常態(tài)科學(xué)課探究材料的不足及改進

朱小琴

摘 要 探究材料是學(xué)生進行科學(xué)探究活動不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是學(xué)生正確建構(gòu)科學(xué)概念、提高科學(xué)技能的主要依靠。目前，常態(tài)科學(xué)課中的探究材料還存在準(zhǔn)備不恰當(dāng)、使用不規(guī)范等問題，需要在出示時機、使用意義、整理歸類等方面進行規(guī)范，實現(xiàn)科學(xué)探究從低效到高效的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞 小學(xué)科學(xué) 探究活動 探究材料

小學(xué)科學(xué)是一門實踐性課程，探究活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式?？茖W(xué)探究活動的順利開展，必須借助于相關(guān)的探究材料，學(xué)生只有通過對材料的觀察、實驗或制作，才能建構(gòu)起相應(yīng)的科學(xué)概念，提高相應(yīng)的科學(xué)技能。然而，筆者在平時的聽課中發(fā)現(xiàn)，評優(yōu)課、公開課中的探究材料準(zhǔn)備精心、設(shè)計新穎，效果突出;但常態(tài)科學(xué)課中探究材料卻沒有得到應(yīng)有的重視，存在準(zhǔn)備不恰當(dāng)、使用不規(guī)范、隨意性較大的現(xiàn)象。

一、探究材料準(zhǔn)備及使用的不足

1.準(zhǔn)備不恰當(dāng)

探究材料準(zhǔn)備是否恰當(dāng)，直接影響著科學(xué)探究活動能否順利進行。小學(xué)科學(xué)儀器室大多不配備實驗員，探究材料準(zhǔn)備的任務(wù)一般由科學(xué)教師自己完成，有些科學(xué)教師同時擔(dān)任幾個年級的教學(xué)，所以就會出現(xiàn)探究材料準(zhǔn)備不恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。

（1）探究材料不科學(xué)?？茖W(xué)性是選擇探究材料的主要標(biāo)準(zhǔn)之一，這是由小學(xué)科學(xué)學(xué)科性質(zhì)所決定的。只有探究材料本身具有科學(xué)性，才能確保探究結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如在探究“同一種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮與自身的體積與重量有無關(guān)系”時，探究材料就不能使用紅蘿卜，因為紅蘿卜由于生長環(huán)境、成熟程度、蘿卜品種等原因，其密度本身就分布不均勻。

（2）探究材料缺興趣。在科學(xué)探究活動中經(jīng)常會看到這樣一種現(xiàn)象：教師課前花了很大力氣準(zhǔn)備探究材料，但是學(xué)生經(jīng)過操作，還是有不盡如人意的現(xiàn)象。如探究“磁鐵能吸什么樣的物體”時，不僅要選擇學(xué)生生活中的鐵質(zhì)材料，更應(yīng)選擇學(xué)生不太確定，又能激發(fā)探究欲望的材料，如硬幣、紐扣電池等。

（3）探究材料過繁雜。探究材料并不是越多越好，有時探究材料多了，反而會分散學(xué)生注意力，干擾實驗過程。科學(xué)教師在準(zhǔn)備材料的時候，要做到簡單有效，要用最少的材料發(fā)揮最大的教育價值。 例如一位教師在上“聲音的產(chǎn)生”一課時，準(zhǔn)備了保鮮袋、直尺、橡皮筋、廣口瓶、三角鐵、音叉、小軍鼓、黃豆、氣球、小喇叭等13種材料，供學(xué)生自主探究聲音產(chǎn)生的條件，整節(jié)課很熱鬧、學(xué)生也很忙碌，但很多小組面對這么多材料時要么不知如何下手，要么偏離探究方向。

（4）探究材料難操作。由于不同年齡學(xué)生的動手能力不一樣，在準(zhǔn)備實驗材料的時候應(yīng)考慮到學(xué)生操作的難易程度。如在探究“擺的快慢是否與擺繩的長度有關(guān)”時，學(xué)生因不會對繩子打結(jié)，會白白浪費了很多時間;在“擰螺絲”一課制作小木凳活動時，學(xué)生因木質(zhì)較硬螺絲擰不緊，影響了制作效果。

（5）探究材料不典型。材料的典型性是指經(jīng)過有效遴選，能體現(xiàn)所要學(xué)習(xí)的概念、特征及規(guī)律。如“龐大的家族”的教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生觀察各種昆蟲標(biāo)本，歸納概括出昆蟲的共同特征。但實驗室統(tǒng)一配備的標(biāo)本盒只有一種鞘翅目昆蟲，且足壓在身體下面，膜翅藏在鞘翅下面沒有展開，學(xué)生觀察這樣的標(biāo)本，會對昆蟲特征的認(rèn)識產(chǎn)生很大的干擾。

2.使用不規(guī)范

精心準(zhǔn)備的實驗材料只有規(guī)范使用才能發(fā)揮它應(yīng)有的作用，然而，有些教師對材料出現(xiàn)時間、使用意義、整理歸類不夠用心。

（1）出現(xiàn)時間不適宜。如果問學(xué)生為什么喜歡科學(xué)課，相信他們都會說：科學(xué)課有很多好玩的實驗材料，我們可以用好玩的實驗材料來做有趣的實驗。如果課前將材料一股腦兒地呈現(xiàn)在桌面上，當(dāng)學(xué)生進入實驗室，他們會不由自主地對桌上的實驗材料產(chǎn)生興趣，總想著去摸一摸、玩一玩，干擾正常教學(xué)。

（2）使用意義不深刻。動手動腦學(xué)科學(xué)、做科學(xué)是兒童學(xué)科學(xué)的應(yīng)然狀態(tài)。手腦并用，交融共生，符合兒童的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，契合科學(xué)課程的本質(zhì)屬性。探究材料對學(xué)生探究的意義，不應(yīng)停留在做，而應(yīng)體現(xiàn)在先思后做、邊做邊思、先做后思等多種狀態(tài)。但是，在常態(tài)科學(xué)課堂中，探究材料多為動手操作而服務(wù)，即學(xué)生利用探究材料按照教師課前預(yù)設(shè)好的過程觀察、實驗、制作，忽略了材料“思”的意義。

（3）整理歸類不到位。學(xué)生對動手操作實驗很感興趣，但對實驗結(jié)束后的材料整理沒有意識。實驗結(jié)束后，我們經(jīng)常會看到實驗桌上的探究材料“一片狼藉”，這樣既增大了上課教師整理的工作量，同時也不利于學(xué)生良好實驗習(xí)慣的培養(yǎng)。

二、探究材料準(zhǔn)備的原則

依據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)及小學(xué)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，探究材料必須是方便學(xué)生操作、實驗現(xiàn)象明顯、實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、易于激發(fā)學(xué)生興趣的。在科學(xué)實驗探究材料準(zhǔn)備的過程中，一般來說要注意以下幾個原則。

1.精選材料，一材多用

實驗材料不在多，而在精。精選材料具有承載信息、組合活動、促進操作、豐富思維的多重作用。一材多用可以體現(xiàn)在一個材料在同一探究活動中多次使用，也可以體現(xiàn)在同一個材料可以在多個探究活動中重復(fù)使用。如“空氣占據(jù)空間”，教師整節(jié)課選用一個去底帶蓋的礦泉水瓶、一個乒乓球、一根吸管，通過“如果用一個去底帶蓋的礦泉水瓶罩在一個浮在水面上的乒乓球，乒乓球會在瓶子的哪個位置？”“你有辦法讓乒乓球到瓶子的上部嗎？”“你有辦法讓乒乓球停在瓶子的任何一個部位嗎？”三個活動逐層深入，學(xué)生通過簡單的材料進行深入研究，興趣高漲、思維活躍。

2.簡單明了，易于操作

（1）選用操作方便的電子器材。隨著技術(shù)的進步，器材室可以根據(jù)需要適當(dāng)配備一些電子器材，如電子點火器、電子溫度計、電子稱等，學(xué)生操作簡單、安全方便。但是，科學(xué)課中指導(dǎo)學(xué)生正確使用基本儀器的時候就不能用電子器材替代，如“指導(dǎo)學(xué)生正確使用溫度計”時，應(yīng)該在指導(dǎo)學(xué)生正確使用傳統(tǒng)溫度計之后拓展電子溫度計的使用。

（2）選用操作方便的“新型材料”?！靶滦筒牧稀笔侵感Ч黠@，操作簡單、價格又不貴的材料。如探究“固體熱傳導(dǎo)”時，教材中建議用凡士林將火柴梗間隔粘在鐵棒上，然后用酒精燈加熱，觀察火柴梗掉落的順序來判斷熱在鐵棒中的傳遞過程，學(xué)生使用凡士林時手一抖火柴就會掉落，而且凡士林量的多少會影響實驗效果，用變溫油墨替代凡士林涂抹在鐵棒上，通過油墨的變色判斷熱在鐵棒中的傳遞。

3.發(fā)動學(xué)生，激發(fā)興趣

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，觀察、實驗的對象很多都是學(xué)生生活中常見的自然事物和現(xiàn)象。實驗操作材料可以引導(dǎo)學(xué)生到生活中、到大自然中去尋找。這樣，既能解決老師準(zhǔn)備材料的壓力，也能解決材料不足的問題，更重要的是能把準(zhǔn)備材料的過程變成學(xué)生觀察的過程、探究的過程。如學(xué)生在尋找“各種各樣的葉子”的過程中，就會主動觀察不同種類、顏色、形狀的葉子。

4.下水實驗，關(guān)注細(xì)節(jié)

下水實驗是指教師在準(zhǔn)備材料的過程中，利用準(zhǔn)備的材料先進行試驗，關(guān)注實驗材料操作是否安全、學(xué)生操作是否順利、實驗現(xiàn)象是否明顯、實驗數(shù)據(jù)是否容易采集等。如探究“小車的運動與拉力有什么關(guān)系？”時，拉力就不能用鉤碼來表示，因為用“一個鉤碼的拉力”小車運動就非常快，學(xué)生來不及用秒表測試，更不用說“兩個鉤碼的拉力”“三個鉤碼的拉力”了。其實，如果教師課前做過下水實驗，把鉤碼換成回形針效果就會大不相同。通過測試，5個回形針為一串，一串一串加，實驗效果就很明顯。

三、探究材料使用的策略

1.適時出示，保證學(xué)生有效探究

材料是學(xué)生進行科學(xué)探究的操作對象，材料的呈現(xiàn)要根據(jù)科學(xué)探究的進程、學(xué)生思維發(fā)展的過程，適時出示、分批發(fā)放。材料可以出現(xiàn)在探究之始，啟發(fā)學(xué)生思考探究方案;可以出現(xiàn)在探究之中，借助材料有序開展觀察、實驗或制作;還可以出現(xiàn)在探究之尾，分析尋找成功與失敗之因。如“導(dǎo)體和絕緣體”教學(xué)，教師將實驗材料分為三組：第一組是一小杯鹽;第二組是不同濃度的鹽水;第三組是一杯清水、一杯鹽、一把調(diào)羹。教學(xué)時，三組材料隨著“鹽能導(dǎo)電嗎？”“鹽不能導(dǎo)電，那鹽水能導(dǎo)電嗎？”“不同濃度的鹽水導(dǎo)電性有什么不一樣？”探究任務(wù)的進行分三次出示，整個探究活動環(huán)環(huán)相扣、有序進行，學(xué)生思維層層深入、逐漸明朗。

2.深化使用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

從學(xué)生“做科學(xué)”的角度來講，探究材料的意義不僅僅在于純粹的動手操作，應(yīng)與動腦相結(jié)合，使學(xué)生有機會參與思考、討論、設(shè)計，促進學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。

（1）用材料活躍學(xué)生方案討論。認(rèn)知主義教學(xué)理論不僅關(guān)注教師怎樣教，更關(guān)注怎樣學(xué)。探究方案的提出應(yīng)該鼓勵學(xué)生自己想辦法、提方案，引導(dǎo)學(xué)生自由地、按照自己的思路從不同的方面進行探究，而探究材料就是一個很好的腳手架。如“探究昆蟲的奧秘”一課，在探究“螞蟻會被圓圈圈住可能與什么有關(guān)系？”時，學(xué)生起初只想到可能與畫圓圈的筆的氣味有關(guān)。學(xué)生通過觀察“不同水筆、不同大小螞蟻”得到啟發(fā)，認(rèn)為還可能與螞蟻的大小有關(guān)，可能與圓圈的顏色有關(guān)，可能與圓圈線條的粗細(xì)有關(guān)……學(xué)生的思維空間一下子打開了，讓學(xué)生有更多的探究機會和更真實的探究。

（2）用材料引發(fā)學(xué)生深入思考。小學(xué)生善于從比較中發(fā)現(xiàn)問題，善于在比較中深入追問。在設(shè)計材料時，可以巧設(shè)對比，引起認(rèn)知沖突、引發(fā)思維碰撞。如在“要學(xué)會選擇合適螺絲刀擰螺絲”的探究活動中，可以設(shè)計不同類型、不同型號的螺絲刀幫助學(xué)生對比。學(xué)生通過操作發(fā)現(xiàn)：不同螺絲要用不同類型的螺絲刀來擰，相同螺絲可以用不同型號的螺絲刀來擰，中號螺絲刀比小號螺絲刀擰起來會更省力?！盀槭裁粗刑柭萁z刀擰起來會更省力一些？”“是不是用大號的十字螺絲刀擰起來會更省力？”……學(xué)生在追問過程中思維得到不斷深化和發(fā)展。

（3）用材料啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計。學(xué)生探究的過程是一種實踐的過程、體驗的過程，更是一種發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程。探究材料多元化，有助于學(xué)生進行創(chuàng)意設(shè)計。如“像科學(xué)家一樣……”的教學(xué)，教師給學(xué)生提供了焦距為300毫米、100毫米的凸透鏡，焦距為100毫米凹透鏡三種鏡片，提供了20厘米、30厘米、40厘米三種不同長度的鏡筒，課堂中，學(xué)生根據(jù)自己已有的認(rèn)識，自主選擇鏡片、鏡筒，展開設(shè)計、測試，學(xué)生在動腦又動手的過程中點燃創(chuàng)新思維。

3.留心整理，培養(yǎng)學(xué)生探究習(xí)慣

學(xué)生整理探究材料的習(xí)慣不可忽視。材料整理既包括操作材料的整理，也包括用材料制作作品的整理。操作材料可以通過分裝取用、設(shè)立材料管理員、布置材料超市等方式，引導(dǎo)學(xué)生及時整理上交，培養(yǎng)學(xué)生有序整理的習(xí)慣。制作作品是學(xué)生進行探究活動的成果，科學(xué)教師不應(yīng)該把學(xué)生作品隨意丟棄，可以在作品展覽柜中展示，培養(yǎng)學(xué)生尊重勞動成果的習(xí)慣。

作為科學(xué)教師，不僅要重視公開課、研討課探究材料的設(shè)計，更要重視常態(tài)科學(xué)課中探究材料的精心設(shè)計與充分準(zhǔn)備，在出示時機、使用意義、整理歸類等方面進行規(guī)范，實現(xiàn)科學(xué)探究從低效到高效的轉(zhuǎn)變。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017：1-4.

[2] 江美華.學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)從哪里來[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2013：115-117.

[3] 顧長明.選用實驗操作材料要注意“六性”[J].教學(xué)儀器與實驗，2014（02）：16-18.

[4] 張華.小學(xué)科學(xué)實驗材料板塊的“痛點”與“診方”芻議[J] .理論探索，2121（12）：8-9.

[責(zé)任編輯：陳國慶]