如何有效利用科学教育操作材料

徐晖

幼儿科学教育是指幼儿在教师的指导下，通过自身活动，对周围物质世界进行感知、观察、操作，发现问题，寻求答案的探索过程。幼儿有着与生俱来的好奇心和探究欲望，好奇心是人的天性，求知是人的本能。人生活在大自然中，总是力图了解和认识本身所处的外部世界，并努力适应周围环境。从远古时代起，人类就在不断地面对各种生存问题，不断地通过探究、尝试、发明来解决这些问题，我们承袭了祖先们锲而不舍的发明精神。

幼小的孩子们可以说是个个好奇、好问、好探究，他们生机勃勃、精力充沛、不知疲倦地探索周围世界。他们什么都知道，他们的问题没完没了。正如杜威所说，儿童有调查和探究的本能，探索是儿童的本能冲动，好奇、好问、好探究是儿童与生俱来的特点。好奇心和探究欲望是人类认识活动必不可少的前提，是探究和学习的原动力、内驱力。它不仅能提高认识活动的积极性和效果，还能使认识活动成为快乐的事，幼儿的认识活动更是受到好奇心与探究欲望的直接驱使和控制，好奇心与探究欲望是使幼儿的认识活动得以维持和获得成功的首要前提。

皮亚杰指出：认识既不发生于主体，也不发生于客体，而发生于主体与客体之间同化和顺应的相互作用之中。知识在本原上既不是从客体发生的，也不是从主体发生的，而是在主体和客体之间相互作用--最初便是纠缠的、不可分中发生的。儿童在进入形式运演阶段前，对客体的操作、对他们的逻辑思维的发展是至关重要的。一个儿童在何种程度上了解他的世界，取决于他在何种程度上与这个世界的相互作用，转化它，以及协调心理动作和身体动作。

对于幼儿来说，操作实物具有决定性意义。为了进行思维，幼儿需要他们面前有容易处理的客体，或者再现已经处理过却无需任何实际的努力就很容易想象出来的客体。要促进主客体的相互作用就要为幼儿提供适宜的材料，引发幼儿的主动探索，使幼儿在物体的相互作用中获得有价值的经验。可以说幼儿思维的具体形象性就注定了幼儿的学习必须通过操作具体的材料。那么投放什么样的材料，才能引发幼儿主动探究呢？

1.认识材料在幼儿科学教育中的意义

在幼儿科学教育领域中，材料既包括教师向区域投放的供幼儿自选活动或日常生活中幼儿自有探究的材料，也包括在教师专门组织的科学教育活动中为幼儿投放的材料。

1.1 材料对幼儿学习的意义

幼儿与生俱来的好奇心和探究兴趣使他们乐于摆弄和操作物体。符合幼儿年龄特点的材料能引起幼儿的主动探究。

对于幼儿学习者来说，材料既是引发他们主动探究的刺激物，又是他们实现主动建构对周围物质世界的认识的中介和桥梁。

皮亚杰的相互作用论告诉我们：儿童的认知发展是在其不断地与环境的相互作用中获得的。幼儿的年龄特点决定了幼儿对周围物质世界的认识还是感性的、具体的、形象的，思维常常还需要动作的帮助；他们对物质世界的认识还必须以实物和材料为中介，在很大程度上要借助于对物体的直接操作。幼儿对世界的认识是在幼儿不断地看到自己对客体作用的结果，靠这种结果的反馈来不断得到调整、扩展和深化的。

所以说，物质环境与材料是幼儿学习和探究的刺激物、中介及桥梁。

1.2 材料对教师的意义

对于教师来说，材料应该是教育目标和内容的物化。在以往传授式的科学教育中，儿童的学习以听和看为主，他们的操作也大多是为了验证老师传授的知识。在孩子们的意识中，"教师是知识的来源"，"教师是真理的化身"。也只有这些材料是教师有目的投放的，为完成教育目标服务，在一定程度上物化教育目标和内容。而科学中的可供幼儿自由探究的材料，基本上是教师随意投放的或幼儿园统一规定投放的。就是这些材料也常常是观赏价值远远胜过其科学教育价值。幼儿常常因"损害"了这些材料的观赏价值而遭到教师的批评，使得幼儿想操作又不敢操作，极大地损害了幼儿探究的积极性。

新的科学教育观强调让孩子们面对真实，向真实发问，与真实接触。孩子们通过自己的动手动脑，探究解决问题，逐渐懂得真理不容置疑的独立于我们而存在，它不是存在于老师的头脑之中。只有与客观事物真实地接触，才能真正地接触到知识。尊重事实是最起码的科学态度。因此，我们从新的教学观出发，把区角作为幼儿科学探究的主要场所，把幼儿自发的探究活动和教师对此所进行支持与引导作为科学教育的重要渠道。教师要努力将教育目标和内容，将期望幼儿获得的经验蕴含在物质环境之中，也就是使物质环境物化为教育目标和内容。区角设置与材料提供物化教育目标和内容，墙面布置也都应物化教育目标和内容，使幼儿在操作这些材料的过程中，就能获得教育所期待的目标和内容。

2.幼儿科学操作材料投放的"十四个性"

为了引发幼儿的主动探究，在投放操作材料时要有"十四个性"；（1）教育性。投放每一个操作材料时，都要与教育内容相适应，充分发挥教育作用；（2）目的性。落实什么教育目的、什么教育内容，就投放什么操作材料，既不多放，也不少放，最重要的是明确投放的材料是用来促进幼儿哪方面的发展；（3）统合性。投放的操作材料应该能调动幼儿多种或者全部感官的，并充分考虑到幼儿的感觉统合；（4）实用性。在投放操作材料之前，要尽量让幼儿认识各种材料的特性，启发幼儿从各种不同角度扩展材料的实用性，使幼儿善于动脑、勤于操作，从而获得更多的使用经验。（5）科学性。投放的操作材料应是经过教师科学设计和制作的，符合幼儿各个阶段年龄特征、接受水平，以及符合安全、无毒、无害、清洁卫生要求的；（6）适且性。投放的操作材料，如品种、数量、功能等应按各年龄阶段具体内容及每周、日教育活动要求细分，与幼儿思维发展实际水平相吻合；（7）趣味性。投放的操作材料应该很快引起幼儿的兴趣，做到一眼看到就目不转睛，跃跃欲试；（8）系统性。要带着教育目的和教学任务，一步一步有序地投放、替换操作材料，使幼儿获得系统的操作知识和经验；（9）丰富性。丰富的科学教育内容需要丰富的材料支撑，并可以将操作材料划分为展示型、演示型、阅读型、操作型等；（10）多样性。只要可以作为幼儿科学教育的物质，都可以作为教育内容配套操作材料；（11）连续性。在一段时间里，教育活动内容往往是集中的、连续的，各种材料的投放也为某个集中的、连续的内容服务；（12）差异性。不但注意幼儿的整体水平，还注意到对不同能力的幼儿提供不同难度的操作材料，呈现出关注全体的教育氛围和承认差异、适应差异的教育意识；（13）灵活性。根据幼儿兴趣爱好的随机性、不确定性，灵活地投放操作材料，满足不同幼儿的需求；（14）主动性。投放操作材料前，可发动幼儿节约和爱护物品的良好习惯，增长幼儿参与活动的意识和兴趣。

3.提供促进幼儿主动探究的材料

材料应符合该年龄幼儿的特点，能引发幼儿产生想摸一摸、探索一下的愿望，想看看他到底能做什么。当幼儿发现了自己以往所不知道的现象时，他们会很激动，并产生一种要与他人交流的愿望，一种与自己的同伴分享的愿望，尤其是对方也在进行同样的事情时。在幼儿科学教育中，供幼儿使用的材料很多。在投放中要注意不同材料的多少和新旧材料的比例，做到适量、适时、适度。材料的投放是一个动态的过程，教师必须不断观察幼儿的活动情况，及时调整、补充。

3.1 成品材料

在科学教育活动中成品材料对于引发幼儿的探究兴趣、动机和热情具有重要意义，如电动玩具、不倒翁、编织机、哈哈镜、放大镜、万花筒等。

3.2 半成品材料

为了让幼儿通过自己的探究发现周围事物关系，我在科学区中有意识地将材料加工成半成品。如在风车实验中，我为幼儿提供了塑料片、硬纸片、吹塑纸片，让幼儿在实验、探索过程中去发现在风的作用下，这些不同材料制成的叶片哪一种转得快，哪一种转得慢，风力大小与转动速度的关系。在反映自然力的实验中，我为幼儿制作了有四条跑道的斜坡装置，四条跑道的表面光滑程度各不相同，（有玻璃、木板、瓦楞纸、海绵）可滚动的各种物体（如车、球）。让幼儿通过实验知道坡度可以使汽车、球向下滑动，不同材料制成的坡面影响车、球的滚动速度。在让小陀螺转动起来的实验中，我为幼儿提供了中间有一个眼儿的、其他位置上还有两个眼儿的塑料片、硬纸片，并提供小棍，让幼儿试试；怎样让小片像小陀螺一样转起来，幼儿只要找到合适的眼儿，就成功了。在运用多种工具吹泡泡的探究中，我为幼儿提供了一些半成品制作的吹泡泡工具。如粗细长短质地不同的工具，让幼儿了解工具的变化能改变吹出泡泡的样子。

3.3 自然材料（或原始材料）

材料具有开放性，有多种组合的可能性，能激发幼儿接近材料，能自由地用自己的方式操作、改变、组合它们。材料应该有较广的余地，使幼儿能用许多不同的路子进行研究探索，有不同的发现。这也是产生发现过程的基本条件。因此，我为幼儿提供了如线绳类的自然材料，棉线、塑料线、纸绳、麻绳等；小棍子类的自然材料，如木棍、塑料棍、小纸棍等；皮筋、碎布……

尝试探索和制作是幼儿非常喜欢的活动。我一改以往限制主题、限制材料等做法，只宣布"做一个高质量的作品"，这就使任务既笼统（做什么作品不限）又清楚（要想清楚做什么以后才做），选用老师提供的材料中的几样做，既给了幼儿思维、操作的空间，又不是毫无要求，放任自流。做的作品要"自己喜欢和大家都喜欢"，要说出"我为什么喜欢这个东西"是给幼儿一个标准，一种动力。孩子们用这些材料制作了小汽车、小火车、小娃娃。

3.4 扩展材料来源

3.4.1 充分利用家长资源，收集废旧材料

如线类、纸类、布类、橡胶、塑料制品、瓶罐、瓶盖、吸管、雪糕棒等。

3.4.2 开展自制科学玩具活动

结合孩子年龄特点、科学目标，让幼儿和家长一起制作科学玩具，投放到科学区也是一件十分有意义的活动。如有一位家长和自己的孩子一起制作了一套缩小的用磁铁磁力升降的装置，投放到科学区后每天都有许多孩子光顾。不但对孩子进行了品德教育，而且幼儿在操作自己感兴趣的材料和物品时，知道了磁铁能吸引某些材料，不能吸引其他材料，磁铁还能相互排斥。还有一位家长和孩子一起动手制作了沙漏计时器。他和孩子一起找沙子，并在瓶子上做记号来测量时间，当沙漏计时器中的沙子从一个瓶子里流动另一个瓶子里时，孩子忽然问爸爸："如果瓶子里装上小米会什么样？"于是，爸爸和孩子又制作了一个装小米的计时器。结果发现小米的流动速度比沙子慢。当这些玩具投放到科学区后，孩子们很珍惜这些玩具，玩得特别高兴。可见，在与父母一超制作玩具的过程中，不但让孩子了解了许多科学知识，还增进了父母与孩子的关系。这样的科学操作材料是十分有意义的。

4.发挥教师作用，引导幼儿与材料相互作用

教师既要了解幼儿、了解教育目标和内容，又要了解每一种材料的结构所反映的事物之间的关系，以及相应的科学概念。只有这样，教师才能够为幼儿的探索选择适宜的材料，才能促进幼儿主动探究。

4.1 支持、引发幼儿与材料相互作用

有时教师依据教育目标和内容提供的材料，并不一定能引起幼儿的探究活动，这就需要教师的引发。将教育目标转化为幼儿的需求，教师要运用新的未知的要素与旧有经验、旧有知识与技能、习惯性思维方式之间存在的矛盾观点，为幼儿提供易于引发幼儿主动探索和操作的、并且隐含着教育目标和内容的材料与条件，使幼儿在主动探究和操作教师有目的地投放材料过程中获得教育目的的新经验；在必要的情况下，教师要创设问题情景，引发幼儿的兴趣和探究的需求。

在科学区观察中发现，有时即使教师投放了自认为幼儿会感兴趣的材料，幼儿也可能因材料所反映的关系过于隐蔽或其他原因，引不起幼儿探究和操作的兴趣。这时，就需要教师创设问题情景，创设和引发幼儿的操作兴趣。

例如，在我们班科学区中，我为幼儿提供了电池、电线和小电灯泡，想让幼儿探究如何接亮小电灯。可是材料一直摆放了好几天，没有一个孩子去探究和操作。于是，我引导娃娃家的幼儿；你们家的灯坏了，快请人去接亮小电灯吧。于是，娃娃家的几个人一起去修电灯。经过一段时间的探索和操作，孩子们终于把灯接亮了。

4.2 引导幼儿在与材料的相互作用中学习

在探究某种内容中，幼儿可以在教师引导下通过想、问、看去获得有关信息。通过自己动手和求得他人帮助获取需要的材料。在这一过程中，幼儿不仅发展了语言能力、与人交往能力，还发展了幼儿探究解决问题的能力和获取信息的能力。也认识了材料的特性，发现了相应的关系，获得了有关的知识经验。

另外，教师在引导幼儿与材料相互作用中，不要以"检查者"身份来指导幼儿操作活动。要帮助幼儿探究和发现活动本身，关注幼儿的行为变化，倾听幼儿的谈论，判断幼儿的需求和发展水平，引导幼儿不断向更高的水平发展。

操作材料是幼儿的"教科书"。儿童智力的发展体现在手指尖上。在科学教育中，我们鼓励并支持幼儿自由地探究和发现，努力让幼儿体验人类的科学探究与发现。为了保证幼儿的学习成为主动的探究过程，就要通过不断增加和改变材料投放，并继续研究科学操作材料，让它促进幼儿的主动探究。