依托材料提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)效

王志堅(jiān)（浙江省仙居縣第五小學(xué)）

探究的學(xué)習(xí)方式離不開科學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生解決科學(xué)問題、獲得科學(xué)知識(shí)、提升探究能力的基本載體，也是學(xué)生感受科學(xué)與生活的聯(lián)系、體驗(yàn)科學(xué)價(jià)值的重要資源。那么，如何進(jìn)行有趣、有效的實(shí)驗(yàn)，提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實(shí)效呢？筆者認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)材料起著至關(guān)重要的作用。下面結(jié)合具體案例探究如何依托實(shí)驗(yàn)材料提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)實(shí)效。

一、在材料的建構(gòu)中提高教學(xué)實(shí)效

不同的實(shí)驗(yàn)材料會(huì)使學(xué)生經(jīng)歷不同的實(shí)驗(yàn)過程，收到截然不同的學(xué)習(xí)效果。為了提高教學(xué)實(shí)效，讓學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)探究，教師有必要通過構(gòu)建材料激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的深度和廣度。

1.緊扣事物關(guān)系建構(gòu)材料

緊扣事物關(guān)系建構(gòu)材料可以分為以下三個(gè)環(huán)節(jié)：首先，從核心概念入手，依據(jù)學(xué)情選擇身邊的材料；其次，從事物關(guān)系出發(fā)，確定常見的典型材料；最后，從單元大概念著手，增加和豐富有結(jié)構(gòu)的材料。例如，在教學(xué)教科版《義務(wù)教育教科書·科學(xué)》（以下統(tǒng)稱“教材”）一年級(jí)下冊“它們?nèi)ツ睦锪恕睍r(shí)，筆者利用與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的材料讓學(xué)生理解“溶解”的概念。要想感知這個(gè)科學(xué)概念，我們身邊有很多材料，如香醋、冰糖、面粉、沐浴露等。而教材中用到的材料分別是鹽、紅糖和小石子。三種材料雖然普通，但是其中的事物關(guān)系卻是有層次性的。食鹽在水中溶解后是看不見的，紅糖在水中溶解后改變了水的顏色，而小石子不溶于水。這三種材料都很有特點(diǎn)，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對“溶解”的概念有了具體感知。為了加深學(xué)生對“溶解”的理解，筆者認(rèn)為可以增加一些生活中常用的材料，如洗潔精、食用油、小木塊等。學(xué)生通過觀察比較，發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象：有的物質(zhì)很快就溶解在水中，有的物質(zhì)通過攪拌后慢慢溶解；有的物質(zhì)不溶解而是沉在水底，有的物質(zhì)不溶解而是漂浮在水面。這樣用大量熟悉的事物作為實(shí)驗(yàn)材料，能使學(xué)生更好地了解“有些物質(zhì)能溶于水，而有些物質(zhì)不溶于水”這一科學(xué)概念。

2.緊扣思維過程建構(gòu)材料

思維活動(dòng)是科學(xué)探究的核心。從問題到假設(shè)、從假設(shè)到搜證、從結(jié)果到結(jié)論的過程都是經(jīng)過學(xué)生的思考實(shí)現(xiàn)的。不同的思維方法需要加載在不同的材料上，精準(zhǔn)把握科學(xué)的思維過程有助于教師建構(gòu)有結(jié)構(gòu)的材料。例如，在教學(xué)教材一年級(jí)下冊“誰輕誰重”時(shí)，教材中的探索環(huán)節(jié)要求學(xué)生用不同的方法將乒乓球、木塊、塑料塊、小橡皮、大橡皮按照輕重排序。在這些實(shí)驗(yàn)材料中，最重的物體是大橡皮，學(xué)生通過預(yù)測就能確定。第二重的是小橡皮，學(xué)生通過掂量的方法也能確定。而另外三種材料輕重差不多，學(xué)生在掂量的過程中結(jié)論出現(xiàn)分歧。教學(xué)時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生討論：有什么方法能準(zhǔn)確比較出乒乓球、木塊和塑料塊誰輕誰重呢？有的學(xué)生想到用天平兩兩比較的方法，有的學(xué)生想到用稱量的方法。通過討論、辨析，我們選擇用簡易天平來稱量。那么，怎么稱量呢？這時(shí)又涉及借助哪個(gè)參照物來稱量的問題。由于三個(gè)物體輕重接近，通過引導(dǎo)學(xué)生選擇了方便操作的回形針。于是，學(xué)生邊稱量、邊統(tǒng)計(jì)，最后根據(jù)回形針的個(gè)數(shù)確定了五個(gè)物體的輕重排序。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生經(jīng)歷了這樣的思維過程：當(dāng)我們用“預(yù)測”的方法無法比較時(shí)，想到了用“掂量”的方法；用“掂量”的方法也無法確定時(shí)，想到了用“兩兩比較”的方法；當(dāng)“兩兩比較”的方法也不適用于多種物體稱量時(shí)，想到了用統(tǒng)一“標(biāo)準(zhǔn)物”的方法稱量。這樣，教師順著學(xué)生的思維過程，一步步地建構(gòu)材料，優(yōu)化教學(xué)流程，精準(zhǔn)地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

3.緊扣STEAM理念建構(gòu)材料

STEAM理念以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為出發(fā)點(diǎn)，重在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)等方面的綜合素養(yǎng)，注重發(fā)展學(xué)生的思維、交往與合作及問題解決的能力。STEAM領(lǐng)域的學(xué)習(xí)活動(dòng)在小學(xué)科學(xué)各單元中都有滲透，如教材二年級(jí)上冊“書的歷史”“椅子不簡單”“做一頂帽子”和教材二年級(jí)下冊“做一個(gè)指南針”等。以教材二年級(jí)上冊“做一頂帽子”為例，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：引導(dǎo)學(xué)生做一頂帽子，了解不同材料做成的帽子有不同的功能，在生活中可以根據(jù)需要選擇不同的材料。教學(xué)時(shí)，筆者先引導(dǎo)學(xué)生了解帽子的多種功能，如防曬、防水、保暖等，再為學(xué)生設(shè)置沙漠、雨林、雪山三個(gè)可以選擇的目的地，提供報(bào)紙、薄塑料袋、薄布、紙袋、厚塑料袋、厚布等6 種材料，且每種材料上都標(biāo)注了1枚金幣或者2枚金幣的換購價(jià)值。接著，筆者讓學(xué)生根據(jù)自己選擇的目的地，用金幣換取所需的材料自制一頂實(shí)用且美觀的帽子。從觀察、選擇、換購、設(shè)計(jì)、制作等環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，調(diào)動(dòng)他們的積極性，確保STEAM理念下教學(xué)設(shè)計(jì)整合的實(shí)用性和可操作性。

二、在材料的優(yōu)化中提高教學(xué)實(shí)效

小學(xué)科學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)順序的安排都是編者精心選擇編制的。然而，在實(shí)際教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)按照教材提供的材料去做，教學(xué)效果并不理想。因此，我們有必要對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行優(yōu)化。

1.基于學(xué)情特點(diǎn)優(yōu)化材料

低年級(jí)學(xué)生剛進(jìn)入系統(tǒng)的科學(xué)學(xué)習(xí)，觀察和實(shí)驗(yàn)操作都處于起步階段。因此，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)前，教師要結(jié)合材料設(shè)計(jì)梯度活動(dòng)，這樣不僅易于學(xué)生接受，而且還能有效避免出現(xiàn)無效的觀察和錯(cuò)誤的操作。例如，在教學(xué)教材一年級(jí)上冊“用手來測量”時(shí)，學(xué)生的手就是課堂上最重要的實(shí)驗(yàn)材料。本節(jié)課引導(dǎo)學(xué)生用手來測量，其本質(zhì)就是用“一拃”來測量。如何讓學(xué)生做好“一拃”的手勢，有兩個(gè)操作難點(diǎn)：一是怎樣伸直手指，二是怎樣擺距離最大。教材圖示的標(biāo)準(zhǔn)姿勢是伸出大拇指和中指的同時(shí)收起食指，但是在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生收攏食指后的手勢很吃力，筆者就讓學(xué)生改為把大拇指、食指和中指都伸出來，確定大拇指到中指的最大距離為“一拃”。測量開始了，但是又發(fā)現(xiàn)學(xué)生徒手空擺測量效果很不理想，于是借助物體進(jìn)行操作，使學(xué)生很快掌握了用手測量的方法，達(dá)成了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。

2.基于實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)優(yōu)化材料

科學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)材料的提供大多是具有普遍意義的典型材料，但是有些材料由于自身的缺陷，在實(shí)驗(yàn)操作的過程中會(huì)出現(xiàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的現(xiàn)象。在選擇材料時(shí)，教師應(yīng)該從教學(xué)目的出發(fā)，按照課堂教學(xué)活動(dòng)的實(shí)際需要，創(chuàng)造性地選擇與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料，避免實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)無效探究的現(xiàn)象。例如，在教學(xué)教材一年級(jí)上冊“起點(diǎn)和終點(diǎn)”時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用紙帶進(jìn)行測量。按照教材圖示上提供的紙帶操作，發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果不理想。因?yàn)榧垘Ч饣灰卒伷剑湍昙?jí)學(xué)生操作時(shí)用時(shí)較長。如果改為用醫(yī)用膠帶代替紙帶，效果就完全不同了。因?yàn)獒t(yī)用膠帶不但寬度合適，而且有黏性，在卡紙上可以反復(fù)粘貼和取下，方便低年級(jí)學(xué)生操作。這樣借助優(yōu)化的材料展開教學(xué)，使課堂教學(xué)變得有序且高效。

3.基于規(guī)范操作優(yōu)化材料

低年級(jí)學(xué)生活潑好動(dòng)，對科學(xué)實(shí)驗(yàn)非常感興趣，但是操作起來又缺乏科學(xué)性。因此，教師要根據(jù)低年級(jí)學(xué)生的實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)材料要從細(xì)處入手，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作的每個(gè)動(dòng)作。例如，在教學(xué)教材二年級(jí)下冊“測試反應(yīng)快慢”時(shí)，筆者組織學(xué)生玩“抓尺子”的游戲，發(fā)現(xiàn)“反應(yīng)速度尺”下方的空白留得太短，不利于低年級(jí)學(xué)生做好測試前的準(zhǔn)備，以至于很多學(xué)生一開始就把手放在了“10”的位置上，直接影響到實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性。于是，筆者根據(jù)操作需要進(jìn)行改良，在尺的下方留出4 厘米左右的位置，畫上測試者的準(zhǔn)備手勢，方便被測試者做好正確準(zhǔn)備，以便進(jìn)行下一步的比賽或測試。通過優(yōu)化材料，可以規(guī)范學(xué)生的動(dòng)作，確保實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性，提升教學(xué)的實(shí)效性。

總之，雖然實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備占據(jù)了教師課前大量的時(shí)間和精力，但是材料的建構(gòu)、優(yōu)化與學(xué)生的學(xué)習(xí)效果密切相關(guān)。因此，教師要立足課堂，以“材料”為突破口，切實(shí)提高小學(xué)科學(xué)教學(xué)的實(shí)效，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。