創造性地使用材料

◇陸詠梅

學習科學，材料是很重要的。教師根據重要的科學概念組成有結構的材料，兒童通過支配材料發現意義。教師給孩子們提供學習材料，創造探究氛圍，給予支持和鼓勵，使孩子們行為發生了變化，這就是在“教”，而孩子們行為的改變就是在“學”。材料、學生、教師構成了一個相互作用的系統，一個教和學的系統。顯然，這個系統是以材料為載體的。教材為我們提供了使用材料的范例，但不是標準，很多時候我們需要創造性地使用材料，以更好地開展教學。下面以《沉和浮》單元為例談談我的嘗試。

一、材料的選擇與改進

材料選擇有一些指導原則：一是材料要和重要的科學概念相關；二是這些材料應能引起孩子們的興趣，激發思考，并有能力探求其意義；三是這些材料應有多種相互作用，應該有較大的余地，使用許多不同的路子進行探究；四是每個孩子都要有足夠的材料；五是這些材料不應從心理上產生一些標新立異的活動。

根據以上原則和本單元的教學目標，我對單元材料進行了選擇和改進。

第1課《物體在水中是沉還是浮》,“觀察同一種材料構成的物體在水中的沉浮”的活動，教材上選用的是胡蘿卜，我改用蠟燭。胡蘿卜切小可能有沉有浮，屬于特例，會讓學生一頭霧水，放在單元后面學生會理解，原來是同一個胡蘿卜各部分密度不同。

第2課《沉浮與什么因素有關》，控制變量研究物體在水中的沉浮與重量和體積有沒有關系。教材上選用的是同體積、不同重量的小球，可以拉伸改變體積大小的圓柱體。我在教學中就選用了可以改變體積大小的圓柱體，用于配重的墊圈和螺帽。目的是讓學生自主探究，自己改變圓柱體的輕重、體積改變圓柱體的沉浮，在富有挑戰的任務中發現物體的沉浮與物體的體積和重量有關。

第3課《橡皮泥在水中的沉浮》，這一課的材料：2人一組，每人一塊橡皮泥和一個燒杯。橡皮泥采用了可塑橡皮，可塑性好，遇水不化。燒杯用多大的合適？顯然，要測量排開的水量就不能用大燒杯，250毫升比較合適，還需要細分刻度，打印好刻度條貼到燒杯上就可以了。

第4課《造一艘小船》繼續使用可塑橡皮，4人組一起使用，小組間PK。

第5課《浮力》，采用了不同于教材的測量方法——配重法，重組材料改進實驗。材料：用木塊（軟木塞）代替泡沫塑料。木塞容易找到，耐用，比泡沫重一點，方便測自重。選用測量范圍在0—2.5N的測力計，最小分度值為0.05N。用1000ml的大燒杯代替水槽，細分刻度，使分度值更小，方便觀察排開的水量。

方法：木塊中間鉆一個孔，再用縫衣針穿一圈，既可以固定木塊在線上的位置，又容易調整，通過調整木塊的位置來控制木塊浸入水中的部分。然后在線的兩頭各打一個掛結，一頭掛測力計，一頭掛鉤碼。

實驗（1）鉤碼在水中，木塊在空氣中，實驗（2）鉤碼和木塊全部浸入水中，

對比分析實驗（1）和（2）的數據，為什么會變輕了？只有一個原因，木塊受到了水的浮力！浮力是多大？變輕的就是木塊在水中受到的浮力。

第6課《下沉的物體會受到水的浮力嗎？》，兩個活動我選用的都是馬鈴薯。馬鈴薯圓滾滾怎么掛呢？很簡單！在馬鈴薯上穿針引線，系上一根細棉線，無論拿在手里，還是掛在測力計上，還是控制浸入水中的體積，很是得心應手。

第7課《馬鈴薯在液體中的沉浮》繼續如第6課使用馬鈴薯，取放自如。

第8課《探索馬鈴薯沉浮的原因》，教材上選用的是鉤碼，體積比較小，在水和鹽水中浮力大小不明顯。于是仍舊使用馬鈴薯，可以切小，馬鈴薯的體積用量杯測量，然后和同體積的液體比較，同時放在天平上比出輕重。馬鈴薯比同體積液體重就沉；馬鈴薯比同體積液體輕就浮。其實就是兩者密度的比較，學生能理解了。

二、材料的呈現與使用

有結構的材料為學生的科學探究提供了條件，但有時候老師會覺得很辛苦，準備了材料，而學生忙得亂糟糟，材料沒有發揮應有的價值，課堂沒有達到預期的效果。圍繞材料以問題引領課堂開展科學探究，是達成教學目標的有效策略。科學探究常常以問題引領探究，一堂課往往有幾個核心問題，每個問題不是孤立的，問題與問題之間，問題與其他活動之間應有良好的聯系，形成良好的、優化的結構。好的問題能引起學生的思維活動，激發探究欲。我們希望學生在探究中達到1+1＞2的目標。

例如《橡皮泥在水中是沉還是浮》一課，主要圍繞三個核心問題循序漸進進行探究。一是“把這塊橡皮泥改變形狀，是沉還是浮？”二是在學生活動基礎上提出問題：“為什么有的碗形沉，有的碗形浮？”三是把學生的問題轉化為進一步探究的問題：“同一塊橡皮泥，沉的碗和浮的碗排開的水量哪個大？”這是本節課的重點，學生發現物體浮的形狀排開水量比沉的大，橡皮泥達到一定的排水量才會浮。學生還有后續問題：“浮的空心球和浮的碗排開水量一樣嗎？”學生的學習比較深入。

三、材料賦予記錄思維活力

探究記錄可以輔助科學探究，幫助學生從具體到抽象建立概念，從混亂中找到規律。本單元教材上的記錄單大多數是數據表格，比如《橡皮泥在水中的沉浮》《浮力》《下沉的物體會受到水的浮力嗎？》等課。但是抽象的數據缺少形象聯系，學生往往填好了都不知道填的是什么。根據維果茨基概念發展體系，五年級學生的思維處于“前概念”水平層次上（相當于皮亞杰的具體運算階段），其特點是已發展成為抽象的思維，但卻又總和具體事物保持著某種聯系。于是我借助材料從探究記錄上找突破，讓記錄簡便易行，有助于兒童通過模型來發展前概念思維。

具體操作上，一般上課時結合課堂教學，老師板畫指導，用實驗圖和數據結合的直觀方式指導探究和記錄，然后整理分析數據抽象概念。這樣的探究記錄體現學生的思維，幫助學生的交流與表達，作為事實和證據為小組和全班整理、分析、質疑、解釋、產生新問題提供基礎。學生的思維從形象到抽象，記錄成為學生發展前概念思維的腳踏石。