究性，更要考虑到其典型性和简易性，同时更应具有引导性、层次性和开放性。只有根据学生的实际、教学的实际来设计、选取有结构的材料，才能让学生由材料引发经历，由经历形成科学素养。

【参考文献】

①《小学科学课程标准》  北京师范大学出版社。

②《科学课》杂志2004第1、3期  湖北教育出版社。