合理選用實(shí)驗(yàn)材料提升自主探究實(shí)效

張秋佳

【摘 要】自主探究學(xué)習(xí)是科學(xué)課堂中需要大力提倡的學(xué)習(xí)方式。要讓學(xué)生的自主探究更加高效，可以從實(shí)驗(yàn)材料的選擇與優(yōu)化入手，合理選擇實(shí)驗(yàn)材料，為提高自主探究實(shí)效打好根基，繼而優(yōu)化材料載體，為實(shí)現(xiàn)高效自主探究提供保障。

【關(guān)鍵詞】優(yōu)化 選擇 實(shí)驗(yàn)材料 自主探究

自主探究學(xué)習(xí)作為科學(xué)課堂中需要大力提倡的一種學(xué)習(xí)方式，要求學(xué)生做課堂的主人，在教師的引導(dǎo)下發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，調(diào)動(dòng)自己的各種感覺器官，通過動(dòng)手、動(dòng)眼、動(dòng)嘴、動(dòng)腦，主動(dòng)地去獲取知識(shí)。但綜觀當(dāng)下課堂中自主探究學(xué)習(xí)的開展情況，會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存在兩種極端情況：有的教師過分低估學(xué)生的能力，擔(dān)心學(xué)生這個(gè)不行那個(gè)不會(huì)，在讓學(xué)生自主探究前“做足準(zhǔn)備”樣樣提及，生怕漏說一個(gè)地方會(huì)影響學(xué)生自主研究的效果；有的教師則不顧學(xué)生的實(shí)際情況，為了順應(yīng)理念上的潮流而選擇形式上的跟風(fēng)，什么鋪墊都沒有，只是一味提供相當(dāng)長的時(shí)間試圖完全放手讓學(xué)生進(jìn)行所謂的開放式自主探究……顯然，這樣的設(shè)計(jì)不能順應(yīng)現(xiàn)在教學(xué)中學(xué)生與課堂的需求，對于學(xué)生的自主探究能力培養(yǎng)、課堂教學(xué)效果提升有害而無益。

那如何才能為學(xué)生自主探究提供有力而堅(jiān)實(shí)的支架呢？如何才能讓學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)更加高效呢？筆者試著從優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)材料入手，根據(jù)自己的課堂教學(xué)實(shí)踐以及同行的研究課例，提出以下幾點(diǎn)策略與思考。

一、合理選擇實(shí)驗(yàn)材料，為提高自主探究實(shí)效打好根基

對于一堂富有探究意味的科學(xué)課而言，實(shí)驗(yàn)和活動(dòng)是基礎(chǔ)，絕大部分知識(shí)是需要學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)、理解、運(yùn)用的。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料則是探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，是探究過程中必不可少的準(zhǔn)備。合理選擇實(shí)驗(yàn)材料，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生高效的自主探究的基礎(chǔ)。

（一）因課堂情境的需要選擇材料

將科學(xué)課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容融入生活情境之中，能讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的內(nèi)容源于生活，這有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生在科學(xué)課堂中高效地習(xí)得知識(shí)。情境教學(xué)有時(shí)需要配合相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料，才能寓教于境激發(fā)學(xué)生的探究興趣。因此，教師應(yīng)根據(jù)具體的課堂情境需要選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料。

如六年級(jí)上冊《相貌各異的我們》一課中，筆者將不同的相貌特征融入了“尋找好心人”的情境中，這就需要特殊的實(shí)驗(yàn)材料加以輔助，才能取得良好的教學(xué)效果。筆者在這個(gè)環(huán)節(jié)給每個(gè)小組準(zhǔn)備了一套帶磁性的相貌拼圖，以及一塊鐵皮展板。讓學(xué)生根據(jù)目擊者對好心人的相貌特征描述，利用拼圖材料拼出一幅好心人的相貌圖。此情景與拼圖游戲結(jié)合起來，既能讓學(xué)生通過拼圖的過程加深對已知的相貌特征的印象，又能在區(qū)分未知的相貌特征的過程中進(jìn)一步了解未知相貌特征之間的區(qū)別，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）因?qū)W生的需要選材

《全日制義務(wù)教育科學(xué)（3～6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》指出：“科學(xué)課的教學(xué)方法要富有兒童情趣和符合兒童的認(rèn)知規(guī)律?！睂?shí)驗(yàn)材料的選擇只有符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，才能發(fā)揮最大功效。有時(shí)實(shí)驗(yàn)材料可適當(dāng)?shù)剡x擇更便于學(xué)生理解與接受的簡單材料，讓學(xué)生能一環(huán)一環(huán)突破，循序漸進(jìn)地習(xí)得應(yīng)該掌握的知識(shí)點(diǎn)，這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，凸顯學(xué)生的主體地位。

如四年級(jí)上冊《食物在口腔里的變化》一課，在引導(dǎo)學(xué)生觀察口腔的環(huán)節(jié)，筆者選擇的是“餅干”這種食材。餅干這種食物在口腔里被初步消化時(shí)大小、干濕、軟硬等方面的變化比較明顯，同時(shí)又能夠較好地體現(xiàn)牙齒咀嚼、舌頭攪拌、唾液濕潤的作用，因此餅干不但能夠滿足學(xué)生不同層次的觀察需求，而且能較好地控制很多不必要的無關(guān)變量，是一種能提高探究效率的實(shí)驗(yàn)材料。

（三）因?qū)嶒?yàn)內(nèi)容的需要選擇材料

實(shí)驗(yàn)材料的選擇依附于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的需要，應(yīng)選擇能達(dá)到理想實(shí)驗(yàn)效果的最簡材料，不能一味追求實(shí)驗(yàn)材料的多樣化，以防止實(shí)驗(yàn)材料喧賓奪主而轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力，影響實(shí)驗(yàn)的有效開展，降低自主探究的實(shí)效。

如六年級(jí)下冊《小蘇打和白醋的變化》一課，第一個(gè)環(huán)節(jié)是觀察小蘇打和白醋。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是讓學(xué)生通過觀察，了解這兩種物質(zhì)的一些物理特性，為進(jìn)一步觀察兩種物質(zhì)混合后的變化做鋪墊。因此，只需準(zhǔn)備三樣實(shí)驗(yàn)材料：白醋、小蘇打、記錄表。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要選擇實(shí)驗(yàn)材料，沒有了其他多余的材料來轉(zhuǎn)移學(xué)生注意力，就顯得重點(diǎn)突出，學(xué)生自主探究的實(shí)效性就得以增強(qiáng)。

又如五年級(jí)上冊《測量力的大小》一課，其中有一個(gè)環(huán)節(jié)是讓學(xué)生經(jīng)歷彈簧測力計(jì)的發(fā)明歷程。這一環(huán)節(jié)的目的主要是讓學(xué)生感知人們是通過有彈力的物體形變而比較出物體輕重的，所以，教師只需順應(yīng)學(xué)生的思維，給學(xué)生準(zhǔn)備一塊木板、一個(gè)釘子、一根皮筋、兩樣所受重力大小不同的重物即可。在不受其他多余材料干擾的情況下，實(shí)驗(yàn)的效率就會(huì)非常高。

（四）因?qū)嶒?yàn)效果的需要選擇材料

有些實(shí)驗(yàn)對材料的要求不高，很多類似的實(shí)驗(yàn)器材都能在實(shí)驗(yàn)中起到相同的作用，但為了使實(shí)驗(yàn)效果更加的明顯，則需要教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行挑選，以凸顯每種實(shí)驗(yàn)材料的獨(dú)特功效，從而增強(qiáng)學(xué)生自主探究的實(shí)效。

如六年級(jí)下冊《小蘇打和白醋的變化》一課，在觀察小蘇打和白醋混合后的變化這一部分，筆者選擇了以下實(shí)驗(yàn)材料：一只透明的可密封的封口袋（盛放白醋，課前已放好）、網(wǎng)狀茶葉包外包袋（盛放小蘇打，課前已放好）。在操作時(shí)把材料放入密封袋中混合，就會(huì)觀察到密封袋慢慢地鼓起來了，如此能讓學(xué)生非常直觀地感受到，混合過程中生成了一種無色、透明的氣體。這個(gè)實(shí)驗(yàn)對于實(shí)驗(yàn)材料的選擇原本是多樣的，但要讓學(xué)生感知反應(yīng)過程中吸收熱量這一現(xiàn)象，用塑料袋比用玻璃器皿有更強(qiáng)的優(yōu)勢，特別是在實(shí)驗(yàn)中很好地利用了封口袋可以密封的特殊功效，凸顯了兩種物質(zhì)混合后的變化。

二、進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料，為實(shí)現(xiàn)高效自主探究提供保障

在合理選擇實(shí)驗(yàn)材料的基礎(chǔ)上，如何才能將學(xué)生的主體地位更好地凸顯出來，實(shí)現(xiàn)更高效的自主探究呢？筆者通過實(shí)踐總結(jié)出以下幾點(diǎn)做法。

（一） 從提供實(shí)驗(yàn)材料的全面性入手優(yōu)化供給實(shí)驗(yàn)材料

要實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主、高效的長時(shí)探究，全面的、有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料是教師必備的工具。在科學(xué)課堂的長時(shí)自主探究環(huán)節(jié)中，教師最理想的狀態(tài)是充當(dāng)一個(gè)萬能器材保管員的角色，給學(xué)生提供符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)并能促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展的，全面的、有結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料。

如三年級(jí)上冊《比較水的多少》第一環(huán)節(jié)，教師出示了容器形狀不同的兩瓶水，在學(xué)生進(jìn)行簡單猜測后教師就拋出了研究的任務(wù)：“你們能自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，比較出哪瓶水多嗎？”以往的課堂教學(xué)中，教師會(huì)先讓學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)的方法。說到教師有準(zhǔn)備的方法，教師就順勢出示材料，并順著學(xué)生的思路重點(diǎn)交流實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)；說到未準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)方法時(shí)，教師則以缺少材料為由把這種方法簡單交流就不了了之。這樣的設(shè)計(jì)看似跟著學(xué)生的思維走，其實(shí)到最后還是讓學(xué)生按照教師的設(shè)計(jì)在小步伐前進(jìn)。

那如何從優(yōu)化材料入手解決這個(gè)問題？就這個(gè)環(huán)節(jié)而言，提供全面的、符合學(xué)生思維特點(diǎn)的優(yōu)化材料，就能還學(xué)生自主的探究空間。實(shí)驗(yàn)材料：裝水的1號(hào)瓶、2號(hào)瓶，空瓶子（各組形狀不同），相同形狀杯子2個(gè)，尺，電子秤，格子紙條，記號(hào)筆，漏斗。這些看似普通的材料中蘊(yùn)含了很多適應(yīng)學(xué)生特點(diǎn)的簡單方法——找和1號(hào)瓶或2號(hào)瓶一樣大小的瓶子裝水比水位高低，用兩個(gè)同樣大小的杯子裝水比水位高低（可以用尺量高度也可用格子紙條比格數(shù)），將水倒入同一個(gè)瓶中比水的重量。教師已經(jīng)把學(xué)生能夠想到的方法中所需的最簡易實(shí)驗(yàn)材料都準(zhǔn)備齊了，學(xué)生自然能順利地設(shè)計(jì)出多樣化的比較方法并通過自主探究比較出結(jié)果來。

教師在做足有結(jié)構(gòu)材料的準(zhǔn)備后，學(xué)生的主體地位也凸顯了，學(xué)生的探究效率也提高了，如此做個(gè)材料保管員又何樂而不為呢！

（二） 從明確實(shí)驗(yàn)材料的指向性入手優(yōu)化添補(bǔ)實(shí)驗(yàn)材料

進(jìn)行探究活動(dòng)時(shí)，如果研究任務(wù)過于簡單學(xué)生會(huì)失去探究的興趣，如果太難學(xué)生會(huì)因找不到解決方法而無法獨(dú)立完成自主探究。在科學(xué)課堂教學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)材料指向性選擇將探究難度調(diào)控到學(xué)生“跳一跳，摘桃子”的適宜程度，有益于探究活動(dòng)的高效開展。

如三年級(jí)下冊《水珠從哪里來》一課的教學(xué)難點(diǎn)在于，學(xué)生在猜測水珠從哪里來后，難以思路清晰地通過猜測來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)環(huán)節(jié)適當(dāng)添補(bǔ)一些指向性明確的實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生很大程度上能夠依靠實(shí)驗(yàn)材料隱含的提示明確探究的方向，為高效設(shè)計(jì)探究方法指明方向。如當(dāng)學(xué)生還迷茫于如何證明水珠是來自杯內(nèi)的冰塊還是杯外的水蒸氣時(shí)，教師除了給學(xué)生提供無色冰塊，再提供一些有顏色的冰塊、磨砂玻璃蓋、封口袋等材料，這樣就可間接地給學(xué)生以啟示，把問題聚焦到如何明晰水珠是來自杯內(nèi)還是來自杯外的，暫時(shí)先將來自哪種狀態(tài)的水先放一放，這樣學(xué)生就能在較短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出簡單易操作的區(qū)分方法，從而將較難的探究任務(wù)解決于無形。

（三） 從提高實(shí)驗(yàn)材料的精確度入手優(yōu)化選擇實(shí)驗(yàn)材料

對于實(shí)驗(yàn)效果不是特別明顯的實(shí)驗(yàn)而言，一般的實(shí)驗(yàn)材料的誤差會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，這就給學(xué)生自主探究的順利展開帶來了困難。當(dāng)一般的實(shí)驗(yàn)材料難以滿足學(xué)生自主探究的需求時(shí)，我們就應(yīng)該從提高實(shí)驗(yàn)材料的精確度入手，優(yōu)選精確度較高的實(shí)驗(yàn)材料，為學(xué)生高效自主探究提供堅(jiān)實(shí)保障。

如五年級(jí)上冊《評價(jià)我們的太陽能熱水器》一課，以往的實(shí)驗(yàn)材料選擇存在以下幾個(gè)問題：首先，裝水容器裝水量多，在課堂有限的時(shí)間里學(xué)生制作的太陽能熱水器整體升溫的效果不太理想；其次，太陽光強(qiáng)度不可控制，課堂活動(dòng)開展受到了很大的制約，給水加溫效果也嚴(yán)重受到影響；第三，測量時(shí)由于普通溫度計(jì)過長，很難在不影響熱水器本身加熱狀態(tài)下將溫度計(jì)擺放于被測水中實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度；第四，普通溫度計(jì)靈敏度不夠，誤差較大，很難準(zhǔn)確測出經(jīng)過不同升溫措施處理后的熱水器升溫效果區(qū)別。在這么多問題的影響下，學(xué)生很難在自主探究的過程中檢測出自制太陽能熱水器的升溫效果，也難以和其他組比較得出哪些升溫措施更有效，嚴(yán)重降低了學(xué)生課堂探究的效果。

想要有效解決以上這一系列問題，就得從選擇精確性與精細(xì)化程度都較高的材料入手。筆者的做法是對部分實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行特殊選擇：首先是模擬太陽光的燈，筆者選擇了熱效能比較好、功率比較高的浴霸燈，解決了受天氣制約無法開展檢測的問題，同時(shí)縮短了升溫的時(shí)間，提高了課堂效率。其次，裝水容器筆者選擇了一個(gè)容積比較小，配有密封蓋子的透明塑料容器。選擇統(tǒng)一容器裝水，一方面考慮裝少量水可以更集中將光線匯聚到一處，便于學(xué)生靈活設(shè)計(jì)，另一方面又方便了教師對溫度計(jì)與容器的組裝。將數(shù)顯溫度計(jì)探頭與容器組合在一起，減少了手持溫度計(jì)測量時(shí)不斷開合容器對水溫的影響，另外密封的銜接處理，可以讓學(xué)生靈活改變?nèi)萜鞅徽丈浣嵌取？傊?，特殊組合的容器與溫度計(jì)套件的優(yōu)化選擇，解決了普通溫度計(jì)無法實(shí)時(shí)監(jiān)測水溫的問題，增強(qiáng)了升溫的效果，提高了檢測實(shí)效，為學(xué)生高效自主探究提供堅(jiān)實(shí)保障。

自主探究學(xué)習(xí)是凸顯學(xué)生主體性的一種學(xué)習(xí)方式，是能發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性的一種高效的學(xué)習(xí)模式。教師應(yīng)采取一切手段，幫助學(xué)生順利進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，盡可能地輔助學(xué)生高效地完成自主探究學(xué)習(xí)。教師合理選擇實(shí)驗(yàn)材料、科學(xué)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料，可以為學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效的自主探究打好扎實(shí)的根基、提供堅(jiān)實(shí)的保障，能使學(xué)生的自主探究更有實(shí)效。

（浙江省桐鄉(xiāng)市實(shí)驗(yàn)小學(xué)教育集團(tuán)春暉小學(xué) 314500）