談如何準備“以學為中心”的有結構材料

洪海花

[摘 要]課堂是學生學習的主要場所，是學生學習真正發生的地方，但因實驗器材匱乏、陳舊及新配備的學具不夠精細、不少探究材料有時間和空間上的限制、探究性學習所需要的材料數量較大等問題，學生無法在課堂上真正習得知識，導致學習效率低下。在小學科學教學中，教師要選取有結構的材料，激發學生的學習興趣，吸引學生的注意力，讓學生的學習真正發生。

[關鍵詞]科學教學;結構材料;以學為中心

[中圖分類號] G623.6[文獻標識碼] A[文章編號] 1007-9068（2019）30-0051-02

材料引發探究，探究促進思維的發展。

學生的大多數探究活動時間都在課堂上，但是課堂上的學習真的發生了嗎？崔允漷教授認為：“我們可簡單地將學習分為想學、會學和學好三個方面。課堂學習有如下四種值：一是動力值，即學生想學習的愿望;二是方法值，即學生會學習的方法;三是知能或數量值，即學生所學到的知識和技能;四是意義值，即學生學到的東西是有意義的或受用的?！?/p>

隨著《科學課程標準》的實施，科學探究性學習的地位越來越高，但要真正實現探究性學習存在不少困難，尤其是探究性學習實驗材料的準備。實驗器材匱乏、陳舊，新配備的學具不夠精細，不少探究材料有時間和空間上的限制，探究性學習所需要的材料數量較大……如何克服這些困難和解決這些問題，組織學生開展探究性學習活動？

在科學課堂上要引導學生真正融入科學探究的過程，教師就要選取有結構的、層層遞進的實驗材料，在揭示自然現象間的某種關系的同時，幫助學生經歷認識的過程，形成科學概念，同時調動學生探究的積極性，讓他們體驗到科學探究的快樂，更好地投入到科學課的學習之中。

一、有結構的材料能激發學生的學習欲望，即動力值

對于陌生的材料，學生會產生想看一看、摸一摸、探一探的欲望，想了解它們有什么作用、它們間會發生什么、會產生什么結果。這樣的材料很容易引起學生的好奇心，使學生產生探究欲望，如果欲望在一定程度上得到滿足，將促使學生提出問題、探究問題，融入情感，進而產生感情。

1.從學生熟悉的物品中選擇

對于日常生活中所用的物品，學生理解起來相對容易一些，也能更深切地體會到科學無處不在。如教學《變色花》時需要牛奶、肥皂、醋、橘子、杯子、茶葉、熱水、酒、洗潔精等材料，這些材料學生熟悉并經常接觸，所以使用起來得心應手。

2.從學生熟悉的環境中選擇

對于熟悉的環境，學生有自己的認知和不同的經驗，但是要真正用知識來解釋或描述某一現象時，往往大腦一片茫然。這種“茫然”其實是一個切入點，能讓學生再一次對這些熟知的東西提起興趣，并保持高度的探究熱情。學生“跳一跳，夠得著”，這是學習的理想狀態，如果學生抬頭一看，發現跳上去夠不著，不可能實現，就會放棄努力。所以，教師要從學生熟悉的環境中選擇材料，讓學生“跳一跳，夠得著”。

3.在學生經驗范圍內選擇

教師的教學設計應盡可能地貼近學生熟悉的生活、經驗。在探究學習中，學生難以自己建構知識體系，難以將看似沒有聯系的知識聯系起來，這就需要教師從學生的認知經驗出發，為學生的知識體系建構提供鏈接點。如《變色花》中的材料看起來沒有聯系，學生無從下手，如果給學生一座“橋”——紫甘藍（測酸堿性），就能將這些材料聯系起來并形成結構，吸引學生，引導他們進一步研究。

二、有結構的材料能充分體現材料之間的相互關系，即方法值

學習總是在實驗者不知曉實驗結果的前提下，對材料進行一系列探究，得出結論，從而形成科學概念的一種認知活動。要讓學習在課堂上真正發生，材料的選擇、組合以及交給學生的次序都是有講究的。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。周振宇校長在江蘇省第二批中小學實驗教學研究課題《運用探究性實驗進行“嘗試—交流”教學研究》中提出“嘗試—交流”的教學模式，對現有的教學資源進行合理搭配、巧妙重組，使學生在實際情境中發現帶有不確定性的“劣構問題”，并自主設計探究方案，合作開展科學探究，樂于傾聽和表達彼此的探究思路與階段性成果，在交流中逐步建構科學概念，產生新的科學問題。

如《變色花》中的材料沒有規律，缺乏聯系，但是加入紫甘藍，讓學生辨別它們的酸堿性之后，學生發現了它們之間的聯系。教師首先讓學生對手中的材料進行自主探究，并記下探究的過程和發現，然后說一說在這一過程中看到了什么、發現了什么、明白了什么、操作的過程與其他人有什么不一樣、哪種方式更符合要求等。嘗試和交流的環節常常是交互出現、周而復始的，在操作和反思中，學生的科學認知水平和概念建構能力逐步提升，真正成為學習的主人。

三、有結構的材料能揭示現象、概念，即知能或數量值

蘭本達在《小學科學教育的“探究—研討”教學法》一書中提到：“普特拉小姐觀察到，在街上玩耍的學生用手頭所有的一切材料來戲劇化他們對周圍世界的概念玩‘過家家，模仿機器的運轉，模擬自然現象?！睂τ薪Y構材料的探究是學生探究學習的基礎和關鍵。通過對材料的操作和思考，學生獲取對事物或現象的正確認識;反過來，這些現象又能產生新的知識。

如《把固體放到水里》一課的材料有鉛筆、鉛筆芯、橡皮、一個蘋果、一小塊蘋果、一個空塑料瓶、一個裝滿水的塑料瓶、橡皮泥、鐵釘、小鐵盒等，這些材料看似隨意組合，卻又隱藏很多這節課中要解決的關于沉浮的問題，滲透了后面使沉在水里的物體浮起來的方法。面對這些材料，有的學生一下子就能判定情況，有的學生似是而非的知識經驗則無法判定，同時這些材料中也有顛覆學生認知的存在。最典型的是對一個蘋果和一小塊蘋果，學生會以大小來判定。因此，改變了形狀的鐵釘、鐵盒，改變了狀態的空塑料瓶和裝滿水的塑料瓶等材料，會對學生的視覺、行為和感知形成刺激，使學生越來越清晰地認識物體之間的相互關系，經歷越來越豐富，獲得更全面的認識。在這個過程中，教師從學生的角度來準備材料，讓學生在材料中有所發現，并耐心聽取學生討論自己的發現，幫助他們就某個點得出一致的結論，避免學生在探究學習中產生錯誤認知。

四、有結構的材料能讓學生收獲滿滿，即意義值

蘭本達教授在《小學科學教育的“探究—研討”教學法》一書中說：“大人和孩子一樣，玩耍可以成為創造性學習的基礎。它造成一種氣氛，給人以動力去從事學習中不那么引人的那一方面——需要用功和瑣碎的細節?！?/p>

對于自己熟悉的材料，學生會根據自己的知識經驗進行組合，不會有新的認知發生，但是當他們相互交流的時候，會發現自己的組合與別人的組合不一樣，他們的思維會隨著材料的不同組合而高速運轉。在這個過程中，學生會嘗試運用別人的組合進行探究，即在接受別人的經驗后，把材料打亂再重新組合，再一次打破自己的認知：“他的組合所產生的現象和我的組合所產生的現象有什么不同？如果我重新組合還會有不一樣的現象嗎？它們之間有什么聯系？如果用已有的知識經驗來解釋，該怎么說？”……一組有結構的材料，會讓學生在經歷認識事物的過程中，按照“原認知——清晰——模糊——再清晰”的順序發展。學生會通過自己的實驗，不斷刷新自己的認識，逐步形成新的科學知識概念。這里，教師充分利用學生的主體價值，促進學生自主學習，達到引導學生探究科學的目的。這就是材料使學生產生的一系列思考，也是概念的形成之旅。

學生思維的碰撞來源于教師的精心選材。學生發現材料的相互作用，利用材料調控思維，沿著正確的方向發展，然后通過集體的交流和研討使思路變得更加清晰，從而發現問題、解決問題，獲取新知。

五、有結構的材料會讓活動偏離主題

即使是正確使用材料，材料的組合也會偏離探究的主題，這不是經驗的失誤，不是誤差帶來的錯誤，而是教師無法控制學生的思維和想法所致，但這一點是值得慶幸的，因為學生依然能夠“異想天開”。

如教學《假設》一課時，教師用兩張材質相同、大小不同的紙（一張A4紙和半張A4紙），分別捏成兩個小球，然后使這兩個小球同時從同一高度落下，驗證學生的猜測。在做這個實驗之前，有的學生說大球比小球下落得慢;有的學生查過資料知道伽利略在三百年前就駁斥了類似的看法并進行了實驗，于是重復演示了伽利略的實驗。通過反復實驗，學生用眼睛觀察，用大腦思考，并聯想到重力、阻力、密度等問題。但是學生只有模糊的概念意識，又不處在這些結構材料之中，所以無法得出準確的答案。因此，教師在把精心準備的材料交給學生時，必須使學生明白探究的方向以及這么做的原因，使他們在反復探究中挖掘這些材料的最大價值，獲得最好的實驗效果。

總之，教師只有根據教學實際、學生對知識的掌握情況來選取有結構的材料，才能由材料引發探究，由探究催生科學素養，使學習真正發生在課堂上，讓學生進行真正有效的科學探究，盡情地遨游在科學探究的海洋中。

（特約編輯 木 清）