芻議科學課程的選“材”之道

滕俊玲

【摘 要】科學課程需要通過探察物體得到知識?！犊茖W3～6年級課程標準》中也提出“科學學習要以探究為核心”。在探究學習中，教師為學生提供合適的、有結構的材料是學生進行探究學習的基礎和關鍵。學生通過對材料的操作、擺弄和思考，才能形成完整形象，從中感悟獲取科學知識的方法和過程，培養科學的創造性思維，提升自己的科學素養。

【關鍵詞】科學探究 結構性材料 科學活動

“科學學習要以探究為核心”這一基本理念已經成為所有小學科學教師的共識，在科學課堂中，我們看到教師在教學中安排各種相關的情境與有意義的科學探究活動，組織學生參與其中，親歷過程，自主地、充分地開展活動，達到培養學生科學素養的目的。為了讓學生的探究更有效，教師就必須向學生提供充分的、有結構的材料。如果探究材料不充分，活動就無法全面并深入開展；如果探究材料無結構，活動就不典型、不深刻，教學目標就僅僅是“點到”而非“達到”。因此，教師精心設計、選擇、提供的結構性材料是探究活動得以開展的根本，是學生參與實踐、自行探究的前提，是促進學生形成科學素養的關鍵。如何提供結構性材料，讓材料成為探究活動的助推器呢？下面筆者通過對《水能溶解一些物質》一課的教學，談談自己的理解。

【課堂實錄一】

活動一：

各小組的桌面上各有三杯清水、三根攪拌棒、一包食鹽、一包沙子。

師：把食鹽和沙子放入水中，它們會溶解嗎？

生：食鹽會溶解，沙子不會溶解。

師：我們怎樣進行驗證？

生：做實驗。

（學生動手實驗，食鹽倒入水中攪拌后慢慢地溶解了。沙子倒入水中經過攪拌，水馬上變得渾濁，過一會兒一部分沙子沉到杯底。學生開始議論。）

生1：老師，食鹽在水里能溶解，沙子在水里一部分溶解，一部分不溶解。

生2：我們的發現和他們一樣，食鹽在水里攪拌以后慢慢看不見了，所以它是能溶解的。沙子有的沉在下面，那些是不溶解的，還有些溶解在水里了，因為水變黃了。

（教師向學生解釋讓水變黃的是混合在沙子里的土壤，而沙子是沉在杯底的部分。）

活動二：

各小組用簡易過濾器分別過濾食鹽、沙子、面粉和水的混合物。

師：面粉在水里能溶解嗎？

生1：面粉和水一起通過濾紙，到下面的杯子中去，所以它和食鹽一樣能溶解。

生2：我認為面粉在水里是一部分能溶解，一部分不能溶解。因為在濾紙上留下了一些面粉，還有一些面粉和水一起流到下面的杯子里了。

活動三：

教師介紹完高錳酸鉀，給每個小組提供了一份高錳酸鉀和水。學生拿到材料后，沒等教師說完實驗要求就迫不及待地把高錳酸鉀放入水中。許多小組的學生拿起攪拌過食鹽、沙子、面粉的攪拌棒攪拌高錳酸鉀。

師：誰來說說高錳酸鉀在水里是怎樣變化的？

生：我們用攪拌棒攪拌以后，整杯水都變紅了，所以高錳酸鉀在水里溶解了。

……

【課堂實錄二】

教室的右上角設立了材料角，里面放置了三個活動所需要的材料。

活動一：

師：把食鹽和沙子放入水中，它們會溶解嗎？

生：食鹽會溶解，沙子不會溶解。

師：我們怎樣來檢驗自己的猜測？

生：做實驗。

師：請每個組的材料員到材料角領取材料。

（學生領取材料動手實驗。）

師：把我們在實驗中觀察到的現象和大家交流一下。

生：我們發現食鹽倒入水里攪拌以后，慢慢地看不見了，它在水里能溶解；沙子倒入水里后就沉在杯子的下面，它在水里是不溶解的。

活動二：

各小組用教師提供的固定在一個鐵架臺上的三個漏斗分別給食鹽、沙、面粉和水的混合物進行過濾并把三張濾紙平攤在桌面上。

師：現在我們能判斷面粉在水里是否溶解了嗎？

生1：面粉在水里是不能溶解的，因為它都留在了濾紙上。

生2：沙子是不能在水里溶解的，過濾后它們都留在了濾紙上；面粉也是被留在濾紙上，所以它在水里是不能溶解的。

……

活動三：

教師出示并介紹高錳酸鉀，接著把少許高錳酸鉀顆粒倒入水中。學生都驚嘆高錳酸鉀在水里出現的美麗現象。

師：想自己做實驗更仔細地觀察高錳酸鉀在水中的變化嗎？

生：想。

師：請你們把桌子上的材料收拾好，和我交換實驗的材料。

（各小組迅速整理，和教師進行材料交換，開始實驗并仔細觀察。）

師：誰能描述一下高錳酸鉀在水里的變化過程？

生1：高錳酸鉀倒下去以后，緩緩地落下來，像煙花一樣，很漂亮。

生2：高錳酸鉀落到水里會留下一條條紫色的線，就像是流星劃過天空一樣。

生3：這些線還會變粗的，杯子里的水有些也被高錳酸鉀染紅了。

……

（根據實驗要求，教師給每個小組提供一根攪拌棒。學生繼續實驗觀察。）

師：攪拌以后有什么變化？

生：整杯水都變成紫紅色了，高錳酸鉀溶解了。

……

通過對兩個案例的比較可以發現，兩次的教學設計并沒有變化，但是課堂效果卻相差甚遠。究其原因，區別主要在于材料的選擇和應用。在科學教學中，合適的、有結構的材料是學生進行探究學習的基礎和關鍵。只有通過對結構性材料的操作、擺弄和思考，學生才能形成完整的認識，從中感悟獲取科學知識的方法和過程，培養科學的創造性思維，提升學生的科學素養。

一、 提供有結構的材料

所謂“有結構的材料”就是教師經過精心設計的典型材料的組合，這種經過組合的材料，既要揭示與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，貼近學生的日常生活，還應具有趣味性，使學生喜歡，并有能力通過對材料的探索來發現問題、解決問題、獲取新知。

（一）優質的材料

科學課中的材料具有結構性的特點，使用材料的過程同時又是逐漸揭示科學概念與規律的過程，學生與材料互動的探究活動就是經驗向知識轉化的意義建構過程。因此，教師在教學中要選取優質的有利于學生認識的材料。

實錄一中的沙子是直接從沙坑中取來，沒有經過處理的；實錄二中的沙子是經過篩選、清洗、曬干的。同樣是沙子，前者由于提供的材料不合理，不僅不能發揮它的作用，反而對學生產生了誤導。

這樣的情況在其他的實驗中也很常見，如《物體在水中是沉還是浮》中的紅蘿卜，它在水中有時浮有時沉。有的教師在試教時紅蘿卜是浮的，到了正式上課時蘿卜卻是沉下去的。原來蘿卜在水中浸久了就沉了下去，還有的紅蘿卜原來就是沉下去的。因此，教師課前一定要精心檢查準備的材料，防止因為材料的原因而引起學生錯誤的認識。

（二）適宜的材料

科學課中的材料雖然具有一定的普遍性，但是不同的地域，不同的學校，不同的學生，使用的效果也不一樣。因此，教師要根據實際情況，選擇適宜的材料，因地制宜地引領學生進行科學探究。

一位農村教師在帶領學生養蠶的過程中，因為找不到桑葉，把養蠶活動變成了飼養菜青蟲。如今，要為數百條蠶提供桑葉，不僅是城里的學校難以實現，就是農村學校也是“不可能的任務”。 菜青蟲的食物容易得到，而且它具有很強的適應能力，便于學生飼養。同時，菜青蟲和蠶同屬節肢動物中的昆蟲類動物，它們的成蟲身體結構十分接近，整個生長發育過程也十分相似。因此，把養蠶變成飼養菜青蟲，不僅能使這一飼養活動變得更加簡便可行，也更容易達到教學目標。

除了因地制宜地選擇材料，教師還可以根據需要對材料進行改造，提供最便捷的材料，以此提高探究的效率。

在過濾實驗中，如果采用科學工具箱里的簡易過濾器，效果不明顯，還容易誤導學生。如果采用科學規范的過濾裝置，需要三個鐵架臺，使得本來就狹窄的桌面更加擁擠。在實際教學中，筆者把三個漏斗按不同方向和高度固定在同一個鐵架臺上。經過這樣的改造，過濾的效果不但沒有受到影響，反而充分利用了空間，在使用和整理時更加方便，有效地提高了課堂效率。

二、有結構地呈現材料

一些優秀的科學教師上課，課堂上沒有明顯地維持紀律的痕跡，但學生的探究活動進行得有條不紊，該動手時就動手，該停時就停。奧秘在哪里呢？除了其駕馭課堂的高超能力外，還有一點就是善于通過掌控材料來調控學生的探究活動。在科學探究中，一種材料就預示著一個現象，可以設置一個情境，進行一項探究。不管是有關，還是無關，每一種材料的出現都有其明顯的目的性。把握了課堂上材料的呈現結構，就把握了課堂的結構。

（一）適時提供材料

在科學課上要給學生提供“有結構”的材料，不僅要注意材料的種類、材料的組合，還要考慮材料提供的時間和次序。

兩位教師在教學《物體在水中是沉還是浮》一課時，都準備了三組材料。第一組：一些肯定會下沉（螺帽、橡皮塊等）、肯定會上?。ㄅ菽⒓埰龋┖碗y以辨別沉浮的材料（回形針、光盤等）；第二組：大小一樣、輕重不一樣的材料；第三組：輕重一樣、大小不一樣的材料。一位教師同時把三組材料提供給學生，讓他們根據研究的需要選擇使用材料。結果實驗結束了學生對“沉浮”與物體“大小”“輕重”的關系并沒有深刻的了解，仍舊停留在“好像有一點點關系”的階段。另一位教師則在學生認識的不同階段分別提供材料，學生的思維活動由矛盾開始步步推進，到最后形成非常清晰的關于“沉浮和大小的關系”“沉浮和輕重的關系”的概念。

為何同樣的材料第二位教師就能發揮出較好的作用呢？其奧秘就在于材料的“結構性”。教師通過材料的選取和組合以及交給學生時的順序，可以幫助學生發現和提出問題，同時也就形成了結構。因此，為了使材料的結構更清楚，材料的發放有時需要分階段、分層次進行。

（二）適時回收材料

科學課中，一節課往往會出現幾組不同的材料。在實驗操作或者交流匯報時，如果桌面上還擺放著其他的探究材料，學生的注意力往往會發生轉移，既無法認真細致地觀察實驗現象，也不能認真傾聽其他同學的發言，更不能積極參與交流，大大降低了探究的成效。因此，課堂中教師應隨著探究活動的推進適時回收材料，避免因材料而產生與學習無關的行為。

在實錄一中，教師讓學生觀察高錳酸鉀在水里的溶解過程，由于實驗桌上仍然擺放著前兩個活動中的材料，不少學生還在杯子里不停地攪拌著，有的小組甚至直接用前面的攪拌棒攪拌高錳酸鉀，學生的注意力并沒有集中在觀察高錳酸鉀的溶解過程上。實錄二中，教師和學生進行了材料交換，再觀察時，學生的面前只有高錳酸鉀和水，沒有其他材料的干擾，觀察的效果明顯提高了。

還有一位教師在執教《熱氣球》時，課前在每張實驗桌上放了塑料袋、蠟燭等，卻沒有火柴。因為沒有火柴，學生上課時只稍稍注意了一下材料，就認真聽課了。實驗開始時教師才把火柴分給各組。探究活動一結束，各組剛把蠟燭吹滅，教師隨即就把火柴收了回來，避免了討論交流階段學生再去動手操作，分散注意力。

實踐表明，材料的呈現時間與發放順序有助于較好控制課堂的教學秩序與教學節奏，使學生的研討與探究有足夠的時間與質量?！妒雏}在水里溶解了》一課中，三個活動的材料分成三塊，并適時地按教學內容結構的順序出現，讓學生在遠離材料的情況下動腦，讓學生在擁有材料的情況下充分地有效探究。

“材料引起學習，材料引起活動”。材料是學生解決科學問題、獲得科學知識、提高探究能力的基本載體，是學生感受科學與生活的聯系、體驗科學價值的重要資源。教師只有立足于提供有利于學生探究的典型材料，才能促進探究活動的順利進行，才能降低探究難度，使學生自主實驗、觀察，積極參與到實踐活動中去，獲取新知，從中感到成功的喜悅和創造的愉快，增強學習自覺性和自信心，提高科學探究的效率。

（浙江省金華師范學校附屬小學 321000）