如何有效地發揮科學探究材料的結構性

王敏

小學科學是以培養科學素質為宗旨的科學啟蒙課程。科學活動能夠對探究、實踐的內涵進行完美詮釋，是科學教學的精髓。然而，準備教學材料是科學老師實施探究活動最頭疼的一件事，也是最費時間甚至金錢的事。雖然，實驗室也有些教學用具，但面對新教材新理念，就需要老師精心設計、選擇、提供結構性材料，這也是學生參與實踐、自行探究的前提，使學生形成科學素養的關鍵。

科學探究材料的結構性，是指材料的合理性，是老師精心設計與典型教學材料巧妙組合，使其具有豐富內在聯系的材料的特點。這種結構性材料，既能揭示教學內容有關的一系列現象，體現教材的科學性，又要符合學生年齡特征和認知規律，貼近學生生活，吸引學生興趣，這樣學生才能形成完整的形象，最終獲取對事物的正確認識。但是在實際教學中，并不是將具有結構性特點的材料簡單地呈現給學生，就能達到教學目的，那么，如何才能使結構性材料在探究活動中發揮其有效性？筆者在實際教學中注意觀察、思考、探索，并且粗淺地認為：

一、結構性材料的運用要“三適”

張紅霞教授在《科學究竟是什么》一書中指出：“越成功的教學越是簡潔明了的。 可以用 4 個材料說明問題的就不用5 個，能用簡單材料解決的就不用復雜材料。 ” 過多過繁雜的材料容易干擾學生的學習，很可能使學生的思維誤入歧途，所以在教學中運用結構性的材料要做到“三適”，即適時、適當、適量。

首先，各種材料的出示的時機要合適，這也是結構性材料能夠保證其結構性的重要因素。有好的材料，如果出示時機不當，破壞了其結構性，結果會給學生的探究帶來困惑，甚至使學生誤入歧途，難以實現教學目標。如有的老師上《熱氣球》一課。課前，每張實驗桌上放了塑料袋、蠟燭、回形針等，就是沒有火柴。上課以后， 學生只稍稍注意了一下桌上的那些材料， 就認真地聽課了。 直至活動時老師才把火柴分給各組，探究活動一結束，各組剛把蠟燭吹滅， 老師就把火柴收了起來，避免學生因對火柴的“熱愛” 再動手而分散實驗后集中研討的注意力。

其次，材料的種類和數量要適量。古語云，過之而猶不及。尺度把握不當，就會適得其反。過少的材料不能歸納出事物的特征，過多的材料又會形成干擾。例如，上《怎樣加快溶解》一課時，如果教師實驗前將實驗要用到的糖塊一股腦兒的全發給學生，那么教學中就可能會出現這樣尷尬的場景：有些學生一下子把所有的糖塊倒入水杯里， 或者把所有的糖塊碾碎了，使后繼對比實驗無法進行。如果老師在實驗過程中根據需要將糖塊分次發給學生，這樣探究活動就會循序漸進，有條不紊，避免了不必要的混亂，教學效果大相徑庭。因此，教師在材料的出示數量上要優選，精用。

最后，材料的對象選擇要適當，材料的組合要適當。既要使實驗能達到目的，又要使實驗現象明顯，如在《壓縮空氣》一課中，要求學生用注射器抽好空氣，并用橡皮將注射器出口堵住，體驗“空氣可以被壓縮”。這時，總會有學生認為空氣是跑到橡皮里去了，這是由于橡皮本身的特性對學生產生了干擾。如果教師用一只手指將針管堵住，相信就不會有學生產生如此認識了。

二、結構性材料要具有差異性

《科學課程標準》指出：學生對周圍的世界具有強烈的好奇心和積極的探究欲，學習科學應該是他們主動參與和能動的過程。讓他們自己提出問題、解決問題，比單純的講授訓練更有效。有些科學探究活動，具有一定的廣度和深度，要讓學生在探究活動時自己去發現問題、解決問題，教師要給學生準備有差異性的材料，從而更好地激發學生進行科學探究的熱情。

曾經聽過一節低年級《磁鐵的本領大》一課，在第一個活動探究“磁鐵能吸引哪些材料”時，教師給孩子們提供了很多實驗的材料，其中鑰匙準備了兩把，一把是能被磁鐵吸引，一把是不能被磁鐵吸引。實驗后進行匯報，教師一句恰當的提問，“為什么鑰匙①能被磁鐵吸引，而鑰匙②卻不能？”一石激起千層浪，學生思維的火花被點燃，有的學生大膽猜測：可能是兩把鑰匙的材料不同，一把是鐵做的，一把是銅做的。探究的熱情再次被激發，進一步的探究活動又開啟，經過觀察實驗研究和討論，證明確實如此。從而進一步證實了磁鐵只能吸引鐵一類的物質。此處，材料的差異性起到了畫龍點睛的作用。在第二個活動“用磁鐵辨別哪些硬幣能夠被磁鐵吸引”時，因為條件的限制，未能準備分組實驗研究材料，教師用多媒體展示了不同版本的1角、5角、1元的硬幣，教師和學生一起討論分析是否吸引的原因，收到了較好的教學效果。但筆者以為，如果不是條件的限制，教師能提供不同版本的1角、5角、1元的硬幣，讓學生實驗對比研究，經歷發現問題、解決問題的一系列過程，使學生的知識和能力在探究中就能得到更好的建構，那么這些材料的差異性就會更好地發揮其有效性。

三、結構性材料的呈現要“超市式”

在以前的科學課堂中，教師往往在課前就將實驗要用的材料準備好放在每組的實驗桌上，以便于實驗時信手拈來，但課堂上卻經常出現這樣的情況，還沒有等老師交待完實驗要求、實驗步驟等，學生就迫不及待地擺弄起桌上的材料，這樣，給組織教學帶來了一定的難度，影響了課堂探究的效率。因此，探究材料放在哪里，探究材料何時呈現顯得非常重要。在教學三年級自編教材《空氣中有水嗎》這一課時，教研室姜主任采用“自主選購式”，亦即“超市式”為學生呈現探究材料，收到了良好的教學效果。課中，學生經過實驗操作將冰塊放入鐵罐并觀察到鐵罐外壁有水點出現，從而對水珠的來源作出大膽的猜想。從學生眾多的猜測中，姜主任用簡潔的的語言引導學生概括出兩種可能：一是水是從鐵罐中跑出的；二是水是空氣中的。其中“水是從鐵罐中跑出的”又有兩種猜想：一是水從鐵罐中滲出；二是水從瓶口跑出。怎樣證明水是否從鐵罐里滲出來？怎樣證明水是否從瓶口跑出？確定問題后，選取材料，小組探索。教師并沒有將材料一股腦地呈現給學生，而是為學生提供了盡可能多的結構性材料，并把它們統一放在教室的一角，供學生自主地選用。于是，學生設定方案便各取所需，五花八門的實驗也就出現了異彩紛呈的景象：在罐內放入冰塊后，有的滴墨水，有的放鹽，有的放糖，有的在罐口封塑膜……通過嘗、看等方式去驗證自己的假設。在這一教學過程中，這種“超市式”的材料提供比直接在實驗桌上擺放鐵罐、冰塊、紅水三種材料，不僅在發展學生的發散性思維方面，而且在提高學生自主探究的興趣和能力方面都有效得多，使結構性材料的有效性達到多元化的發展。

總之，提高科學教學的有效性是深化課程改革的關鍵和根本要求，是科學教師教學中需要面對的一個長久的、棘手的又必須要關注、要解決的問題。這需要我們廣大科學教師在不斷的實踐總結中不斷地完善，讓我們在整體把握教材的基礎上，合理運用探究材料的結構性，充分發揮結構性材料的有效性，讓科學教學真正做到“科學”、有效。

【作者單位：贛榆縣實驗小學 江蘇】endprint