芻議科學(xué)課程的選“材”之道

1、芻議科學(xué)課程的選“材”之道【摘要】科學(xué)課程需要通過探察物體得到知識?？茖W(xué)36 年級課程標(biāo)準(zhǔn)中也提出“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”。在探究學(xué)習(xí)中，教師為學(xué)生提供合適的、有結(jié)構(gòu)的材料是學(xué)生 進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。學(xué)生通過對材料的操作、擺弄 和思考，才能形成完整形象，從中感悟獲取科學(xué)知識的方法 和過程，培養(yǎng)科學(xué)的創(chuàng)造性思維，提升自己的科學(xué)素養(yǎng)?！娟P(guān)鍵詞】科學(xué)探究結(jié)構(gòu)性材料科學(xué)活動“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”這一基本理念已經(jīng)成為所 有小學(xué)科學(xué)教師的共識，在科學(xué)課堂中，我們看到教師在教 學(xué)中安排各種相關(guān)的情境與有意義的科學(xué)探究活動，組織學(xué) 生參與其中，親歷過程，自主地、充分地開展活動，達(dá)到培 養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素

2、養(yǎng)的目的。為了讓學(xué)生的探究更有效，教師就 必須向?qū)W生提供充分的、有結(jié)構(gòu)的材料。如果探究材料不充 分，活動就無法全面并深入開展；如果探究材料無結(jié)構(gòu)，活 動就不典型、不深刻，教學(xué)目標(biāo)就僅僅是“點到”而非“達(dá) 到”。因此，教師精心設(shè)計、選擇、提供的結(jié)構(gòu)性材料是探 究活動得以開展的根本， 是學(xué)生參與實踐、 自行探究的前提， 是促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。如何提供結(jié)構(gòu)性材料，讓 材料成為探究活動的助推器呢？下面筆者通過對水能溶解一些物質(zhì)一課的教學(xué)，談?wù)勛约旱睦斫狻菊n堂實錄一】活動一：各小組的桌面上各有三杯清水、 三根攪拌棒、 一包食鹽、 一包沙子。師：把食鹽和沙子放入水中，它們會溶解嗎？ 生：食鹽會溶解

3、，沙子不會溶解。 師：我們怎樣進(jìn)行驗證？生：做實驗。（學(xué)生動手實驗，食鹽倒入水中攪拌后慢慢地溶解了。 沙子倒入水中經(jīng)過攪拌，水馬上變得渾濁，過一會兒一部分 沙子沉到杯底。學(xué)生開始議論。 ）生 1 ：老師，食鹽在水里能溶解，沙子在水里一部分溶 解，一部分不溶解。生 2 ：我們的發(fā)現(xiàn)和他們一樣，食鹽在水里攪拌以后慢 慢看不見了，所以它是能溶解的。沙子有的沉在下面，那些 是不溶解的，還有些溶解在水里了，因為水變黃了。（教師向?qū)W生解釋讓水變黃的是混合在沙子里的土壤， 而沙子是沉在杯底的部分。 ）活動二： 各小組用簡易過濾器分別過濾食鹽、沙子、面粉和水的 混合物。師：面粉在水里能溶解嗎？生 1 ：面粉和

4、水一起通過濾紙，到下面的杯子中去，所 以它和食鹽一樣能溶解。生 2 ：我認(rèn)為面粉在水里是一部分能溶解，一部分不能 溶解。因為在濾紙上留下了一些面粉，還有一些面粉和水一 起流到下面的杯子里了。活動三：教師介紹完高錳酸鉀，給每個小組提供了一份高錳酸鉀 和水。學(xué)生拿到材料后，沒等教師說完實驗要求就迫不及待 地把高錳酸鉀放入水中。許多小組的學(xué)生拿起攪拌過食鹽、 沙子、面粉的攪拌棒攪拌高錳酸鉀。師：誰來說說高錳酸鉀在水里是怎樣變化的？ 生：我們用攪拌棒攪拌以后，整杯水都變紅了，所以高 錳酸鉀在水里溶解了?！菊n堂實錄二】教室的右上角設(shè)立了材料角，里面放置了三個活動所需 要的材料?；顒右唬簬煟喊咽雏}和沙子放

5、入水中，它們會溶解嗎？ 生：食鹽會溶解，沙子不會溶解。 師：我們怎樣來檢驗自己的猜測？生：做實驗。師：請每個組的材料員到材料角領(lǐng)取材料。（學(xué)生領(lǐng)取材料動手實驗。 ） 師：把我們在實驗中觀察到的現(xiàn)象和大家交流一下。 生：我們發(fā)現(xiàn)食鹽倒入水里攪拌以后， 慢慢地看不見了， 它在水里能溶解；沙子倒入水里后就沉在杯子的下面，它在 水里是不溶解的。活動二：各小組用教師提供的固定在一個鐵架臺上的三個漏斗 分別給食鹽、沙、面粉和水的混合物進(jìn)行過濾并把三張濾紙 平攤在桌面上。師：現(xiàn)在我們能判斷面粉在水里是否溶解了嗎？生 1 ：面粉在水里是不能溶解的，因為它都留在了濾紙 上。生 2 ：沙子是不能在水里溶解的，過濾

6、后它們都留在了 濾紙上；面粉也是被留在濾紙上，所以它在水里是不能溶解 的?；顒尤?教師出示并介紹高錳酸鉀，接著把少許高錳酸鉀顆粒倒 入水中。學(xué)生都驚嘆高錳酸鉀在水里出現(xiàn)的美麗現(xiàn)象。師：想自己做實驗更仔細(xì)地觀察高錳酸鉀在水中的變化嗎？生：想。師：請你們把桌子上的材料收拾好，和我交換實驗的材 料。（各小組迅速整理，和教師進(jìn)行材料交換，開始實驗并 仔細(xì)觀察。）師：誰能描述一下高錳酸鉀在水里的變化過程？生 1 ：高錳酸鉀倒下去以后，緩緩地落下來，像煙花一 樣，很漂亮。生 2 ：高錳酸鉀落到水里會留下一條條紫色的線，就像 是流星劃過天空一樣。生 3 ：這些線還會變粗的，杯子里的水有些也被高錳酸 鉀染紅

7、了。（根據(jù)實驗要求，教師給每個小組提供一根攪拌棒。學(xué) 生繼續(xù)實驗觀察。 ）師：攪拌以后有什么變化？ 生：整杯水都變成紫紅色了，高錳酸鉀溶解了。通過對兩個案例的比較可以發(fā)現(xiàn)，兩次的教學(xué)設(shè)計并沒 有變化，但是課堂效果卻相差甚遠(yuǎn)。究其原因，區(qū)別主要在 于材料的選擇和應(yīng)用。在科學(xué)教學(xué)中，合適的、有結(jié)構(gòu)的材 料是學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。只有通過對結(jié)構(gòu)性材 料的操作、擺弄和思考，學(xué)生才能形成完整的認(rèn)識，從中感 悟獲取科學(xué)知識的方法和過程，培養(yǎng)科學(xué)的創(chuàng)造性思維，提 升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。一、提供有結(jié)構(gòu)的材料所謂“有結(jié)構(gòu)的材料”就是教師經(jīng)過精心設(shè)計的典型材 料的組合，這種經(jīng)過組合的材料，既要揭示與教學(xué)內(nèi)容有

8、關(guān) 的一系列現(xiàn)象，體現(xiàn)教材的科學(xué)性，又要符合學(xué)生年齡特征 和認(rèn)知規(guī)律，貼近學(xué)生的日常生活，還應(yīng)具有趣味性，使學(xué) 生喜歡，并有能力通過對材料的探索來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獲取新知。（一）優(yōu)質(zhì)的材料科學(xué)課中的材料具有結(jié)構(gòu)性的特點，使用材料的過程同 時又是逐漸揭示科學(xué)概念與規(guī)律的過程，學(xué)生與材料互動的 探究活動就是經(jīng)驗向知識轉(zhuǎn)化的意義建構(gòu)過程。因此，教師 在教學(xué)中要選取優(yōu)質(zhì)的有利于學(xué)生認(rèn)識的材料。實錄一中的沙子是直接從沙坑中取來，沒有經(jīng)過處理的； 實錄二中的沙子是經(jīng)過篩選、清洗、曬干的。同樣是沙子， 前者由于提供的材料不合理，不僅不能發(fā)揮它的作用，反而 對學(xué)生產(chǎn)生了誤導(dǎo)。這樣的情況在其他的實驗中也很常

9、見，如物體在水中 是沉還是浮中的紅蘿卜，它在水中有時浮有時沉。有的教 師在試教時紅蘿卜是浮的，到了正式上課時蘿卜卻是沉下去 的。原來蘿卜在水中浸久了就沉了下去，還有的紅蘿卜原來 就是沉下去的。因此，教師課前一定要精心檢查準(zhǔn)備的材料， 防止因為材料的原因而引起學(xué)生錯誤的認(rèn)識。（二）適宜的材料科學(xué)課中的材料雖然具有一定的普遍性，但是不同的地 域，不同的學(xué)校，不同的學(xué)生，使用的效果也不一樣。因此， 教師要根據(jù)實際情況，選擇適宜的材料，因地制宜地引領(lǐng)學(xué) 生進(jìn)行科學(xué)探究。一位農(nóng)村教師在帶領(lǐng)學(xué)生養(yǎng)蠶的過程中，因為找不到桑 葉，把養(yǎng)蠶活動變成了飼養(yǎng)菜青蟲。如今，要為數(shù)百條蠶提 供桑葉，不僅是城里的學(xué)校難以實

10、現(xiàn)， 就是農(nóng)村學(xué)校也是“不 可能的任務(wù)”。菜青蟲的食物容易得到，而且它具有很強(qiáng)的 適應(yīng)能力，便于學(xué)生飼養(yǎng)。同時，菜青蟲和蠶同屬節(jié)肢動物 中的昆蟲類動物，它們的成蟲身體結(jié)構(gòu)十分接近，整個生長 發(fā)育過程也十分相似。因此，把養(yǎng)蠶變成飼養(yǎng)菜青蟲，不僅 能使這一飼養(yǎng)活動變得更加簡便可行，也更容易達(dá)到教學(xué)目除了因地制宜地選擇材料，教師還可以根據(jù)需要對材料 進(jìn)行改造，提供最便捷的材料，以此提高探究的效率。在過濾實驗中，如果采用科學(xué)工具箱里的簡易過濾器， 效果不明顯，還容易誤導(dǎo)學(xué)生。如果采用科學(xué)規(guī)范的過濾裝 置，需要三個鐵架臺，使得本來就狹窄的桌面更加擁擠。在 實際教學(xué)中，筆者把三個漏斗按不同方向和高度固定在

11、同一 個鐵架臺上。經(jīng)過這樣的改造，過濾的效果不但沒有受到影 響，反而充分利用了空間，在使用和整理時更加方便，有效 地提高了課堂效率。二、有結(jié)構(gòu)地呈現(xiàn)材料一些優(yōu)秀的科學(xué)教師上課，課堂上沒有明顯地維持紀(jì)律 的痕跡，但學(xué)生的探究活動進(jìn)行得有條不紊，該動手時就動 手，該停時就停。奧秘在哪里呢？除了其駕馭課堂的高超能 力外，還有一點就是善于通過掌控材料來調(diào)控學(xué)生的探究活 動。在科學(xué)探究中，一種材料就預(yù)示著一個現(xiàn)象，可以設(shè)置 一個情境，進(jìn)行一項探究。不管是有關(guān)，還是無關(guān)，每一種 材料的出現(xiàn)都有其明顯的目的性。把握了課堂上材料的呈現(xiàn) 結(jié)構(gòu)，就把握了課堂的結(jié)構(gòu)。（一）適時提供材料在科學(xué)課上要給學(xué)生提供“有結(jié)構(gòu)

12、”的材料，不僅要注 意材料的種類、材料的組合，還要考慮材料提供的時間和次 序。兩位教師在教學(xué)物體在水中是沉還是浮一課時，都 準(zhǔn)備了三組材料。第一組：一些肯定會下沉（螺帽、橡皮塊 等）、肯定會上?。ㄅ菽⒓埰龋┖碗y以辨別沉浮的材料（回形針、光盤等）；第二組：大小一樣、輕重不一樣的材 料；第三組：輕重一樣、大小不一樣的材料。一位教師同時把三組材料提供給學(xué)生，讓他們根據(jù)研究的需要選擇使用材料。結(jié)果實驗結(jié)束了學(xué)生對“沉浮”與物體“大小”“輕重”的關(guān)系并沒有深刻的了解， 仍舊停留在“好像有一點點關(guān)系” 的階段。另一位教師則在學(xué)生認(rèn)識的不同階段分別提供材料， 學(xué)生的思維活動由矛盾開始步步推進(jìn)，到最后形成

13、非常清晰 的關(guān)于“沉浮和大小的關(guān)系” “沉浮和輕重的關(guān)系”的概念。為何同樣的材料第二位教師就能發(fā)揮出較好的作用呢？ 其奧秘就在于材料的“結(jié)構(gòu)性”。教師通過材料的選取和組 合以及交給學(xué)生時的順序，可以幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題， 同時也就形成了結(jié)構(gòu)。因此，為了使材料的結(jié)構(gòu)更清楚，材 料的發(fā)放有時需要分階段、分層次進(jìn)行。（二）適時回收材料科學(xué)課中，一節(jié)課往往會出現(xiàn)幾組不同的材料。在實驗 操作或者交流匯報時，如果桌面上還擺放著其他的探究材料， 學(xué)生的注意力往往會發(fā)生轉(zhuǎn)移，既無法認(rèn)真細(xì)致地觀察實驗 現(xiàn)象，也不能認(rèn)真傾聽其他同學(xué)的發(fā)言，更不能積極參與交 流，大大降低了探究的成效。因此，課堂中教師應(yīng)隨著探究

14、活動的推進(jìn)適時回收材料，避免因材料而產(chǎn)生與學(xué)習(xí)無關(guān)的 行為。在實錄一中，教師讓學(xué)生觀察高錳酸鉀在水里的溶解過 程，由于實驗桌上仍然擺放著前兩個活動中的材料，不少學(xué) 生還在杯子里不停地攪拌著，有的小組甚至直接用前面的攪 拌棒攪拌咼錳酸鉀，學(xué)生的注意力并沒有集中在觀察咼錳酸 鉀的溶解過程上。實錄二中，教師和學(xué)生進(jìn)行了材料交換， 再觀察時，學(xué)生的面前只有高錳酸鉀和水，沒有其他材料的 干擾，觀察的效果明顯提高了。還有一位教師在執(zhí)教熱氣球時，課前在每張實驗桌 上放了塑料袋、蠟燭等，卻沒有火柴。因為沒有火柴，學(xué)生 上課時只稍稍注意了一下材料，就認(rèn)真聽課了。實驗開始時 教師才把火柴分給各組。探究活動一結(jié)束，各組剛把蠟燭吹 滅，教師隨即就把火柴收了回來，避免了討論交流階段學(xué)生 再去動手操作，分散注意力。實踐表明，材料的呈現(xiàn)時間與發(fā)放順序有助于較好控制 課堂的教學(xué)秩序與教學(xué)節(jié)奏，使學(xué)生的研討與探究有足夠的 時間與質(zhì)量。食鹽在水里溶解了一課中，三個活動的材 料分成三塊，并適時地按教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)的順序出現(xiàn)，讓學(xué)生 在遠(yuǎn)離材料的情況下動腦，讓學(xué)生在