朱小琴
摘 要 探究材料是學(xué)生進行科學(xué)探究活動不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ),也是學(xué)生正確建構(gòu)科學(xué)概念、提高科學(xué)技能的主要依靠。目前,常態(tài)科學(xué)課中的探究材料還存在準(zhǔn)備不恰當(dāng)、使用不規(guī)范等問題,需要在出示時機、使用意義、整理歸類等方面進行規(guī)范,實現(xiàn)科學(xué)探究從低效到高效的轉(zhuǎn)變。
關(guān)鍵詞 小學(xué)科學(xué) 探究活動 探究材料
小學(xué)科學(xué)是一門實踐性課程,探究活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式??茖W(xué)探究活動的順利開展,必須借助于相關(guān)的探究材料,學(xué)生只有通過對材料的觀察、實驗或制作,才能建構(gòu)起相應(yīng)的科學(xué)概念,提高相應(yīng)的科學(xué)技能。然而,筆者在平時的聽課中發(fā)現(xiàn),評優(yōu)課、公開課中的探究材料準(zhǔn)備精心、設(shè)計新穎,效果突出;但常態(tài)科學(xué)課中探究材料卻沒有得到應(yīng)有的重視,存在準(zhǔn)備不恰當(dāng)、使用不規(guī)范、隨意性較大的現(xiàn)象。
一、探究材料準(zhǔn)備及使用的不足
1.準(zhǔn)備不恰當(dāng)
探究材料準(zhǔn)備是否恰當(dāng),直接影響著科學(xué)探究活動能否順利進行。小學(xué)科學(xué)儀器室大多不配備實驗員,探究材料準(zhǔn)備的任務(wù)一般由科學(xué)教師自己完成,有些科學(xué)教師同時擔(dān)任幾個年級的教學(xué),所以就會出現(xiàn)探究材料準(zhǔn)備不恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。
(1)探究材料不科學(xué)??茖W(xué)性是選擇探究材料的主要標(biāo)準(zhǔn)之一,這是由小學(xué)科學(xué)學(xué)科性質(zhì)所決定的。只有探究材料本身具有科學(xué)性,才能確保探究結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如在探究“同一種材料構(gòu)成的物體在水中的沉浮與自身的體積與重量有無關(guān)系”時,探究材料就不能使用紅蘿卜,因為紅蘿卜由于生長環(huán)境、成熟程度、蘿卜品種等原因,其密度本身就分布不均勻。
(2)探究材料缺興趣。在科學(xué)探究活動中經(jīng)常會看到這樣一種現(xiàn)象:教師課前花了很大力氣準(zhǔn)備探究材料,但是學(xué)生經(jīng)過操作,還是有不盡如人意的現(xiàn)象。如探究“磁鐵能吸什么樣的物體”時,不僅要選擇學(xué)生生活中的鐵質(zhì)材料,更應(yīng)選擇學(xué)生不太確定,又能激發(fā)探究欲望的材料,如硬幣、紐扣電池等。
(3)探究材料過繁雜。探究材料并不是越多越好,有時探究材料多了,反而會分散學(xué)生注意力,干擾實驗過程。科學(xué)教師在準(zhǔn)備材料的時候,要做到簡單有效,要用最少的材料發(fā)揮最大的教育價值。 例如一位教師在上“聲音的產(chǎn)生”一課時,準(zhǔn)備了保鮮袋、直尺、橡皮筋、廣口瓶、三角鐵、音叉、小軍鼓、黃豆、氣球、小喇叭等13種材料,供學(xué)生自主探究聲音產(chǎn)生的條件,整節(jié)課很熱鬧、學(xué)生也很忙碌,但很多小組面對這么多材料時要么不知如何下手,要么偏離探究方向。
(4)探究材料難操作。由于不同年齡學(xué)生的動手能力不一樣,在準(zhǔn)備實驗材料的時候應(yīng)考慮到學(xué)生操作的難易程度。如在探究“擺的快慢是否與擺繩的長度有關(guān)”時,學(xué)生因不會對繩子打結(jié),會白白浪費了很多時間;在“擰螺絲”一課制作小木凳活動時,學(xué)生因木質(zhì)較硬螺絲擰不緊,影響了制作效果。
(5)探究材料不典型。材料的典型性是指經(jīng)過有效遴選,能體現(xiàn)所要學(xué)習(xí)的概念、特征及規(guī)律。如“龐大的家族”的教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生觀察各種昆蟲標(biāo)本,歸納概括出昆蟲的共同特征。但實驗室統(tǒng)一配備的標(biāo)本盒只有一種鞘翅目昆蟲,且足壓在身體下面,膜翅藏在鞘翅下面沒有展開,學(xué)生觀察這樣的標(biāo)本,會對昆蟲特征的認(rèn)識產(chǎn)生很大的干擾。
2.使用不規(guī)范
精心準(zhǔn)備的實驗材料只有規(guī)范使用才能發(fā)揮它應(yīng)有的作用,然而,有些教師對材料出現(xiàn)時間、使用意義、整理歸類不夠用心。
(1)出現(xiàn)時間不適宜。如果問學(xué)生為什么喜歡科學(xué)課,相信他們都會說:科學(xué)課有很多好玩的實驗材料,我們可以用好玩的實驗材料來做有趣的實驗。如果課前將材料一股腦兒地呈現(xiàn)在桌面上,當(dāng)學(xué)生進入實驗室,他們會不由自主地對桌上的實驗材料產(chǎn)生興趣,總想著去摸一摸、玩一玩,干擾正常教學(xué)。
(2)使用意義不深刻。動手動腦學(xué)科學(xué)、做科學(xué)是兒童學(xué)科學(xué)的應(yīng)然狀態(tài)。手腦并用,交融共生,符合兒童的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,契合科學(xué)課程的本質(zhì)屬性。探究材料對學(xué)生探究的意義,不應(yīng)停留在做,而應(yīng)體現(xiàn)在先思后做、邊做邊思、先做后思等多種狀態(tài)。但是,在常態(tài)科學(xué)課堂中,探究材料多為動手操作而服務(wù),即學(xué)生利用探究材料按照教師課前預(yù)設(shè)好的過程觀察、實驗、制作,忽略了材料“思”的意義。
(3)整理歸類不到位。學(xué)生對動手操作實驗很感興趣,但對實驗結(jié)束后的材料整理沒有意識。實驗結(jié)束后,我們經(jīng)常會看到實驗桌上的探究材料“一片狼藉”,這樣既增大了上課教師整理的工作量,同時也不利于學(xué)生良好實驗習(xí)慣的培養(yǎng)。
二、探究材料準(zhǔn)備的原則
依據(jù)小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)及小學(xué)科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求,探究材料必須是方便學(xué)生操作、實驗現(xiàn)象明顯、實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、易于激發(fā)學(xué)生興趣的。在科學(xué)實驗探究材料準(zhǔn)備的過程中,一般來說要注意以下幾個原則。
1.精選材料,一材多用
實驗材料不在多,而在精。精選材料具有承載信息、組合活動、促進操作、豐富思維的多重作用。一材多用可以體現(xiàn)在一個材料在同一探究活動中多次使用,也可以體現(xiàn)在同一個材料可以在多個探究活動中重復(fù)使用。如“空氣占據(jù)空間”,教師整節(jié)課選用一個去底帶蓋的礦泉水瓶、一個乒乓球、一根吸管,通過“如果用一個去底帶蓋的礦泉水瓶罩在一個浮在水面上的乒乓球,乒乓球會在瓶子的哪個位置?”“你有辦法讓乒乓球到瓶子的上部嗎?”“你有辦法讓乒乓球停在瓶子的任何一個部位嗎?”三個活動逐層深入,學(xué)生通過簡單的材料進行深入研究,興趣高漲、思維活躍。
2.簡單明了,易于操作
(1)選用操作方便的電子器材。隨著技術(shù)的進步,器材室可以根據(jù)需要適當(dāng)配備一些電子器材,如電子點火器、電子溫度計、電子稱等,學(xué)生操作簡單、安全方便。但是,科學(xué)課中指導(dǎo)學(xué)生正確使用基本儀器的時候就不能用電子器材替代,如“指導(dǎo)學(xué)生正確使用溫度計”時,應(yīng)該在指導(dǎo)學(xué)生正確使用傳統(tǒng)溫度計之后拓展電子溫度計的使用。
(2)選用操作方便的“新型材料”?!靶滦筒牧稀笔侵感Ч黠@,操作簡單、價格又不貴的材料。如探究“固體熱傳導(dǎo)”時,教材中建議用凡士林將火柴梗間隔粘在鐵棒上,然后用酒精燈加熱,觀察火柴梗掉落的順序來判斷熱在鐵棒中的傳遞過程,學(xué)生使用凡士林時手一抖火柴就會掉落,而且凡士林量的多少會影響實驗效果,用變溫油墨替代凡士林涂抹在鐵棒上,通過油墨的變色判斷熱在鐵棒中的傳遞。
3.發(fā)動學(xué)生,激發(fā)興趣
在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中,觀察、實驗的對象很多都是學(xué)生生活中常見的自然事物和現(xiàn)象。實驗操作材料可以引導(dǎo)學(xué)生到生活中、到大自然中去尋找。這樣,既能解決老師準(zhǔn)備材料的壓力,也能解決材料不足的問題,更重要的是能把準(zhǔn)備材料的過程變成學(xué)生觀察的過程、探究的過程。如學(xué)生在尋找“各種各樣的葉子”的過程中,就會主動觀察不同種類、顏色、形狀的葉子。
4.下水實驗,關(guān)注細(xì)節(jié)
下水實驗是指教師在準(zhǔn)備材料的過程中,利用準(zhǔn)備的材料先進行試驗,關(guān)注實驗材料操作是否安全、學(xué)生操作是否順利、實驗現(xiàn)象是否明顯、實驗數(shù)據(jù)是否容易采集等。如探究“小車的運動與拉力有什么關(guān)系?”時,拉力就不能用鉤碼來表示,因為用“一個鉤碼的拉力”小車運動就非常快,學(xué)生來不及用秒表測試,更不用說“兩個鉤碼的拉力”“三個鉤碼的拉力”了。其實,如果教師課前做過下水實驗,把鉤碼換成回形針效果就會大不相同。通過測試,5個回形針為一串,一串一串加,實驗效果就很明顯。
三、探究材料使用的策略
1.適時出示,保證學(xué)生有效探究
材料是學(xué)生進行科學(xué)探究的操作對象,材料的呈現(xiàn)要根據(jù)科學(xué)探究的進程、學(xué)生思維發(fā)展的過程,適時出示、分批發(fā)放。材料可以出現(xiàn)在探究之始,啟發(fā)學(xué)生思考探究方案;可以出現(xiàn)在探究之中,借助材料有序開展觀察、實驗或制作;還可以出現(xiàn)在探究之尾,分析尋找成功與失敗之因。如“導(dǎo)體和絕緣體”教學(xué),教師將實驗材料分為三組:第一組是一小杯鹽;第二組是不同濃度的鹽水;第三組是一杯清水、一杯鹽、一把調(diào)羹。教學(xué)時,三組材料隨著“鹽能導(dǎo)電嗎?”“鹽不能導(dǎo)電,那鹽水能導(dǎo)電嗎?”“不同濃度的鹽水導(dǎo)電性有什么不一樣?”探究任務(wù)的進行分三次出示,整個探究活動環(huán)環(huán)相扣、有序進行,學(xué)生思維層層深入、逐漸明朗。
2.深化使用,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維
從學(xué)生“做科學(xué)”的角度來講,探究材料的意義不僅僅在于純粹的動手操作,應(yīng)與動腦相結(jié)合,使學(xué)生有機會參與思考、討論、設(shè)計,促進學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。
(1)用材料活躍學(xué)生方案討論。認(rèn)知主義教學(xué)理論不僅關(guān)注教師怎樣教,更關(guān)注怎樣學(xué)。探究方案的提出應(yīng)該鼓勵學(xué)生自己想辦法、提方案,引導(dǎo)學(xué)生自由地、按照自己的思路從不同的方面進行探究,而探究材料就是一個很好的腳手架。如“探究昆蟲的奧秘”一課,在探究“螞蟻會被圓圈圈住可能與什么有關(guān)系?”時,學(xué)生起初只想到可能與畫圓圈的筆的氣味有關(guān)。學(xué)生通過觀察“不同水筆、不同大小螞蟻”得到啟發(fā),認(rèn)為還可能與螞蟻的大小有關(guān),可能與圓圈的顏色有關(guān),可能與圓圈線條的粗細(xì)有關(guān)……學(xué)生的思維空間一下子打開了,讓學(xué)生有更多的探究機會和更真實的探究。
(2)用材料引發(fā)學(xué)生深入思考。小學(xué)生善于從比較中發(fā)現(xiàn)問題,善于在比較中深入追問。在設(shè)計材料時,可以巧設(shè)對比,引起認(rèn)知沖突、引發(fā)思維碰撞。如在“要學(xué)會選擇合適螺絲刀擰螺絲”的探究活動中,可以設(shè)計不同類型、不同型號的螺絲刀幫助學(xué)生對比。學(xué)生通過操作發(fā)現(xiàn):不同螺絲要用不同類型的螺絲刀來擰,相同螺絲可以用不同型號的螺絲刀來擰,中號螺絲刀比小號螺絲刀擰起來會更省力?!盀槭裁粗刑柭萁z刀擰起來會更省力一些?”“是不是用大號的十字螺絲刀擰起來會更省力?”……學(xué)生在追問過程中思維得到不斷深化和發(fā)展。
(3)用材料啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)意設(shè)計。學(xué)生探究的過程是一種實踐的過程、體驗的過程,更是一種發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的過程。探究材料多元化,有助于學(xué)生進行創(chuàng)意設(shè)計。如“像科學(xué)家一樣……”的教學(xué),教師給學(xué)生提供了焦距為300毫米、100毫米的凸透鏡,焦距為100毫米凹透鏡三種鏡片,提供了20厘米、30厘米、40厘米三種不同長度的鏡筒,課堂中,學(xué)生根據(jù)自己已有的認(rèn)識,自主選擇鏡片、鏡筒,展開設(shè)計、測試,學(xué)生在動腦又動手的過程中點燃創(chuàng)新思維。
3.留心整理,培養(yǎng)學(xué)生探究習(xí)慣
學(xué)生整理探究材料的習(xí)慣不可忽視。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。操作材料可以通過分裝取用、設(shè)立材料管理員、布置材料超市等方式,引導(dǎo)學(xué)生及時整理上交,培養(yǎng)學(xué)生有序整理的習(xí)慣。制作作品是學(xué)生進行探究活動的成果,科學(xué)教師不應(yīng)該把學(xué)生作品隨意丟棄,可以在作品展覽柜中展示,培養(yǎng)學(xué)生尊重勞動成果的習(xí)慣。
作為科學(xué)教師,不僅要重視公開課、研討課探究材料的設(shè)計,更要重視常態(tài)科學(xué)課中探究材料的精心設(shè)計與充分準(zhǔn)備,在出示時機、使用意義、整理歸類等方面進行規(guī)范,實現(xiàn)科學(xué)探究從低效到高效的轉(zhuǎn)變。
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[責(zé)任編輯:陳國慶]