例谈小学科学探究材料选用的原则

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。然而，在实际材料的选择与利用中，却存在着“铺张型”或“敷衍型”等现象。前者往往出现在众多公开课上，高投入的现象比比皆是，此种教学不适合常态教学;后者普遍存在于教师的日常教学中，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？我们认为，只要在材料的选择与利用上遵循对应与突破、深入与建构、产出与发展的原则，就可以达到有效教学的目的。本文以《声音是怎样产生的》一课为例就材料选用的原则谈谈一些看法。

一、 对应与突破原则

对应与突破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“乒乒砰砰”“热热闹闹”而一无所获。选择的材料应为探究活动的目标服务，每个探究环节的目标决定了教师应选择怎样的材料，而灵活选用材料更是为了帮助学生突破难点、深入探究。

1.对应目标，有的选材

材料引起探究，材料引起活动。然而，并非什么样的材料都能拿来探究，也并非所有材料都能一股脑儿地放在一起探究。只有指向于探究目标的、能帮助学生有效建构科学概念的材料才是我们要选择的、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。而这一切建立在教师对整个探究教学活动的清晰的认识上，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：用敲、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。

从以上环节目标出发选择相应的材料会比较科学合理。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和个性，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。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的同时在不停“振动”，显然尺子、橡皮筋等材料不但选材方便且能达成此目标，因此成了本课的基础材料。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是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（“水花四溅”“麻麻的”）、弹棉花的弓（“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相应的材料，就能发挥材料的真正价值。

2.突破难点，灵活选材

材料是学生探究活动的载体，但不恰当的材料，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不知所以，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，否定只有在“敲、碰撞”时才能发声的错误经验;二是让学生清晰地观察、感受到物体在发声的同时还在不断地“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、完善的新概念。由此，教师不得不从众多的材料中去对比、筛选，甚至改造、自制教具。

二、 深入与建构原则

深入与建构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，建构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。

1.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（除非是复合型或组合型的材料）。丰富不是体现在材料的数量上，而是体现在材料的层次与多样上。

学生在《声音是怎样产生的》中使用了钢尺、橡筋，以及音叉、锣、鼓、吉它等各种乐器，甚至让学生现场弹奏一曲，实在是一场声音大餐。从学生参与的角度观察，学生学的兴趣盎然、意犹未尽。然而这些材料并非一股脑儿地发给学生，而应在呈现时机与顺序上发挥各种材料的价值。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筋，是由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”，学生既能看得到，又能触摸得到。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”活动中具有明显的优势，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，只要教师稍稍追问一句，学生就能较完整地表述清楚。在这样丰富多样的材料运用中学生的探究活动自然走向深入，探究价值大大提升。

2.结构材料促概念建构

材料的种类、组合、数量以及投放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，既要揭示与教学内容有关的一系列现象，体现教材的科学性，又要符合学生的年龄特征和认知规律，贴近学生的日常生活，同时还应具有趣味性，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，我们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”这一科学概念提供了最大助力。

三、 产出与发展原则

产出与发展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中发挥探究价值的保障，决定着探究教学的产出效益。一次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。

1.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，在不同呈现时机在课堂上被多次利用，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，使材料的价值最大化。如有位教师在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这些乐器，材料的利用率并不高，这多少有点浪费，教师教学的投入与产出不成正比，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。

2.合理利用促思维发展

材料准备丰富多样，但如果不能合理利用，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”，不仅看得到，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，真正实现精简投入与高效产出的目的。

参考文献

[1] 基础教育课程改革纲要（试行）解读[M].上海：华东师范大学出版社，2006.

[2] 教育部基础教育司.全日制义务教育科学（3-6年级）课程标准解读[M].上海：华东师范大学出版社，2002.

[3] 韩桂英.科学探究活动中材料的有效应用[J].科学课，2008（5）.

【责任编辑：陈国庆】