基于身邊物品的小學《科學》課程探究

小學《科學》課程在很多情況下需要學生自己動手做實驗來進行學習，而積極有效的實驗探究，有助于學生掌握科學知識和提高科學素養。《小學<科學>課程標準》提倡使用身邊易獲取、低成本的物品進行探究活動和課程實驗，強調學生進行探究活動。科學源于生活，身邊的很多小物品中蘊含著許多科學原理。學生在參與探究、利用和挖掘身邊物品蘊藏的科學原理時，會有很多意想不到的收獲。本文結合現行的教科版小學《科學》教材與平時的教學實踐，談談基于身邊物品的小學《科學》課程探究的幾點思考。

一、以身邊物品觸發探究話題

由學生自主發現和提出科學探究的問題是最有價值的，而問題的提出需要思維在一個不斷沖突的過程中才能實現。只有讓學生親歷活動，他們才能在真實的活動中、在矛盾的沖突處產生新問題。小學《科學》課程教學中，利用身邊的物品創設思維的情境，是觸發學生產生探究話題的重要途徑之一。如六年級上冊第三單元《電和磁》的教學中，一位教師先是用談話的方式引入（1820年4月，丹麥科學家奧斯特在一次實驗中偶然讓通電的導線靠近指南針，發現了一個奇怪的現象。奧斯特有什么驚奇的發現呢？讓我們也來重現這歷史性的一刻吧！），接著，出示簡單電路與指南針的裝置，讓學生進入第一個探究活動（通電導線與指南針）。另一位教師則利用一個半封閉的紙盒，把奧斯特發現電流磁效應的實驗裝置（簡單電路、電池、開關）藏起來，在紙盒的上面挖了一個小正方形空隙使其只能看到指南針和一截導線，然后以表演一個“小魔術”為幌子，悄悄地接通電源，讓學生看到與導線平行放置的指南針的小磁針稍稍發生了偏轉，水到渠成地引出了探究問題——“是什么原因讓指南針的小磁針發生了偏轉”。

可以看出，上述兩種引入方式最大的不同之處在于，第二位教師利用了一個身邊常見的物品——長方體紙盒，稍作加工處理后把它變成了一個小魔術的道具——小暗箱，遮擋了大部分的實驗裝置。學生在看到細微的現象后就迫不及待地想知道其中的“秘密”，在強烈的求知欲的驅使下，課堂氣氛就會變得特別活躍，學生紛紛希望自己能像科學家奧斯特一樣體驗“通電導線產生磁性”的探究實驗。又如三年級下冊第四單元《磁鐵有磁性》一課，仍然可以用小魔術——“隱形”的磁鐵隔著玻璃瓶吸上水中的回形針引出探究磁鐵的性質；再如六年級下冊第一單元《放大鏡下的晶體》一課，出示用鉛筆、透明的玻璃杯、濃食鹽水、細線制作的食鹽晶體，引出“美麗的晶體”這個探究話題。在類似的探究活動的導入階段，教師巧妙地利用身邊物品設計一些小實驗，容易快速地吸引學生的注意力，激發他們的好奇心和求知欲，而在強烈的探究欲望的驅使下，探究的問題就會自然生成。

二、以身邊物品突破探究難點

小學《科學》課程課本提供了基本的教學內容，很多探究活動都有相應的操作指南，也羅列了所需的材料，但有時會因為實驗室儀器配備的不全面和實際操作的困難，致使實驗無法正常開展或即使開展了也達不到預期的效果。因此，教師在組織教學時不要局限于課本所呈現的內容，而應在理解課本編寫意圖的基礎上，充分利用生活中常見的材料，制成簡單易操作的實驗儀器，讓學生觀察到明顯的實驗現象，成功突破探究的難點。

例如，五年級下冊第二單元《金屬熱脹冷縮嗎》一課中，有“觀察鋼條的熱脹冷縮”這一探究實驗，教材中以配圖的方式建議選用30cm長的鋼條，先用酒精燈加熱，再冷卻，通過觀察“鋼條有沒有伸長變短”的現象判斷鋼條會不會熱脹冷縮。在這個探究裝置中，不管加熱多長時間，僅憑肉眼是無法直接觀察到“鋼條伸長縮短”這一現象的。所以，一位教師充分借助身邊的一些物品，對這個實驗進行了如下改進（如圖1）：先用三塊長短不同的小木板（淡藍色處）與一塊有卡槽的小木塊（土黃色處）做成一個底架，然后把一段25cm長的細鋼條（淡黃色）架在上面，再把一面小小的平面鏡（湖藍色）放在卡槽中，剛好抵著細鋼條的另一端。實驗前，讓一名同學手拿一支小激光手電指星筆，在距離平面鏡1.5m處站好，調整角度讓光點反射到黑板上，在留有光點的地方（紅點處）做上記號。在酒精燈的加熱下，鋼條溫度緩緩升高，黑板上的光點也隨之慢慢往下移，停止加熱冷卻后，又能觀察到光點逐漸回到了原來的位置。光點的上下緩慢移動，形象地展示了鋼條的熱脹冷縮。

圖1 借助物品的實驗效果

又如，四年級上冊第二單元《水能溶解一些物質》一課，用三個一次性塑料杯代替玻璃燒杯，同時展開過濾實驗；再如，五年級下冊第四單元《證明地球在自轉》一課，用塑料管子、微波爐中的小轉盤、陀螺、細繩、染了紅墨水的米粒等設計成簡易的“傅科”擺，探索擺的特點，等等。利用身邊物品進行加工改進，不但可以使學生的探究活動得以順利開展，有效突破難點，還可以使他們進一步感受到人類在探索過程中善于利用不同物質的自身的特性，讓它們發揮各自的功能，為我們的生活服務的智慧，在無形中給學生灌輸了學科學、用科學的理念。

三、以身邊物品提高探究效率

小學《科學》是一門實踐性很強的課程，探究活動是學生獲取科學知識的主要途徑。《小學<科學>課程標準》指出，小學《科學》課程教學應力求從學生熟悉的生活情境出發，選擇學生身邊感興趣的物品，通過學生親身經歷動手動腦等探究活動，使他們初步感受科學與日常生活的密切聯系。選擇適合學生開展探究活動的操作材料，可以讓學生由材料引發經歷，由經歷形成科學素養。

例如，五年級下冊第二單元《熱起來了》一課，在探究“衣服能給身體增加熱量嗎”探究活動時，教師可以讓學生小組合作討論設計模擬實驗方案，證明“衣服不能給身體增加熱量”。學生們會有各種各樣的設計方案，有的具有操作性，有的卻無法進行。而教材中建議用字典模擬人的身體，在字典外包上毛衣，在連續的一段時間內（2分鐘、4分鐘、6分鐘、8分鐘、10分鐘）測量記錄夾在字典中的溫度計顯示的數據，最后比較得出結論。但在實際探究過程中，讓學生在10分鐘內堅持規范操作的難度很大，學生可能會由于記錄下的數據沒有規律可循而無法得出科學的實驗結論，進而失去繼續探究的興趣。針對這一現狀，教師可以對模擬實驗的材料進行改進，選用學生身邊的塑料瓶（如礦泉水瓶）裝入室溫狀態的水來模擬人體，在瓶蓋上鉆了一個小孔插入溫度計，然后在瓶子外面包裹上一條毛巾以模擬衣服，再讓學生在連續的一段時間內（2分鐘、4分鐘、6分鐘、8分鐘、10分鐘）測量記錄瓶子內溫度計顯示的數據。改良后的實驗裝置，可以直接放在桌面上，解放了負責操作的學生的手，避免了用手捂著人為引起的溫度變化，又讓每位學生都能及時觀察到連續一段時間內溫度計上的數據沒有明顯變化。從這樣一組沒有明顯變化的數據中，學生自然能得出“衣服不能給身體增加熱量”的實驗結論。

由此可見，這些探究實驗材料都是選擇利用生活中的常用物品，設計成有結構的材料，讓學生順利開展探究活動，享受探究的樂趣的同時，感受規范與科學地進行探究活動的重要性，也培養了他們嚴謹的科學態度。

四、以身邊物品拓寬探究廣度

思維能力是學生主動學習的核心，是學好小學《科學》課程的前提。因此，培養學生的思維能力是小學《科學》課程教學的一項重要任務。有價值、有生命力的探究活動，往往設計精巧，教師可以運用這些實驗來啟迪學生的思維，使他們能進一步掌握科學知識，增強自主獨立解決問題的能力。小學《科學》課程實驗探究活動形式豐富多彩，有益于激發學生的思維靈感，學生選擇身邊物品作為探究材料進行借鑒、設計、創作的過程，就是培養他們發散性思維和創造性思維的過程。

例如，選擇普通的一次性注射器，可以用橡皮泥堵住裝針頭的出口，推動活塞觀察氣泡的變化，用來進行“空氣占據空間”和“空氣可以壓縮”的探究活動；若取出針筒，把裝針頭的出口密封，并選一塊直徑4cm厚度2cm的圓形泡沫塑料塊，中間挖出一個剛好能插上針筒的圓孔做成底部，再剪平針筒的上部形成了一個自制的小量筒；它還可以是探究沉與浮、潛水艇等的好材料。找一個乒乓球，可以拴上一根細線，解釋聲音是物體振動而產生的；把它一部分壓癟放入熱水里，探究空氣的熱脹冷縮；還可以比較圓頂形與球形的相同點與不同點，感悟形狀帶來的不同魅力。取一個氣球，可以探究生活中的靜電現象，可以研究彈性，又可以揭示空氣的存在；既可以解釋反沖力，又可以演示空氣的流動形成了風這一自然現象，還可以體驗水的壓力以及氣體、液體的熱脹冷縮等。源于身邊的這些物品，且是學生感興趣的，在一定生活經驗的積累中，很容易引導學生快樂地投入到動手探究中去。如在學習五年級下冊《金屬熱脹冷縮嗎》一課后，有學生就設計了一種更直觀的熱脹冷縮演示器，即在一塊長方形的木板上釘了兩條長10cm，寬1cm的小木條，兩根木條下端的距離剛好可以通過一個游戲幣，在蠟燭火焰上加熱游戲幣，等游戲幣受熱膨脹后，把它放在兩根木條的中間，就可以看到原來能輕松自如通過“關口”的游戲幣被兩根木條卡住了，把游戲幣放在冷水中冷卻一下，游戲幣又能輕松地通過“關口”了。

實踐證明，來自身邊物品的實驗演示器，是學生在書本上探究實驗中受到的啟發，它們既來自于書本又超越了書本，是學生創新火花的閃現，也是科學實驗探究中的巨大收獲。當學生能自發去收集家庭中的一些廢棄物，搜集一些身邊的小物品，在科學學習的同時完成一些小制作、小實驗和小發明，他們就會深切感受到科學就在身邊，科學技術與生活息息相關，進而達成小學《科學》課程教學的目的。

綜上所述，小學《科學》課程探究活動，通過選擇貼近學生生活的、常見的、簡易的身邊物品作為探究材料，比精致的、特制的材料更能激發他們探究的好奇、興趣和需要；同時，選擇身邊物品作為探究材料也符合小學生的年齡特點和認知水平，他們有能力借助材料的探究來發現新問題，并通過自主解決問題來深切感受科學源于生活，需回歸于生活，再服務于生活。