科学探究材料选择的常见问题及对策

郑典萍

《科学（3～6年级）课程标准》指出：科学课程要面向全体学生。因此探究活动应该有足够的材料，足够材料的意义不在于每个学生都有每样材料，而是应该让学生都有在探究中起关键作用的好材料。好材料不但能引起学生的兴趣，而且它蕴含着比较典型的科学概念，能让学生的思维碰撞出火花。

我们科学老师在平时教学中由于各种原因经常会出现一些材料选择方面的问题，这些问题直接影响课堂教学的有效性。下面我结合自身的教学实践，谈谈科学探究材料选择的常见问题及对策。

问题1：随意替换，没有理解探究材料的结构性

结构性材料可以暗示和引导学生的探究活动向意义建构方向进行。如《沉浮与什么因素有关》一课，当学生拿到胡萝卜、橡皮、小玻璃瓶、蜡烛、泡沫块、石块、木块、回形针这一组（8种）材料时，看似杂乱，但让学生能发现“体积小的不一定浮，重量重的不一定沉”这一特点。沉浮与物体的体积大小和重量轻重真的没有关系吗？学生很不甘心，于是他们想到了将它们按从小到大、从轻到重排列起来看会不会看得更清楚些（适当时可以由老师提出这个建议）。结果虽然还是看不出，但在这个排列过程中，学生又发现看不出关系的原因：当物体从小到大排时，却没有按照从轻到重排，相反，当物体从轻到重排时却没能从小到大排，所以，最后他们会纷纷表示，需要的是一组轻重一样而大小不一样的物体，和大小一样而轻重不一样的物体。这些材料使他们的思考具有了逻辑性，并指明了方向。

对策：

a.读懂教材，把握关键性材料

“关键性材料”是指在探究活动能引发学生产生认知冲突的探究材料。如《水能溶解一些物质》一课，观察食盐和沙在水中的变化情况，只是为了了解学生原有的关于“溶解”知识储备和经验状况，而观察面粉在水中的变化则是为了挑战学生的原有认知，激发认知冲突。面粉有些看得见，有些看不见，算不算“溶解”了呢？当我们用眼睛难以判断的时候，过滤的方法和沉淀的方法可以帮助我们做出合理的判断，这样就丰富了学生对“溶解”的第二层次认识——溶解后的物质不能用过滤和沉淀方法分离出来。这里的面粉可以被称为“关键性材料”，因为面粉能帮助学生深化“溶解”这个科学概念的认识。

b.选择能够引起学生自主探究的材料

如继续探究物体的沉浮活动中，选用悬浮的小玻璃瓶。当学生拿到玻璃瓶时肯定会自然而然地想到可把水瓶装满，可把水倒出，从而发现增减重量与沉浮的关系。又如《声音是怎样产生的》一课，提供给学生尺子、橡皮筋，让学生发现怎样能使它们发出声音，学生拿到后就会用拉、弹、拨等方式摆弄这些探究材料，从而发现当这些材料来回地动时就能产生了声音。

问题2：考虑不周，没有排除无关因素的影响

老师在课前材料准备考虑不够细致到位，影响学生科学概念的形成。铁钉置换不了硫酸铜，那是因为铁钉外层被涂了防锈的材料；学生会认为沙能溶解一部分那是因为老师准备的沙洗干净带有泥粉。或者是老师没有预设到学生的操作性错误，如学生在使用搅拌棒时，往往在使用了一次后，没清洗，直接使用在另一种物体的溶解过程中。

还有就是实验盒和学具袋，它们将一组教材内容的所需器材组合在一起存放，老师有时会将它们一并交给学生，学生的注意力就会被分散，该用的没好好用，下次要用时却已破损。

对策：

a.做到课前预先驗证

要找到一种好方法对材料进行选择或改进，预先进行科学验证是最本分的做法。例如，有一次我在上《热是怎样传递的》一课，我找来铁丝在两个铁架台上架好，按照教材说明的步骤粘上火柴，点燃酒精灯加热。结果10分钟、20分钟过去了，还不见有一根火柴从上面掉下。原来找来的铁丝太细，因而吸热的速度与散热的速度相当，蜡油不会融化。看到此种情景，老师便不会把它们带入课堂，分析原因寻求恰当的材料。

b.材料的分发管理

实验盒和学具袋的材料必须分发，适时出示。老师可以充分调动学生的积极性，让学生管理材料，做好保管、分发等工作，养成自我约束能力。

问题3：照搬教材，没有达到应有的效果

四上科学《声音的变化》观察比较声音高低的变化，用四个玻璃杯或广口玻璃瓶做实验，四个编了号的盛有不同体积的水，如果用铅笔或小木棒敲击杯口，比较它们发出的声音有什么变化。课前老师试了，很难听清楚。叫来音乐老师也说不出个所以然。这里既有杯壁和空气的振动，又有杯壁和水的振动。它们的变化趋势是相反的，分析起来相当复杂。但是我们的老师认为教材既然编入了，作业有这个要求，说不定考试也有此要求，所以老师硬着头皮也要这套材料搬上讲台，大不了最后告诉学生“标准答案”。

对策：多思忖，多比较，选择更恰当的材料

教材要兼顾到课程标准，关注学生的实际，又要兼顾到学校地域差异，所以一直在不断调整与修改中。比如，《声音的传播》一课教材提出，用一张铝箔纵向折叠几次，做成挺直的铝箔尺进行探究；但这些材料很难制成规格统一的，于是乎很难体现实验的公平性。尽管声波是以点、线的形式传播的，与面无关。但是小学生不理解，所以教师的努力方向仍然应该找尽量等长、等宽、等厚的材料。

又比如，很多时候我们会发现实验的现象并不明显，材料选择就更要紧。例如，探究当物体发出声音时物体怎么了，有什么相同的特点。为了让“振动”更明显，我们会采取把发声的音叉放入水面，会在发声的鼓膜上放些沙粒等。更有一位老师将音叉的振动波写在一面被烟熏黑的玻璃片，什么是声波迎刃而解。

怎样选择材料？选择怎样的材料？事实上体现一位教师的教学设计理念和设计思路，是对教师在教学技能方面提出的目标和要求。我们科学老师应该在把握教学目标的前提下，围绕目标达成，有效地选择探究材料。既不能一味地照搬教材，实行拿来主义，也不能随意替换、更改。我们应该坚守以生为本的原则，是科学探究材料为实现学生的概念转变或重新建构服务。

[作者单位：象山县丹城第三小学 浙江]