小學科學教學中“有結構的材料”優化研究

李俊

《科學課程標準》指出：小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，促進學生的主動探究。學生收集事實源于實踐活動，而實踐活動則依賴“有結構的材料”。“材料引起學習和活動。”科學課教學離不開觀察與實驗，觀察與實驗又離不開師生共同準備的有結構的材料。為學生的探究活動提供有結構的材料，讓學生與材料親密的接觸，是科學活動中重要的環節，是提高課堂效率的一個重要途徑。通過優化科學探究活動中的材料，全面提升學生科學素養的問題。

所謂“有結構的材料”就是教師經過精心設計的典型教學材料的組合。蘭本達教授在《探究——研討教學法》里指出“材料的種類、組合及交給學生的次序就是材料的結構。所謂結構嚴密指的是各個材料之間、材料與教學內容和教學目標之間具有緊密的聯系。具有這樣功能的材料稱為具有嚴密結構的材料，簡稱為“有結構的材料”。這種材料的組合，既要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。正是這些“有結構的材料”才把有結構的知識、有結構的活動有機地聯系起來。同時，通過評價關注學生知識的理解和技能的掌握，關注學生情感態度與價值觀的形成和發展，逐步形成愛觀察、會提問、好探究的心理傾向；形成善于質疑、勤于思考、樂于表達思想，交流成果，獲取新知的心理品質。學生不僅學會了如何去求知和發展自己的個性特長，提高自身的科學素養，還使學生形成較持久的科學探究的興趣和較強的實踐、探索的欲望，是培養學生創新思維和實踐能力最直接、最有效的途徑。因此，小學科學教學中“有結構材料”的優化研究更突顯其現實意義。

一、精挑細選，指向科學概念的建構

劉默耕老師曾說：“就教學來說，教師的職能不再是‘教兒童念書，也不再是一味地通過語言文字的中介來傳授，而是要為兒童精心設計所要認識的實際事物的‘有結構的材料，即能體現一定科學概念的材料，指導兒童去探索。而所謂‘指導不是‘指揮，不是牽著兒童的鼻子一二一齊步走，而應該是多方面的啟迪誘導，鼓勵支持和給予必要的幫助，使兒童主動的、能動的、專心致志而又興趣盎然地去獨立探索。”

《科學課程標準》也指出：科學課程要面向全體學生。因此探究活動應該有足夠的材料，足夠材料的意義不在于每個學生都有每種材料，但學生應該都有在探究中起關鍵作用的材料。同時，提供的材料要能引起學生的興趣。事實上，大多材料都能引起學生的興趣，關鍵在于應該通過這些材料，帶給不同水平的學生不同層次的體驗和經歷。材料的組成要有一定的結構，要指向科學概念的建構。所以好的材料是學生展開探究的前提之一。例如，在《物體在水中是浮還是沉》一課中，教師分步提供材料。第一步，提供一些肯定能下沉（鐵塊、橡皮擦等）、肯定能上浮（泡沫塊、小木塊）和難以辨別的（蘋果、回形針等）學生開始猜測，這些材料中大的會沉、小的會浮，或者重的會沉、輕的浮。實驗后，學生發現結果不是像他們所認為的那樣，物體的浮沉與它的大小、輕重無關。第二步，學生產生矛盾時，教師適時提供給學生一組大小一樣，輕重不一樣的材料（大小相同的塑料球）。學生實驗后發現，這組大小相同的塑料球放入水中后，輕的浮、重的沉。于是得出物體的浮沉與輕重有關。第三步，當學生開始懷疑“物體的沉浮和大小是不是也有關系？”教師根據學生的需要再提供每個組輕重一樣、大小不一樣的材料。學生實驗后發現，這組輕重一樣的材料中，大的浮，小的沉。當我們把上面的幾組材料發給學生時，就會發現許多新的模式，學生會對他們的發現有多種表達，做出許多有創見的回答，提出新的問題。這些材料使學生們融入課堂探究，這些材料揭示了一連串相關的問題。

從上面實例可以看出，我們選擇科學材料時，既要以相關科學概念為基礎，又要考慮它們對學生可能產生的心理作用。材料準備的數量并非多多益善，材料的種類和數量是教師需要考慮的重要因素。只準備一種材料不利于學生抽象概括出這一類事物的概念，必須提供豐富的樣品才能形成科學概念。

二、提供豐富材料，滿足探究需求

材料的豐富性，預示著一種多樣性、發散性和開放性。提供充足的材料要求至少在總量上能滿足讓每個學生都有操作實踐的機會。具體做法如下：（1）合理利用小學科學學具袋內的材料，它與教材配套，十分適合分組實驗。（2）充分利用學生的資源和力量。在每上一個單元前，就開出一張材料清單，讓學生提前去收集實驗材料。（3）前兩種方法無法準備的材料由教師收集。通過三種途徑準備的材料全部匯集起來，設立“材料倉庫”，隨著學習的深入，“倉庫”內的材料越來越豐富，對學生的探究學習也有更大的幫助。

三、精心準備，提高探究效率

教師為學生提供的材料應蘊含多種相互作用，能引起學生探究的經歷，給學生留有思考的余地。學生通過操作材料的實踐活動，發現相互關聯的事實，這些事實又會促成學生思考的習慣，幫助學生從相互關聯的事實中發現意義，認識事物及現象。

綜上所述，實驗材料準備的種類、數量、搭配，出示的時機、次序、步驟，材料的位置、發放、控制，都是我們在準備材料、備課的時候需要考慮的。課堂上我們不僅要保證每個學生有足夠揭示概念意義的關鍵材料，而且要考慮哪些是公用的，哪些是單獨用的，設定好每種材料在學生面前出現的時機和時間，以保證材料出示以后應立刻被相應年齡的學生所接受。足以引發他們的探究經歷，并使他們更深的卷入其中。只有提供了有利于學生探求的典型且有結構的材料，才能提升學生的探索歷程、體驗感悟，使他們比較容易的去自主實驗、觀察、發現問題、解決問題、獲取新知，真正成為學習的主體。