利用结构性材料进行科学探究浅探

黄新国

[摘要] 《小学科学课程标准（3—6）年级》修改稿，确立小学科学课程改革的重点是以提高学生的科学素养为宗旨。实验是学生学习科学、提高科学素养的主要途径。善用小学仪器组合，构建实验效益平台，有利于达到提高小学科学课课堂教学效益的目的。

[关键词]课程标准;科学;操作;实验平台

科学课是科学启蒙课程。学生学习科学、实现科学探究的主要途径是科学实验，而实验材料是科学探究活动的基石。结构性实验材料在使用上具有很大的优势，能使科学探究活动更具丰富性，操作起来也更加便捷，实验的结果或数据也更加精密。因此，指导学生学会用有结构性实验材料进行探究，能提高他们认识问题、探究问题、解决问题的能力，提高科学素养。这也就要求教师在小学科学实验中，多给学生一些表现的机会，让学生多动手，多动脑，多利用结构性材料获得科学的体验。

一、利用结构性材料开展科学探究的重要性

结构性材料结构是指科学实验中教师所采用的材料的种类、组合、数量以及投放的次序，是被教师精心设计和优化过了的典型材料的组合。这种有结构的材料，既符合小学生的年龄特征和认知规律，贴近其日常生活，又能通过实验材料揭示与教学内容有关的一系列现象，体现出科学性。同时，结构性实验材料的选择，还能有效地调控教学，使学生能通过对材料的探索来发现问题、解决问题，在有限的探究中获得更多有价值的成果，为科学课程的有效教学奠定基础。科学课是对学生进行科学启蒙教育的学科教育，是科学教育的主阵地。其包含着系统、全面、规范的科学教育内容，尤其是利用结构性材料开展科学探究，对学生科学素养的提升，具有重要的意义。

首先，利用结构性材料开展科学教学是培养学生观察能力的极好途径。通过科学课中的结构性材料，教师可以不用做过多的提示或要求，学生就能够十分积极地投入到教学中，在科学探究中仔细观察，用手去摸、用鼻子去闻、用放大镜去照、用显微镜看实验材料，并做好认真记录，完成教师预定的教学计划和要求。通过观察，学生对科学产生了浓厚的兴趣，缜密的科学思维能力和创造能力也得到了很好的萌芽。观察使他们对这个世界的认识越来越丰富，认知越来越清晰。

其次，科学课程是学生健康成长的保护神。小学生正处在身体快速成长的重要时期，需要掌握科学的卫生保健知识，使自己的身体获得科学知识的支撑，健康成长。例如：通过科学课的教学，学生了解自己身体的奥秘，养成良好的卫生习惯等。特别是在小学阶段，学生的智力、动手能力正处在发展上升的时期，适时的科学教育和科学探究，会对学生的智力培养和动手能力的提高具有重要的推动意义，而且其情感、态度、行为、习惯等也会在科学探究中向着正确的方向发展。

二、利用结构性材料的组合提高科学实验效率

科学就在我们身边，从植物的开花结果到种子的发芽，从婴儿的第一声啼哭到人老暮年，从牛马代步到遨游太空……小学的科学课程，由于结构性材料的合理运用，便于学生更好地了解大自然，客观认识身边的科学现象。

1.新旧仪器组合

时代的快速发展，使得我们的科学教育也在突飞猛进。在小学科学教学中，常常会出现旧仪器还没失去作用，新的实验装备就更新换代的现象。因此，也就出现了部分旧仪器被冷落，新仪器满足不了使用的现象。其实，新旧仪器重组就能很好地解决这个问题。例如：“在物体在水中的沉浮”教学中，我就为学生准备了木板、小刀、泡沫塑料、钉子、铁质钩码、小皮球、回形针、橡皮泥、锡箔等材料。这些结构性材料中，有些能浮，有些能沉，还有一些是既能浮又能沉，而且重量相等、体积不同的材料和体积相等、重量不同的材料在水中的沉浮状况也有一定的规定。这些新旧仪器重组的结构材料优化在一起，就为学生创设了一个乐于探究的环境，学生在探究中，解释水中沉浮的现象，掌握科学道理。

2.改造或丰富材料组合

教师可以根据小学科学课程教材对相关的实验材料进行改造，使其更好地为实验教学服务。例如：在“惯性实验”教学中，我准备好了正方体的木块作为实验材料，但是学生在课上经过实验得知，长方体的木块实验效果更好，因此，我们在接下来的实验教学中，就采用了长方体作为实验材料。又如：在“导体和绝缘体”教学中，我提供给学生铜、铁、铝、木头、玻璃、石头、塑料等材料。在这些结构性材料中既有学生易分辨的常见的导体和绝缘体，又有学生不易分辨的，如卷笔刀等由导体、绝缘体共同组成。同时，在提供的导体中，不要都是金属制品，以免学生认为导体就是金属。因此，我准备了铅笔芯、水来丰富探究的材料，使学生获得完整的认识。同时，在材料的品种和数量上，教师应向学生提供足够的材料，让每个学生都有动手操作和实践的机会。

3.仪器用品互补

例如：三年级“我们的出生与生长变化”教学中，教师可以借助仪器量身高、测体重，也可以借助学生成长的照片，学生家长的感言，学生自己的感受等来体会直接生长变化及其规律。六年级“杠杆的科学”，先用简单的机械做工来感知阻力点、支点、用力点之间的关系，然后用投影仪将杠杆的作用进行放大，此时学生的感知和感受就加深了。倘若再用人体的手脚关节当支点，肌肉当用力点，称重物当阻力点，让师生的肌体有节奏的动起来，学生就会很快掌握杠杆的原理知识。

三、选择结构性实验材料应注意的问题

结构性材料的选择和运用，应根据教学目标来确立和组合，从而使结构性实验材料助推探究活动分层次地开展，培养学生的科学研究和推理能力。因此，教师要注意结构性材料运用中应注意的一些问题，适时、有层次地提供探究活动所需的材料，使学生的探究活动随着材料的提供而向前推进，亲历探究过程，提升科学素养。

1.从学生熟悉的教材中选择

教材是最好的资源库。小学科学教材中是学生最为熟识的实验资源，因此，从教材中选择结构性材料，会取得很好的实验效果。例如：在“我们周围的空气”的实验中，教师可先向学生展示空气是什么：倒扣的杯子不进水，斜入的杯子会进水，让学生明白空气占据空间是存在的。为了让学生进一步明确感知，适时进行捕捉和散放空气的游戏。教师拿出事先准备的小塑料袋、小气球、风油精、清新剂等。通过操作，让学生从空气的变味中客观感受空气的存在。

2.从跨学科的交集中选择

当前小学的综合实践科学课程包含很多其它学科的内容。例如：在“观察植物的种子”实验中，教师可以预先布置学生写观察日记，学生在观察植物种子外形的同时，用笔记录着所见所得，这样，就将语文知识带入了科学教育之中。又如：在“材料在水中的沉浮”实验中，教师一方面用不同材料进行沉浮的实验，一方面要求学生用图表数据计算，将数学知识融于科学实验，掌握物体沉浮的知识。

3.从生活实践中选择

没有生活实践，就没有科学课本身。生活是科学实验的源泉，有了生活的海洋，科学实验才能游刃有余，学生的探究才能真正落到实处。例如：“惯性实验”中一共是3个小实验。在实验准备前，我从实验室里拿来了实验用的小车，而实验所需的其它材料，如鱼缸、鸡蛋、直尺等都是学生按照分组任务，从自己家里带来的。又如：在“可逆变化与不可逆变化”实验中，学生从家里带来了食盐、白糖和铁勺等实验材料，为实验的顺利开展提供了很好的准备。

生活和教材是科学实验的源泉。因此，教师要关于利用结构性材料开展实验教学，对实验材料进行适当改动和组合，使其更好地为教学服务。目前，小学科学教学实验活动尚处在启蒙和探究阶段，这就更需要教师有效地发挥结构性材料的作用，利用好科学实验这个平台，让学生在实验中感受科学实验的魅力。

参考文献：

[1]张红霞.小学科学课程与教学[M].北京： 高等教育出版社，2004.

[2]丁定一.小学自然教学方法[M].长春：东北师范大学，2002.

（责任编辑 付淑霞）endprint