例談小學科學學具應用策略

□宿 歷

小學科學學具是學生開展探究活動的重要載體。學具的選擇要立足于典型、方便，學具的使用要體現(xiàn)合理、有序，學具的改進要凸顯直觀、有效。這樣才能減少實驗操作和觀察中的干擾，促進學生有效開展探究活動，有利于學生觀察能力和科學思維的發(fā)展。

一、學具的選擇：典型、方便

蘭本達教授曾提出：“材料引起經(jīng)歷，材料促成思維。”在科學探究活動中，教師精心選擇典型、方便的學具是探究活動得以開展的重要保證，是學生實現(xiàn)有效探究、正確建構科學概念的前提。

如六年級《放大鏡》一課，學生觀察空的透明塑料瓶和裝滿水的透明塑料瓶，發(fā)現(xiàn)裝滿水的透明塑料瓶能放大物體圖像，并歸納出具有放大功能的物體，除了具備透明、中間厚邊緣薄的特點之外，還必須是實心的。透明塑料瓶就具備這樣的典型性特點。又如在研究“怎樣的物體不容易倒”時，學生利用透明塑料瓶，通過空瓶、滿瓶水、半瓶水、1/3瓶水等學具，采用正放、倒放、傾斜放等對比實驗，很好地理解“上小下大、上輕下重的物體不容易倒”的科學原理。典型的學具能幫助學生有效理清思維，獲得正確的認知。

由于尋找和準備學具，需要花費大量的時間，教師要盡可能選擇既典型又方便的學具，提倡一物多用。以透明的塑料瓶為例，通過整理小學科學教材實驗目錄，發(fā)現(xiàn)有41個探究活動可以借助塑料瓶完成，僅五年級就有14個，如表1、表2、表3所示。

表1 采用塑料瓶全瓶使用的探究活動目錄

表2 采用塑料瓶打孔使用的探究活動目錄

表3 截取部分塑料瓶使用的探究活動目錄

學具可以幫助學生從中獲得直接和感性的認識，理性的思維、概念建構才能由此逐漸生發(fā)。塑料瓶作為一種唾手可得的學具，可以幫助學生認識材料特點，有助于學生實驗的操作、觀察、對比、分析。學生的認知是清晰和深刻的，概念建構才會是完善的。因此，教師要做一個生活的有心人，從生活中就地取材，對學具進行整理與歸類，甚至引導學生參與學具的準備。由此，既豐富了學具的來源和種類，又在材料的選擇中激發(fā)學生對科學學習的興趣，促使學生去探究。

二、學具的使用：合理、有序

科學教學中，不僅要選擇典型、方便的材料，還要合理、有序地使用材料。這樣才能促進學生探究活動的有序開展，促進學生的認知建構，真正發(fā)揮學具的作用。

例如在科學實驗中，經(jīng)常會用到指南針、溫度計、彈簧測力計等。合理的材料分配顯得尤為重要，如果以小組為單位下發(fā)一套學具，人均接觸、觀察、正確使用學具的時間和機會就不多，顯得不夠合理。如果每個小組能提供每人一套學具，學生就有了充足的時間接觸材料，掌握正確的使用方法，在成功中體驗探究發(fā)現(xiàn)的喜悅，從錯誤中獲取經(jīng)驗和教訓。如在綠豆種子發(fā)芽、種植鳳仙花、養(yǎng)殖蠶寶寶等活動中，每個學生都親自動手。參與觀察和實踐，積累和整理的數(shù)據(jù)、圖片等都是探究活動的學具，這樣的學具能使學生獲得直接體驗，不僅豐富還具有個性化，其意義遠超小組活動。

此外，學具的有序發(fā)放不僅利于學生在探究活動中進行觀察，還有利于認知的建構。以《點亮小燈泡》的活動為例，如果教師不加選擇地把所有的學具一次性發(fā)給學生，學生難以在短時間內(nèi)認識、掌握各種材料的特性和作用，探究活動也會因?qū)W生盲目嘗試使用各種材料而造成低效。此時，教師應考慮到學生認知的階段性特點，先提供小燈泡、電池、導線三種材料，讓學生探究利用這三種材料點亮小燈泡的辦法。學生在操作中發(fā)現(xiàn)小燈泡雖然點亮了，但是雙手卻要按住連接處，無法進行下一步實驗操作，繼而引發(fā)對“解放雙手”的思考。此時，教師再適時提供燈座、電池盒、開關等材料，不僅能讓學生更容易操作，而且也能讓學生認識到燈座、電池盒和開關的作用，使探究活動向深度推進。

因此，學具的使用要講究材料的合理分配和發(fā)放時機，按不同階段適時提供相應的學具。同樣，在完成階段性探究活動后也要及時回收學具，減少學生因材料造成的注意力干擾，讓學生能夠更加專注地進行研討和交流。

三、學具的改進：直觀、有效

學具作為教學活動的重要載體，是促使學生的科學思維從形象走向抽象的橋梁。教師應該根據(jù)學情、教材內(nèi)容、教學目標，對學具進行改進。改進后的學具要使實驗現(xiàn)象更明顯，有利于學生觀察，把不易見到的現(xiàn)象直觀地呈現(xiàn)在學生的面前；要使學生操作更有效，確保學生科學觀察的有效性，從而幫助學生建構科學概念。

以五年級上冊《光的反射、折射》實驗為例，教材中選用的學具是普通的手電筒。普通手電筒在實驗中存在以下問題：一是在無遮光功能的教室環(huán)境下，手電筒的亮度不足，光線不明顯。二是光的傳播路徑看不清楚。于是，教師用激光筆代替手電筒讓學生進行觀察，學生可以清楚地看到光在多面鏡子間的反射與光透過凸透鏡后折射的現(xiàn)象，為后面的科學概念建構奠定基礎。

又如三年級下冊《溫度和溫度計》一課，其教學難點是識讀攝氏溫度。日常教學環(huán)境所提供的可測溫度缺少變化，更是無法提供零攝氏度以下的溫度讓學生進行識讀。如何解決這一問題呢？教師自制的溫度計讀數(shù)演示器就起到很好的教學效果。教師將木板固定成一個L形的支架（如圖1和圖2所示），將一根玻璃細管固定在自制的刻度板上，玻璃細管的一端連接有軟管和注滿紅色液體的針筒，由此形成一個模擬的溫度計。當教師推拉針筒，紅色液體注入玻璃細管，液面的停留位置就會發(fā)生變化，學生就可以清晰觀察，進行各種溫度的識讀練習。自制溫度計經(jīng)濟、簡便、直觀，能反復演示，有利于學生觀察，對學習目標的達成起到事半功倍的作用。

圖1 溫度計讀數(shù)演示器正面

圖2 溫度計讀數(shù)演示器背面

此外，學具是否有利于學生在實驗活動中的操作，影響學生的觀察效果，也是改進學具的因素之一。

如六年級下冊《化學變化伴隨的現(xiàn)象》一課中，需要學生觀察硫酸銅溶液與鐵釘?shù)淖兓瘉砼袛嗍欠裼行挛镔|(zhì)產(chǎn)生，是否屬于化學變化。教材設計的實驗是用鑷子夾住一枚鐵釘，將鐵釘?shù)囊徊糠纸肓蛩徙~溶液中觀察2分鐘。在實驗中發(fā)現(xiàn)，用燒杯盛放硫酸銅溶液過于浪費，學生要保持夾住鐵釘2分鐘，使鐵釘?shù)囊话虢谌芤褐械膭幼魇欠浅＠鄣?。怎樣的材料既可以?jié)約硫酸銅溶液，又能將學生的雙手解放出來，使其專注于現(xiàn)象的觀察呢？教師對學具進行了改進（圖3所示），將鐵釘一端用長度適當?shù)募毦€系上，放入裝有硫酸銅溶液的試管中，調(diào)整細線長度，使鐵釘?shù)囊话虢]在溶液中。

圖3 改進的鐵釘放入硫酸銅溶液的學具

又如五年級上冊“物體的顏色與吸熱本領”實驗，要求把不同顏色的紙折成袋狀，分別插上溫度計平放到陽光下，觀察分析物體顏色與吸收熱量的關系。學生在實際操作中出現(xiàn)了讀數(shù)難、紙袋易脫落等困難。教師經(jīng)過思考，用涂上不同顏色油漆的礦泉水瓶子來代替紙袋，在瓶蓋上鉆孔插入溫度計，統(tǒng)一放在陽光下。瓶子既可以水平放置，又可以豎直放置，放在瓶子支架上還可以和陽光垂直放置，讓學生可以檢驗多種情況下顏色對溫度的影響，而且還方便讀數(shù)，極大地提高了實驗觀察的效度，如圖4所示。

圖4 改進的顏色與吸熱演示器

學具是學生科學問題與學習目標之間的橋梁。在教學中，教師要精心選擇學具，巧妙使用學具，創(chuàng)新改進學具，提高學生開展探究活動的有效性，達到事半功倍的效果，對促進教學優(yōu)化，幫助學生建構科學概念，發(fā)揮著重要作用。