让探究的天空更蔚蓝——小学科学探究中结构性材料有效利用的研究

让探究的天空更蔚蓝

        ——小学科学探究中结构性材料有效利用的研究

  临海市大洋小学  徐寒英  屈春丽

【内容摘要】教师通过精心设计、选择、提供有结构、有价值的材料，这是有效探究式教学得以开展的根本，是学生自主参与实践，自行探究的前提，也是促进学生形成一定科学素养的关键。本文围绕小学科学探究教学中结构性材料的界定、选择、使用三个层面的问题进行了实践研究，力求为一线教师提供一些有价值的参考。

【关键词】 有效探究   材料   组合

小学科学课程是以培养科学素质为宗旨的科学启蒙课程。从新课程改革在观念充分突出了“以人为本”的素质教育思想，是把“让每一个学生个性获得充分发展”的价值观看作根本的落脚点，强调亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动，然而准备教学材料是科学老师实施探究活动最头疼的一件事，也是最费时间甚至金钱的一件事。虽然，实验室有一些教学具，但在新教材面前，实验室的那些材料就显得“英雄无用武之地了”。因此，教师精心设计、选择、提供有结构的材料是探究式教学得以开展的根本，是学生参与实践，自行探究的前提，也是促进学生形成科学素养的关键。

结构性材料是我们教师经过精心设计与典型教学材料的组合，有丰富内在联系的材料，蕴含着某些关系和规律的典型教学材料的组合。这种材料组合，既能揭示教学内容有关一系列现象，体现教材的科学性，又要符合学生年龄特征和认知规律，还应贴近学生的日常生活，具有趣味性，使学生喜欢。如《水的浮力》一课，教师为学生准备了木板，小刀、泡沫塑料、钉子、铁质钩码、小皮球、回形针、橡皮泥、锡箔等材料，有些能浮的，有些能沉的，还有些既能浮又能沉的，还有一系列重量相等、体积不同的材料和体积相等、重量不同的材料用来探究物体的沉浮的规律。这些有结构的材料集合在一起为学生创设了一个乐于探究的环境。有时教师由于准备不充分，临时找一些代替品，就会无法达到学习的最佳效果。比如摩擦起电，随便找块布代替丝绸，难以看到静电吸附现象；用碳素墨水来代替水彩墨水，就无法达到色彩的分离效果了。有结构的材料是小学科学教学中学生进行科学学习的基础和关键，正是这些有结构的材料，才把有结构的知识，有结构的活动有机的联系起来。

二、勾兑融合 ---------  建构结构性材料的田园

（一）筛选材料

活动材料是小学科学教学中学生进行科学学习的基础和关键，学生通过对结构性材料的操作和思考，能提升科学概念反映自然现象间的某种关系，有能力发现问题，解决问题，形成完整的形象，获取对事物的正确认识。因此，要使探究实验取得预设的效果，结构性材料的筛选非常重要。教师要根据教材的要求和学生的具体情况，力求选择具有启发性、典型性、可操作性等的结构性材料。

1、结构性材料的启发性

在课堂教学中，教师要根据不同的探究活动精心地去筛选和组合材料，有层次的呈现材料，使结构性材料具有一定的启发性。如我在教《物体在水中是沉还是浮》一课时，准备了三组结构性材料，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塑料立方体，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、大小相同的五个塑料立方体，实验后，学生发现在大小相同的情况下，重的沉，轻的浮。以上三组结构性材料，在教学上具有很大的启发性，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。

2、结构性材料的典型性

     学生进行科学探究的材料还应具有典型性，这样才能使探究结论更科学，更具说服力。如《导体和绝缘体》一课教学时，我们提供给学生的材料有像铜、铁、铝、木头、玻璃、石头、塑料等。在这些结构性材料中既有学生易分辨的常见的导体和绝缘体，又有学生不易分辨的，如圈笔刀等由导体、绝缘体共同组成的东西。同时，在提供的导体中，不要都是金属制品，以免学生认为导体就是金属。所以，我还应有铅笔蕊、水之类的材料来丰富探究的材料，使学生获得完整的认识，而非偏而不全的认识。 同时，在材料的品种和数量上，我们应向学生提供足够的材料，让每个学生都有动手操作和实践的机会，都有质疑挑战的平台。

3、结构性材料的可操作性

材料以时间和方式组合的形式适当的出现，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，教师能放手让学生探究，强化学生思维的有效性。选择典型、可操作的材料，能激发学生对材料的操作和思考，使之有能力发现问题，解决问题，形成完整的形象，并获取对事物的正确认识。例如我在执教《种子变成芽》一课时，为了让学生了解种子内部结构，教材提示我们可以选用凤仙花作为研究对象，而我却用了蚕豆作为实验材料。因为凤仙花种子小，不易观察，种皮又不好剥离，剖开种皮后，用放大镜也很难看清楚它的内部结构，所以我选择了蚕豆作为种子内部结构的观察材料，是因为蚕豆大，直观，内部结构明显，有利于学生观察，具有很强的可操作性。因此，学生探究种子的热情格外的高涨。

4、结构性材料的自主选择性

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，从而更好地激发了学生进行科学探究活动热情。如在上《马铃薯在水中是沉还是浮》一课时，学生在探究马铃薯在液体中为什么沉或浮中，我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。让学生自主选择不同的研究的主题和研究的材料，研究影响马铃薯沉与浮的因素，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，这样极大地发挥了学生探究的积极性，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更科学更合理。

   5、结构性材料的课外延伸性

教师在收集结构性探究材料时，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。从中进行有效和灵活的一些奖励措施，这样有促进他们观察的延续性。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。

三、巧铺搭石 ---------  尽享结构性材料的馨香

精心选择活动材料的目的是为了更好的服务课堂教学，服务于学生，使他们有效地进行科学探究，那么应如何使用这些结构性材料呢？探究过程中又需要注意些什么呢？

（一）明确使用结构性材料的目的和要求

在探究活动前，教师把一些结构性材料交给学生进行探究，不但自己要明确目的，还必须让学生明确使用这些结构性材料的目的和要求，以充分调动学生的内因，发挥他们的积极性、主动性、创造性。让学生带着问题去活动，它不是玩儿，是学习是研究。如《磁铁》一课，老师让学生玩一玩磁铁，学生玩得热热闹闹，高高兴兴。可是学生不知道要在玩磁铁中发现什么，有什么目的，其中包含着什么科学道理。这样使用材料不仅漫无目的，连材料存在的意义都无从说起。如果在让学生玩磁铁前提出要求和问题，看谁在玩的过程中发现的问题多，得到的科学道理多，然后再组织交流玩法和发现的问题，再进行研讨，材料的思维训练价值才能得以体现。

 (二）保证使用结构性材料的时间和空间

在学生对某个感兴趣的问题进行深入探讨时，保证学生有足够的探究时间和空间。利用各种材料，想尽各种办法去实验、探究，并充分收集交流素材，才能使学生进行比较深入的思考、交流和探究。在平时的教学中，往往会出现把课堂教学切割成许多1-2分钟一小段、3-5分钟一小段的现象。学生的自行探究不是简单地验证某个事实或结论，而是要从具体的客观事物中通过自己的实验、观察、讨论等多种活动中发现丰富的事实，像科学家那样挖掘出材料中所蕴含的意义来，这样一个由感性到理性的，由具体到抽象的发展过程恐怕不是三五分钟所能解决的，假如我们不能提供足够的探究时间，学生老是担心完不成“任务”，对实验的观察，对事实的搜集程度就可想而之了，也只有草草收场！这样也达不到我们的教学目的。

（三）使用结构性材料过程的动态调控

1、正确引领，不误导

在教学过程中还应该避免因使用结构性材料而误导学生。科学课精心设计“有结构的材料”是我们提高课堂教学的关键，然而往往因为材料本身的问题、会出现与课堂研究无关的现象出现，不利于学生进行探究学习，导致了误导学生的现象产生。如：我在教学《被压缩的空气》一课时，要求学生将注射器吸好空气，并把注射器出口堵在橡皮上，体验“空气可以被压缩”。在初次执教中，学生描述现象时，总是认为空气跑到橡皮里的小孔里去了，结果我得花大气力证明空气没有跑到橡皮里去，耗费了不少时间。针对这种情况，再一次执教时，我就把针孔堵死，这样就没有一个学生产生了同样的质疑，从而有效地避免学生的错误认识。

2、自主探究，不剥夺

在使用结构性材料时还应避免学生的主动性被削弱或被剥夺。比如在《了解空气》一课中学生在探究“空气在我们周围”时，如果老师只仅限于学生在自己坐位上找到空气，而不是充分发挥学生主动性，利用教室内和室外的空间进行空气的捕捉，这样就很难引导学生得出“空气在我们周围”的科学结论。假如我们放手让学生在各个角落进行实验，学生会感性地认识到空气无处不在，所以在使用材料时应避免学生的主动性被削弱或被剥夺。

3、 整理资料，不疏忽

学会及时收集事实资料实质上是根据解决问题的需要把事实组织成新的有序的结构，使它产生新的意义，然后通过分析、抽象概括、综合等思维活动去发现这些意义。从现状看，探究活动后，交流活动仍难于落实，这是因为学生在探究活动中，收集的材料是无序的、零乱的，是不可能对别人的意见作出反映了，当然也就无从和别人进行交流了。因此，在活动结束后，要留给学生一定的对所收集的事实进行整理时间，给予思考、梳理的机会。只有这样才能做到有条理的陈述自己的想法，捕捉到别人的长处，发现自己的不足，完善自己的探究结果。同时，我们应始终要很清晰地认识学生在使用“材料”后“发现了什么”的描述，而不是向学生进行“说明了什么”的提问。

总之，在透过科学探究中分析实验材料，选择材料时既要考虑到其启发性，更要考虑到其典型性和可操作性，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，才能使学生进行有效的科学探究，才能尽情地遨游在科学探究中。

【参考文献】  

（1）《走进新课程》  北京师范大学出版社     2006年第5期

   （2）《基础教育课程改革纲要（试行）解读》 　华东师范大学   2006年第8期                                                         

（3） 刘三金　“我对《科学》教材的感受”　 《科学课》 2004年第3期