科学探究材料选用三原则

王世力

材料是小学科学探究活动的载体，也是发展学生探究能力、激发探究乐趣的基础。材料选用是否科学、合理，决定着学生的探究活动的展开、概念的完善和探究兴趣的激发是否成功。然而，在实际材料的选择与利用中，却存在着“铺张”“敷衍”等现象。前者往往出现在众多公开课的会场，高投入的现象比比皆是，此种教学手段显然不适合常态教学；后者普遍存在于教师的日常教学中，省心省力地准备最简单的材料，却是对学生发展的漠然与不负责任。如何做到精简投入而又高效产出呢？笔者认为，只要在材料的选择与利用时遵循“对应与突破”“深入与建构”“产出与发展”的原则，便能达到有效教学的目的。本文即以《声音是怎样产生的》一课为例就材料选用的原则谈谈认识。

一、对应与突破原则

即对应目标与突破难点。选择探究材料切忌盲目，玩“新意”与“照搬照用”，其结果是“乒乒乓乓”“热热闹闹”而一无所获。选择的材料应是为探究活动要达到的目标服务，每个探究环节的目标决定了教师选择怎样的材料，而灵活选用材料更是为了帮助学生突破难点，深入探究。

（一）对应目标，有的放矢

“材料引起探究，材料引起活动。”然而，并非什么材料都能拿来探究，也并非所有材料一股脑儿地放在一起探究。只有指向于探究目标的、帮助学生有效建构科学概念的材料才是我们要让学生探究的材料。借助对应的典型材料，学生才能发现问题、解决问题。而这一切建筑在教师对整个探究教学活动的清晰的结构之上，需要教师明确每一环节的探究目标。

如《声音是怎样产生的》一课的探究教学结构大致体现为以下几个环节：

对应的环节目标为：

1.激发兴趣，暴露前概念：敲、碰撞、弹、踢、摩擦等各种方法发出声音。

2.在对比观察中发现发声物体的共同现象或状态：振动。

3.产生问题，提出猜想：声音是由物体振动产生的吗？

4.借助典型材料深入探究，验证、反证猜测，完善核心概念。

5.应用与拓展：寻找人体中的发声器官等。

围绕以上环节目标选择相应的材料比较科学合理。如在第1环节中，为了激发学生的兴趣，材料的选择上就可以体现各自的想法与个性，有的采用各种乐器发声，有的用多媒体播放自然界美妙的声音，有的甚至现场弹奏一曲，学生兴趣盎然。而第2、4环节中材料的选择则不能随意，必须典型、有结构，环节2的材料要让学生比较容易地观察到物体发声同时在不停“振动”的现象，显然尺子、橡皮筋等材料不但选材方便且能达成此目标，可以成为本节课的基础材料。而环节4的材料不但要让学生“看”到振动，更要让学生“摸”到振动，多感官的震撼刺激都为了指向本课的核心概念：声音是由物体振动产生的。由此，选用音叉（看见“水花四溅”、感觉“麻麻的”）、弹棉花的弓（看见“棉絮飞舞”）等材料便有了针对性，这与目标的达成紧密相关。日常教学中，如果能从以上环节目标出发选择对应的材料，则能发挥材料的真正价值。

（一）突破难点，灵活选材

材料是学生探究活动的载体，但“水能载舟亦能覆舟”，不恰当的材料，不但使学生偏离探究方向，甚至会使学生的探究在相互干扰中云里雾里，只有从学生的已有经验出发，针对学生探究的瓶颈，灵活地选用典型材料才能帮助学生突破难点，有效探究、深入思考，在认知冲突中统一，在思维发展中建构。

《声音是怎样产生的》一课的教学重难点在于引导学生从“声音是由敲、碰撞等产生”的片面的前概念转变为“声音是由物体振动产生”的完善的科学概念，教学的策略为：从“否定—形成—完善”三个梯度建构“声音是由物体振动产生的”，选择的材料便要体现以下三个层次：一是让学生观察到“敲、碰撞”后物体还在持续发声，否定只有“敲、碰撞”才能发声的错误经验；二是让学生清晰地观察、感受到物体发声的同时在不断地“振动”，形成“物体振动产生声音”的新概念；三是让学生发现“制止物体振动，声音同时停止”的现象，反证声音是由物体振动产生的，进而完善新概念。以此灵活选择不同层次的探究材料，才能帮助学生突破认知上的困难，从不全面、错误的前概念走向科学的完善的新概念。由此，好多教师不得不从众多的材料中去对比、筛选材料，甚至改造、自制教具，都是基于突破难点出发，这样的选材与制材值得我们学习。

二、深入与建构原则

即深入探究与建构概念。材料使用的目的在于促进学生探究，完善科学概念，构建起学生的科学知识体系。在教学中，选用丰富的、有结构的探究材料能帮助学生的探究活动走向深入，由此建构起正确的科学概念。

（一）丰富材料促探究深入

丰富的探究材料不仅是学生探究活动乐趣的来源，更是学生深入探究的有效载体。由于活动的层次性，环节目标的递进性，科学概念的建构性，“一样材料上一课”的教学难以促进学生探究活动的深入（复合型或组合型的材料除外）。丰富不是体现在数量上，并非越多越好，而是在材料的层次与多样上。

综观《声音是怎样产生的》一课，学生在本课中使用了钢尺、橡皮筋，以及音叉、锣、鼓、吉他等各种乐器。从学生参与的角度观察，学生学得兴趣盎然，意犹未尽。然而这些材料并非一股脑儿发给学生，而是在呈现时机与顺序上发挥每种材料的价值。如在让学生初步观察发声物体的现象与状态时使用钢尺与橡皮筋，目的在于它们在发声的同时“振动”现象明显，便于学生“看”到。而在验证“声音是由物体振动产生的吗”的深入探究中，仅凭这两种材料显然缺乏说服力。因此，音叉、鼓、弹棉花的弓等材料的使用满足了学生探究的需求。手摸音叉有明显的麻感，放入水中水花四溅，豆子在鼓面上“跳舞”，既让学生看得到，又让学生触感得到。显然，这些材料的使用在验证“物体产生声音的同时是在振动的”活动中体现了明显的优势，让学生的探究活动更有趣味，更充分。在接下来的交流过程中，因为学生观察、体验深刻，交流互动尤为热烈，只要教师稍加追问，学生就能较完整地表述清楚。在这样丰富多样的材料运用下，学生的探究活动自然走向深入，探究价值大大提升。

（二）结构材料促概念建构

材料的种类、组合、数量以及投放的次序就是材料的结构，“有结构的材料”一般都是教师经过精心设计的典型材料的组合。这种材料的组合，既要揭示教学内容有关的一系列现象，体现教材的科学性，又要符合学生年龄特征和认知规律，贴近学生的日常生活，还应具有趣味性，使学生喜欢，并有能力通过对材料的探索来帮助学生建构正确的科学概念。

在教学《声音是怎样产生的》时，为了让学生形成“声音是由物体的振动产生的”这一科学概念，笔者为学生提供了以下几种有结构的组合材料：1.队鼓和米，从米的跳动来感受鼓面的振动；2.音叉和水，从水的波纹来感受音叉的振动；3.弹棉花的弓和棉花，从棉花的飞舞来感受弓弦的振动；4.各种弦类乐器。学生利用提供的材料选择自己感兴趣的实验进行验证，由于提供的材料不但典型，而且有结构，因此，不管学生选择哪一组材料，都能清晰地看到实验现象：当各种物体发出声音时，它们都在振动。正是这些有结构的材料，为学生形成“声音是由物体振动产生的”这一科学概念提供最大的助力。而锣与人组合的“令行禁止”游戏活动，在“开始，敲锣；停，按住锣”的互动中，更是非常直观自然地让学生看到了“停止振动声音也没了”的现象，以形象趣味的方式反证了“声音是由物体振动产生的”，使本课核心概念的建构更趋完善。

三、产出与发展原则

即产出效益与发展思维。材料的充分利用是材料在学生探究活动是否发挥探究价值的保障，决定着探究教学的产出效益。一次成功的材料利用必定体现为学生思维的真正灵动，探究后研讨的热烈深入。

（一）多次利用促产出效益

一份有结构的材料是能通过材料的有机组合，在不同时候的呈现时机而在课堂上被多次利用，每一次有每一次的可探究之处，每一次有每一次可探究的价值。

在常态教学中，教师投入的时间与精力是有限的，可利用的资源也是有限的，这就要求教师能在有限的时间与精力下精选材料，在有限的材料下，充分地利用材料，使材料的价值最大化。如有教师在声音一课的导入部分准备了许许多多乐器供学生分组探究，只为了让学生能用各种方法使乐器发出声音，而在后续的探究活动中并未再次使用，材料的利用率并不高，这多少有点奢侈与浪费，教师教学的投入与产出不呈正比，成本显然有点高。相反，有教师利用音叉、鼓、锣等乐器“发声”导入，在后续的验证实验中再次让学生分组实验，前后两次呈现，目标不同，价值不同，充分提升了材料的效益。

（二）合理利用促思维发展

材料准备丰富多样，但如果不加以合理利用，也难以发挥材料的真正价值。科学合理利用材料，才能使学生在探究活动中观察到与自己已有经验相冲突的现象，进而在认知冲突、思维碰撞中发展。

如《声音是怎样产生的》一课，教师从学生认为“敲、碰撞等产生声音”的前概念出发，提供能持续发声的材料，使学生发现钢尺、橡皮筋等物体在不拨动、敲击的情况下还能不断发声，进而引发对原有认识的“否定”。在此基础上，教师引导学生去观察发现新的现象：它们在发声的时候有什么共同的现象？同时提出猜想：声音是由物体振动产生的吗？由此，一个新的科学概念开始在学生心中初步建构。在后面的验证实验中，学生借助典型材料一次次地感受“振动”，不仅看到，而且触摸得到。还在“令行禁止”的敲锣游戏中体验“制动”，反证猜想。这样，学生经历了从“发现振动，提出猜想”到“感受振动，验证猜想”，再到“体验制动，反证猜想”的思维发展过程。在一次次的探究活动中验证了自己的假设，在思维的碰撞中形成了新概念并感受到了探究的快乐，这样利用材料便是发挥了材料的内在价值。

综上所述，小学科学探究材料的选用要在厘清教学结构的基础上，从达成环节目标和突破难点出发，不盲目不随意，不简单不浪费，灵活地选用典型的有结构的多样材料，促进学生主动探究、深度思维，帮助学生建构或重构科学概念，真正做到精简投入与高效产出的目的。

（浙江省奉化市实验小学 315500）