常态科学课探究材料的不足及改进

朱小琴

摘 要 探究材料是学生进行科学探究活动不可缺少的物质基础，也是学生正确建构科学概念、提高科学技能的主要依靠。目前，常态科学课中的探究材料还存在准备不恰当、使用不规范等问题，需要在出示时机、使用意义、整理归类等方面进行规范，实现科学探究从低效到高效的转变。

关键词 小学科学 探究活动 探究材料

小学科学是一门实践性课程，探究活动是学生学习科学的重要方式。科学探究活动的顺利开展，必须借助于相关的探究材料，学生只有通过对材料的观察、实验或制作，才能建构起相应的科学概念，提高相应的科学技能。然而，笔者在平时的听课中发现，评优课、公开课中的探究材料准备精心、设计新颖，效果突出;但常态科学课中探究材料却没有得到应有的重视，存在准备不恰当、使用不规范、随意性较大的现象。

一、探究材料准备及使用的不足

1.准备不恰当

探究材料准备是否恰当，直接影响着科学探究活动能否顺利进行。小学科学仪器室大多不配备实验员，探究材料准备的任务一般由科学教师自己完成，有些科学教师同时担任几个年级的教学，所以就会出现探究材料准备不恰当的现象。

（1）探究材料不科学。科学性是选择探究材料的主要标准之一，这是由小学科学学科性质所决定的。只有探究材料本身具有科学性，才能确保探究结果的准确性。例如在探究“同一種材料构成的物体在水中的沉浮与自身的体积与重量有无关系”时，探究材料就不能使用红萝卜，因为红萝卜由于生长环境、成熟程度、萝卜品种等原因，其密度本身就分布不均匀。

（2）探究材料缺兴趣。在科学探究活动中经常会看到这样一种现象：教师课前花了很大力气准备探究材料，但是学生经过操作，还是有不尽如人意的现象。如探究“磁铁能吸什么样的物体”时，不仅要选择学生生活中的铁质材料，更应选择学生不太确定，又能激发探究欲望的材料，如硬币、纽扣电池等。

（3）探究材料过繁杂。探究材料并不是越多越好，有时探究材料多了，反而会分散学生注意力，干扰实验过程。科学教师在准备材料的时候，要做到简单有效，要用最少的材料发挥最大的教育价值。 例如一位教师在上“声音的产生”一课时，准备了保鲜袋、直尺、橡皮筋、广口瓶、三角铁、音叉、小军鼓、黄豆、气球、小喇叭等13种材料，供学生自主探究声音产生的条件，整节课很热闹、学生也很忙碌，但很多小组面对这么多材料时要么不知如何下手，要么偏离探究方向。

（4）探究材料难操作。由于不同年龄学生的动手能力不一样，在准备实验材料的时候应考虑到学生操作的难易程度。如在探究“摆的快慢是否与摆绳的长度有关”时，学生因不会对绳子打结，会白白浪费了很多时间;在“拧螺丝”一课制作小木凳活动时，学生因木质较硬螺丝拧不紧，影响了制作效果。

（5）探究材料不典型。材料的典型性是指经过有效遴选，能体现所要学习的概念、特征及规律。如“庞大的家族”的教学中要引导学生观察各种昆虫标本，归纳概括出昆虫的共同特征。但实验室统一配备的标本盒只有一种鞘翅目昆虫，且足压在身体下面，膜翅藏在鞘翅下面没有展开，学生观察这样的标本，会对昆虫特征的认识产生很大的干扰。

2.使用不规范

精心准备的实验材料只有规范使用才能发挥它应有的作用，然而，有些教师对材料出现时间、使用意义、整理归类不够用心。

（1）出现时间不适宜。如果问学生为什么喜欢科学课，相信他们都会说：科学课有很多好玩的实验材料，我们可以用好玩的实验材料来做有趣的实验。如果课前将材料一股脑儿地呈现在桌面上，当学生进入实验室，他们会不由自主地对桌上的实验材料产生兴趣，总想着去摸一摸、玩一玩，干扰正常教学。

（2）使用意义不深刻。动手动脑学科学、做科学是儿童学科学的应然状态。手脑并用，交融共生，符合儿童的认知发展规律，契合科学课程的本质属性。探究材料对学生探究的意义，不应停留在做，而应体现在先思后做、边做边思、先做后思等多种状态。但是，在常态科学课堂中，探究材料多为动手操作而服务，即学生利用探究材料按照教师课前预设好的过程观察、实验、制作，忽略了材料“思”的意义。

（3）整理归类不到位。学生对动手操作实验很感兴趣，但对实验结束后的材料整理没有意识。实验结束后，我们经常会看到实验桌上的探究材料“一片狼藉”，这样既增大了上课教师整理的工作量，同时也不利于学生良好实验习惯的培养。

二、探究材料准备的原则

依据小学科学课程标准及小学科学学科核心素养的要求，探究材料必须是方便学生操作、实验现象明显、实验数据准确、易于激发学生兴趣的。在科学实验探究材料准备的过程中，一般来说要注意以下几个原则。

1.精选材料，一材多用

实验材料不在多，而在精。精选材料具有承载信息、组合活动、促进操作、丰富思维的多重作用。一材多用可以体现在一个材料在同一探究活动中多次使用，也可以体现在同一个材料可以在多个探究活动中重复使用。如“空气占据空间”，教师整节课选用一个去底带盖的矿泉水瓶、一个乒乓球、一根吸管，通过“如果用一个去底带盖的矿泉水瓶罩在一个浮在水面上的乒乓球，乒乓球会在瓶子的哪个位置？”“你有办法让乒乓球到瓶子的上部吗？”“你有办法让乒乓球停在瓶子的任何一个部位吗？”三个活动逐层深入，学生通过简单的材料进行深入研究，兴趣高涨、思维活跃。

2.简单明了，易于操作

（1）选用操作方便的电子器材。随着技术的进步，器材室可以根据需要适当配备一些电子器材，如电子点火器、电子温度计、电子称等，学生操作简单、安全方便。但是，科学课中指导学生正确使用基本仪器的时候就不能用电子器材替代，如“指导学生正确使用温度计”时，应该在指导学生正确使用传统温度计之后拓展电子温度计的使用。

（2）选用操作方便的“新型材料”。“新型材料”是指效果明显，操作简单、价格又不贵的材料。如探究“固体热传导”时，教材中建议用凡士林将火柴梗间隔粘在铁棒上，然后用酒精灯加热，观察火柴梗掉落的顺序来判断热在铁棒中的传递过程，学生使用凡士林时手一抖火柴就会掉落，而且凡士林量的多少会影响实验效果，用变温油墨替代凡士林涂抹在铁棒上，通过油墨的变色判断热在铁棒中的传递。

3.发动学生，激发兴趣

在小学科学教学中，观察、实验的对象很多都是学生生活中常见的自然事物和现象。实验操作材料可以引导学生到生活中、到大自然中去寻找。这样，既能解决老师准备材料的压力，也能解决材料不足的问题，更重要的是能把准備材料的过程变成学生观察的过程、探究的过程。如学生在寻找“各种各样的叶子”的过程中，就会主动观察不同种类、颜色、形状的叶子。

4.下水实验，关注细节

下水实验是指教师在准备材料的过程中，利用准备的材料先进行试验，关注实验材料操作是否安全、学生操作是否顺利、实验现象是否明显、实验数据是否容易采集等。如探究“小车的运动与拉力有什么关系？”时，拉力就不能用钩码来表示，因为用“一个钩码的拉力”小车运动就非常快，学生来不及用秒表测试，更不用说“两个钩码的拉力”“三个钩码的拉力”了。其实，如果教师课前做过下水实验，把钩码换成回形针效果就会大不相同。通过测试，5个回形针为一串，一串一串加，实验效果就很明显。

三、探究材料使用的策略

1.适时出示，保证学生有效探究

材料是学生进行科学探究的操作对象，材料的呈现要根据科学探究的进程、学生思维发展的过程，适时出示、分批发放。材料可以出现在探究之始，启发学生思考探究方案;可以出现在探究之中，借助材料有序开展观察、实验或制作;还可以出现在探究之尾，分析寻找成功与失败之因。如“导体和绝缘体”教学，教师将实验材料分为三组：第一组是一小杯盐;第二组是不同浓度的盐水;第三组是一杯清水、一杯盐、一把调羹。教学时，三组材料随着“盐能导电吗？”“盐不能导电，那盐水能导电吗？”“不同浓度的盐水导电性有什么不一样？”探究任务的进行分三次出示，整个探究活动环环相扣、有序进行，学生思维层层深入、逐渐明朗。

2.深化使用，培养学生科学思维

从学生“做科学”的角度来讲，探究材料的意义不仅仅在于纯粹的动手操作，应与动脑相结合，使学生有机会参与思考、讨论、设计，促进学生科学思维的培养。

（1）用材料活跃学生方案讨论。认知主义教学理论不仅关注教师怎样教，更关注怎样学。探究方案的提出应该鼓励学生自己想办法、提方案，引导学生自由地、按照自己的思路从不同的方面进行探究，而探究材料就是一个很好的脚手架。如“探究昆虫的奥秘”一课，在探究“蚂蚁会被圆圈圈住可能与什么有关系？”时，学生起初只想到可能与画圆圈的笔的气味有关。学生通过观察“不同水笔、不同大小蚂蚁”得到启发，认为还可能与蚂蚁的大小有关，可能与圆圈的颜色有关，可能与圆圈线条的粗细有关……学生的思维空间一下子打开了，让学生有更多的探究机会和更真实的探究。

（2）用材料引发学生深入思考。小学生善于从比较中发现问题，善于在比较中深入追问。在设计材料时，可以巧设对比，引起认知冲突、引发思维碰撞。如在“要学会选择合适螺丝刀拧螺丝”的探究活动中，可以设计不同类型、不同型号的螺丝刀帮助学生对比。学生通过操作发现：不同螺丝要用不同类型的螺丝刀来拧，相同螺丝可以用不同型号的螺丝刀来拧，中号螺丝刀比小号螺丝刀拧起来会更省力。“为什么中号螺丝刀拧起来会更省力一些？”“是不是用大号的十字螺丝刀拧起来会更省力？”……学生在追问过程中思维得到不断深化和发展。

（3）用材料启发学生创意设计。学生探究的过程是一种实践的过程、体验的过程，更是一种发现和创造的过程。探究材料多元化，有助于学生进行创意设计。如“像科学家一样……”的教学，教师给学生提供了焦距为300毫米、100毫米的凸透镜，焦距为100毫米凹透镜三种镜片，提供了20厘米、30厘米、40厘米三种不同长度的镜筒，课堂中，学生根据自己已有的认识，自主选择镜片、镜筒，展开设计、测试，学生在动脑又动手的过程中点燃创新思维。

3.留心整理，培养学生探究习惯

学生整理探究材料的习惯不可忽视。材料整理既包括操作材料的整理，也包括用材料制作作品的整理。操作材料可以通过分装取用、设立材料管理员、布置材料超市等方式，引导学生及时整理上交，培养学生有序整理的习惯。制作作品是学生进行探究活动的成果，科学教师不应该把学生作品随意丢弃，可以在作品展览柜中展示，培养学生尊重劳动成果的习惯。

作为科学教师，不仅要重视公开课、研讨课探究材料的设计，更要重视常态科学课中探究材料的精心设计与充分准备，在出示时机、使用意义、整理归类等方面进行规范，实现科学探究从低效到高效的转变。

参考文献

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[责任编辑：陈国庆]