以創(chuàng)新實驗材料之刃突破桎梏兒童的“繭房”論文

以創(chuàng)新實驗材料之刃，突破桎梏兒童的“繭房”【摘要】小學(xué)科學(xué)課程標準中多次提到的“探究學(xué)習(xí)”是兒童學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，“實驗”作為探究活動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中實驗材料的選擇和利用顯得尤為重要。而老舊過時的傳統(tǒng)科學(xué)實驗材料和教師受限于一些客觀條件而出現(xiàn)支持行為不到位，讓兒童就像是一只只蠶寶寶，被禁錮在了“繭房”，發(fā)展受阻。筆者與所在課題組通過初步研究，在探究活動中，通過選擇、開發(fā)與運用創(chuàng)新實驗材料，落實教師支持行為，突破桎梏兒童的“繭房”，助力兒童發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】創(chuàng)新實驗材料兒童發(fā)展教師支持行為探究學(xué)習(xí)意大利幼兒教育學(xué)家瑪利婭·蒙臺梭利通過研究指出，幼兒到了6～9歲，即在我國小學(xué)中低年級階段，則出現(xiàn)想探究事物的強烈需求。遼寧師范大學(xué)張金榮博士《3?12歲兒童人格的結(jié)構(gòu)評定及其發(fā)展特點的追蹤研究》中提到了6~7歲兒童探索創(chuàng)新發(fā)展迅速，7~10歲發(fā)展速度趨緩，10歲后開始下降。這些研究表明，在小學(xué)低年段的兒童的思維能力處于具體形象思維階段，認真自控力弱，因此。學(xué)習(xí)活動需要教師詳細的指導(dǎo)，屬于指導(dǎo)性學(xué)習(xí)；中年段的兒童思維與能力處于具體形象向抽象邏輯思維過渡的關(guān)鍵期，自控力有了明顯提升是由指導(dǎo)性學(xué)習(xí)向引導(dǎo)性和自主性學(xué)習(xí)過渡的重要時期，到了高年段的兒童，他們的認真自控能力持續(xù)上升，已經(jīng)具有一定的抽象思維的能力，可以開始嘗試自主學(xué)習(xí)了。（圖1）圖1.兒童各年齡階段發(fā)展趨勢圖2.小學(xué)科學(xué)探究學(xué)段目標因此，小學(xué)階段的兒童就像一塊肥沃的土地，準備接受大量“理性種子”的播種。他們非常好奇，愛動腦筋，問題多，而對學(xué)校的課程感覺“吃不飽”。教師和父母可以在其興趣的基礎(chǔ)上，提供豐富的資訊，包括自然、科學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)等資源，滿足他們?nèi)琊囁瓶实奶骄啃枨?。小學(xué)科學(xué)課程標準中指出要“使學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程……培養(yǎng)對自然的好奇心，以及批判和創(chuàng)新意識……”，“探究活動是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”。課程標準中多次提到的“探究學(xué)習(xí)”是兒童學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，與圖1中兒童各年齡階段發(fā)展趨勢不謀而合，符合他們的認知特點。課標中還依據(jù)兒童年齡特征將探究目標分解為三個階段：(圖2)從圖2中我們可以看出，兒童的探究活動在課堂中是以“實驗”作為搜集證據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。只有科學(xué)合理地選擇實驗材料，才能將實驗的效果最大化，收到最理想的教學(xué)效果。因此，實驗材料的選擇和利用顯得尤為重要。然而，當(dāng)前在小學(xué)科學(xué)實驗材料選擇和使用方面存在著一些問題和弊端。對實驗材料的支持行為不到位，兒童發(fā)展困于“繭房”筆者所在的課題組經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實際的教學(xué)中準備實驗材料，進行分組實驗是科學(xué)老師的大難題，尤其是分組實驗更是難關(guān)重重：當(dāng)前科學(xué)課堂中的探究活動，一方面老舊過時的傳統(tǒng)科學(xué)實驗材料已經(jīng)不能與當(dāng)今快速發(fā)展的科技時代相匹配，另一方面，有時候教師受限于上圖中的客觀條件而出現(xiàn)支持行為不到位，從而導(dǎo)致兒童在現(xiàn)實的“科學(xué)世界”里，就像是一只只蠶寶寶，被外界的無形絲線——各種現(xiàn)實問題層層包裹，被禁錮在了“繭房”中，他們得不到教師的適時的引導(dǎo)，被迫疏遠了親自實踐和與其它思想碰撞的機會，鈍化了尚屬稚嫩卻四處延伸的思維觸角，在科學(xué)學(xué)習(xí)的黃金時期主體發(fā)展受阻。（一）實驗室配備材料的不合時宜，易使兒童困于知識“繭房”筆者參與的課題組，通過問卷、訪談?wù){(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同學(xué)校科學(xué)教學(xué)實驗材料配備情況參差不齊，有些學(xué)校實驗室配備材料老舊過時，不合時宜，無法滿足教學(xué)需求，再加上大部分學(xué)校都沒有專門的實驗員，工作量大，因此科學(xué)教師常常用演示實驗代替動手實驗。這些原因不僅僅影響了上課效果，而且常此以往，將會導(dǎo)致兒童科學(xué)課堂學(xué)習(xí)的知識是孤閉的，并沒有真正理解所學(xué)的知識，他們被困于知識繭房中，只是膚淺的游離于這些知識的表層，并不會舉一反三、學(xué)以致用。（二）教材實驗材料的“不接地氣”，消磨兒童的好奇天性一線教師在教材實驗材料準備過程中會遇到以下問題：準備分組實驗材料時而我們的科學(xué)教材配套的實驗材料會出現(xiàn)過于理想化，不接“地氣”，不適應(yīng)實際需要，或者在分組實驗時，配備數(shù)量上與學(xué)校生源數(shù)量存在明顯差異。如果科學(xué)教師想要申請或補充實驗材料，會遇到專項資金和易耗材料補充時間長、程序繁瑣等問題，加上有時候教材中出現(xiàn)的材料不易得到或缺乏可操作性，這些問題都在不斷浪費教師兒童的經(jīng)歷和寶貴的時間，更可怕的是，如果不加以解決，將葬送兒童與生俱來的好奇心。（三）教學(xué)實驗材料結(jié)構(gòu)的不完善，助長兒童屈服權(quán)威的惰性實驗材料作為學(xué)生科學(xué)探究活動的載體，具有“雙刃劍”的特點，如果教師提供的材料沒有結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)不合理、呈現(xiàn)時間不合適等，往往會影響教學(xué)效果。如果此時僅僅靠教師的指導(dǎo)，來努力幫助兒童建立科學(xué)知識、建立科學(xué)技能、建立科學(xué)情感等，那他們的思維就被這種填鴨式地“建立”所桎梏。其實這樣的情況在一線課堂中并不少見，兒童沉浸在老師為他們而建立的一個個權(quán)威的“科學(xué)世界”里，從不懷疑。材料結(jié)構(gòu)性的缺失讓孩子被動接受科學(xué)知識，缺乏主動實驗探究科學(xué)世界興趣和動力，助長兒童“屈服于權(quán)威”的惰性，因為老師們總會用一個事實來讓孩子“眼見為實”，于是，孩子們便確信無疑，無需再費力去思考和質(zhì)疑。綜上所述，要想突破桎梏兒童發(fā)展的繭房，可以先從創(chuàng)新實驗材料入手，抽絲剝繭，找到突破口。要如何在現(xiàn)有客觀教育環(huán)境下，分類、選擇和創(chuàng)新實驗材料呢？筆者所在的課題組對其進行了試水研究，以下是整理的一些選擇和指導(dǎo)方法：利用創(chuàng)新實驗材料，助力兒童主體發(fā)展突破繭房的禁錮課題組通過師生共同搜集和結(jié)合教材內(nèi)容，進行開發(fā)、選擇和創(chuàng)新實驗材料。這里的創(chuàng)新實驗材料是指在充分調(diào)查和研究后，以小學(xué)科學(xué)教材為基礎(chǔ)，對教材中的實驗材料進行拓展、引進、設(shè)計、遷移改造的方式，而形成的創(chuàng)新型實驗材料。這些創(chuàng)新性實驗材料都是生活中容易找到的物品，實驗操作不復(fù)雜。它們使得課堂貼近于兒童生活，符合兒童認知水平和學(xué)情，讓兒童成為課堂的主角，在實驗課中不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)和能力，助力兒童主體發(fā)展突破繭房的禁錮。設(shè)計設(shè)計拓展引進遷移改造創(chuàng)新實驗材料

自主創(chuàng)設(shè)知識遷移激發(fā)興趣豐富過程

兒童創(chuàng)新精神

教材創(chuàng)生點學(xué)習(xí)阻礙處以實驗材料的拓展提高兒童知識遷移應(yīng)用能力

如何將知識這只“蠶寶寶”從這座“蠶繭”中解鎖，有時往往需要我們用新材料替換舊的實驗材料內(nèi)容，讓科學(xué)實驗材料真正服務(wù)于學(xué)生，適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新實驗材料內(nèi)容有助于提高兒童知識遷移應(yīng)用能力。四年級《水在加熱和冷卻后》一課中，兒童對云霧現(xiàn)象很感興趣，但課堂上筆者用冰塊和熱水制造的云霧效果并不是很明顯，這時筆者對該實驗進行改進：【例1】瓶中“云霧”實驗準備：打氣筒、橡膠軟管、帶出氣孔的玻璃瓶、乙醇如下圖所示。實驗原理：打氣筒將空氣打入瓶中，使得瓶內(nèi)氣體不斷摩擦生熱，加速酒精的揮發(fā)，瓶內(nèi)酒精蒸汽增多，體積膨脹，當(dāng)?shù)竭_一定程度，酒精蒸汽沖擊瓶塞，在瓶塞跳起的瞬間瓶內(nèi)溫度驟降，酒精蒸汽液化成小液滴團，形成“云霧”現(xiàn)象。實驗過程：1.用橡膠管將打氣筒和玻璃瓶連接，塞緊瓶塞2.利用打氣筒向瓶內(nèi)打氣（稍微緩慢些），邊打氣邊關(guān)注瓶內(nèi)情況3.當(dāng)瓶塞沖出來，停止打氣，觀察現(xiàn)象教材中并沒有該實驗，但這個實驗效果明顯可以更好地幫助學(xué)生理解云霧現(xiàn)象，而且這個實驗簡單易行，實驗器材的準備方便，兒童也方便實驗操作。實驗材料的拓展?jié)撘颇靥岣吡藘和R遷移應(yīng)用能力，原來，可以將生活中的方方面面與科學(xué)實驗聯(lián)系起來，科學(xué)實驗材料也不是一層不變地，只要原理相同，如果實驗效果更好，都可以拓展運用于課堂探究實驗中，這也讓兒童收獲到知識遷移能力的提升和滿滿的成就感。以實驗材料的優(yōu)質(zhì)引進激發(fā)學(xué)生的好奇心實驗材料的引進是指在學(xué)校現(xiàn)有的實驗條件無法高效解決問題時，通過一定的方式從其他的機構(gòu)、單位等獲得先進適用的材料，將它們運用于教學(xué)中，收獲良好的教學(xué)效果。如《空氣小車跑跑跑》一課利用了優(yōu)質(zhì)引進材料：壓縮空氣動力小車來幫助孩子們探究壓縮空氣的秘密，效果比原教材中的材料效果明顯，操作簡易，更易激發(fā)學(xué)生的好奇心?！纠?】空氣小車課題組陳老師在上《不同環(huán)境里的植物》時，發(fā)現(xiàn)孩子們對葉片厚度的描述非常的模糊，在測量上如果使用直尺工具，則存在測量難度。于是陳老師利用網(wǎng)絡(luò)尋找到有種測量儀器——厚度儀，把它引入教學(xué)中，利用它可以高效明了地比較出各種樹葉的厚度，用數(shù)據(jù)展示樹葉的不同之處。【例3】厚度儀筆者在上《沙漠里的植物》時：引進紙張水分數(shù)據(jù)顯示儀，取代手感主觀判斷，利用優(yōu)質(zhì)材料直觀數(shù)據(jù)顯示，展現(xiàn)三種情況下濕紙巾的剩余水分情況為12%，33%，100%，這樣比僅僅利用手去感受更為客觀，發(fā)展了學(xué)生的理想思維，激發(fā)他們探索的熱情。（三）以實驗材料的結(jié)構(gòu)性設(shè)計給予兒童主動創(chuàng)設(shè)的勇氣不同結(jié)構(gòu)的實驗材料將會出現(xiàn)不同的教學(xué)效果，課題組范老師曾經(jīng)在不同的班級采用不同結(jié)構(gòu)的材料上了二次《會“爬”的水》這節(jié)課，課堂學(xué)生的表現(xiàn)迥然不同，給筆者留下了深刻的印象。【例5】《會爬的水》一課中的材料（第一次）范老師將課堂分為三個活動，活動一：演示實驗：水滴滴在餐巾紙上。她直接以一個實驗導(dǎo)入課，將餐巾紙的一端與粉筆的一頭同時浸入紅色的墨水里，讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，并讓學(xué)生提出問題，活動二：認識什么材料能發(fā)生毛細現(xiàn)象。接下來給學(xué)生提供材料：玻璃片、塑料片、鐵片、布片、餐巾紙、海綿片、木條、粉筆、小磚頭、干土塊、玻璃棒、水槽，讓學(xué)生進行猜想并實驗?；顒尤好毈F(xiàn)象與孔隙大小的關(guān)系。給學(xué)生提供的實驗材料：三根粗細不同的玻璃管、裝滿粗沙子和細沙子且用紗布封好管口的玻璃管各一根，學(xué)生進行實驗并討論交流實驗結(jié)果。(第二次)諺語導(dǎo)入。師：中國有句古話：“人往高處走，水往低處流”。在我們印象中水由于地球引力作用往往向低處流，可是，現(xiàn)在卻出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象：教師播放課前錄好的吸水毛巾吸水視頻。這個現(xiàn)象和學(xué)生以往經(jīng)驗發(fā)生認知沖突，也和傳統(tǒng)經(jīng)典諺語發(fā)生認知沖突，這時學(xué)生眼見為實，發(fā)出了對經(jīng)典認知的質(zhì)疑：我們發(fā)現(xiàn)水很神奇，居然會往上“爬”了！這樣自然而然帶著質(zhì)疑進入探究活動?；顒右唬禾骄克苎刂恍┎牧贤吓馈＿@次我給學(xué)生就準備了四種材料：紙巾、布條、粉筆、玻璃。讓學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)水能沿著有孔隙的材料往上“爬”。接下來范老師在學(xué)生剛得出結(jié)論的基礎(chǔ)上再次提問：同學(xué)們通過觀察發(fā)現(xiàn)能使水往上爬的材料往往會有一些小孔，那我們眼睛看不到玻璃片上有小孔，怎樣才能使水沿著玻璃片往上爬呢？活動二：探究水沿著兩片玻璃中的孔隙往上爬。學(xué)生根據(jù)上一個實驗想到：我們可以再拿一塊玻璃合起來，兩塊玻璃之間就有縫隙了。這個實驗也為下個實驗做好了鋪墊，在活動一中，有學(xué)生也發(fā)現(xiàn)水在有的材料“爬”的高，有的材料“爬”的低，這是為什么呢？活動三：自制根據(jù)探究孔隙的大小和水爬升高度的關(guān)系。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有材料，自主重新組合成新的材料，選兩片玻璃片，先在一片玻璃片上夾一個夾子，再用夾子將另一端的兩片玻璃都夾住，制造出大小不同的孔隙。這個由學(xué)生自己重新組合的材料，實驗效果很好，能很明顯發(fā)現(xiàn)水的高低和孔隙大小的關(guān)系。通過兩次對比教學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)，第二次實驗材料進行結(jié)構(gòu)性改進后，材料種類雖然減少，但是經(jīng)過改變材料出現(xiàn)順序，結(jié)構(gòu)性重新組合，讓兒童敢于親自嘗試，從而設(shè)計出自己新的實驗材料，給予兒童主動創(chuàng)設(shè)的勇氣?。ㄋ模┮詫嶒灢牧系倪w移改造豐富兒童的探究過程利用生活中的材料遷移改造于探究活動，可以很好的豐富兒童的探究過程?！纠?】變色指甲油改造《熱的傳遞》實驗在四年級科學(xué)上冊《熱的傳遞》一課有以實驗:將長勺柄上滴三地蠟油凝固，長勺的一端或者中間放在酒精燈上燃燒，觀察蠟油融化的順序。但如果蠟滴大小不一，蠟滴的位置偏差，現(xiàn)象不是很明顯，而且實驗材料要經(jīng)常更換，實驗不能重復(fù)使用。為此，筆者對該實驗的蠟滴材料進行改造，用變色指甲油涂在了長勺柄上，用熱水袋分別放在勺柄的中間和一端，觀察指甲油變色方向，就能直觀看出熱的傳遞方向。這個實驗材料的遷移改造，既便于操作、實用而且減少了實驗誤差，實驗結(jié)果很明了。（五）以實驗材料的創(chuàng)新培養(yǎng)兒童勇于創(chuàng)新的精神有了教師長期對教材探究活動的扎實研究與實施，并對其中的實驗材料進行拓展、引進、設(shè)計、遷移改造，兒童在這樣潛移默化下，也會對實驗材料產(chǎn)生更多的想法，迸發(fā)出創(chuàng)造的靈感。如此教師就可以使用兒童的靈感，對實驗材料進行創(chuàng)新，或者鼓勵兒童親自創(chuàng)新實驗材料?！纠?】《空氣中有什么》一課改進材料一：塑料瓶蘇教版四年級上冊科學(xué)《空氣中有什么》，教材中研究空氣成分的實驗，所用的實驗材料為：蠟燭、飲料瓶，水槽，水。改進一：把蠟燭固定在玻璃片上，放進水槽，點燃蠟燭，用一只截掉底部擰緊蓋的飲料瓶罩住蠟燭。改進二：把水槽內(nèi)的水加到與瓶內(nèi)水面一樣高，然后打開飲料瓶，把燃燒的火柴迅速插入瓶中。這兩個教材中的實驗看似材料簡單，操作簡單，但是實際操作過程中，相信很多人會發(fā)現(xiàn)，這個實驗可操作性差，現(xiàn)象不明顯，首先，因為是塑料瓶，所以這個點燃的蠟燭很容易燒壞瓶子，其次，原料瓶口較小，實驗操作不是很方便，再次，因為是塑料瓶，蠟燭燃燒后瓶子受氣壓影響很容易變形。第一次實驗改進，是筆者自己將初中階段用到的集氣瓶替代飲料瓶，在操作中也發(fā)現(xiàn)問題，有不少學(xué)生不會用火柴，操作要求對于小學(xué)生要求過高。后來班級有個孩子說：冬天我很怕冷，爸爸媽媽經(jīng)常給我買暖寶寶取暖，我爸爸告訴我暖寶寶發(fā)熱是因為暖寶寶里的鐵粉和空氣里的氧氣發(fā)生了反應(yīng)。既然暖寶寶會和氧氣發(fā)生反應(yīng)，那我是不是可以用暖寶寶來驗證空氣中的氧氣呢？對于孩子的發(fā)現(xiàn)，筆者很是驚訝，建議孩子回去自己嘗試一下，果然成功了！我們一起來看看：【例8】《空氣中有什么》一課改進材料二：塑料瓶+“暖寶寶”鐵粉實驗一：軟塑料瓶變癟（實驗用品：一只軟塑料瓶、暖寶寶）1.將暖寶寶剪開倒入，旋緊。很快，暖寶寶里的鐵粉消耗了瓶內(nèi)的氧氣，大氣壓強把軟塑料瓶壓癟了。好了，這個實驗充分證明了空氣中氧氣的存在，下面再設(shè)計一個實驗來證明這個事實。

實驗二：氣球膨脹實驗我們將一支吸管的一頭綁上一個氣球，插在瓶蓋上倒入暖寶寶，旋緊很快，由于瓶內(nèi)氣壓減小，大氣壓強順著吸管進入氣球，把氣球吹大了以上2個實驗只能證明氧氣的存在，但是不能證明氧氣到底占了多大體積，所以我們重新設(shè)計一個實驗：實驗三：用數(shù)據(jù)證明空氣中氧氣的體積分數(shù)準備一個硬一點的塑料瓶，用記號筆標注五等分倒入暖寶寶，旋緊，等到完全冷卻到室溫在水下打開瓶塞水一下子倒吸進入約五分之一，證明了空氣中氧氣體積約五分之一。

通過對比可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自己創(chuàng)新的實驗材料完全可行，而且實驗操作安全，不需要火柴點火，材料也比較簡單，還可以在家自己完成。這些創(chuàng)新實驗材料也在無形之中培養(yǎng)了學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。上述的一些創(chuàng)新實驗材料的搜集和選擇，既有教師的智慧，更有學(xué)生的參與，只要善于發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新實驗材料在教學(xué)實際中并不少見。當(dāng)然，要讓這些創(chuàng)新實驗材料不斷涌現(xiàn)，并能成為教學(xué)中有效利用的結(jié)構(gòu)性材料，服務(wù)于以引導(dǎo)性學(xué)習(xí)為主的兒童，光靠他們自己是不行的，筆者認為還需要教師有力的支持行為。三、利用創(chuàng)新實驗材料，落實教師支持行為削弱“繭房”的桎梏小學(xué)科學(xué)課程標準中闡明“動手動腦做科學(xué)”，“動手不應(yīng)是純粹的操作性活動，還應(yīng)與動腦相結(jié)合”?！疤幚砗锰骄渴綄W(xué)習(xí)中學(xué)生自主和教師指導(dǎo)的關(guān)系”。“不要把學(xué)生束縛在教室、實驗室這些狹小的空間里，不要把上下課鈴聲當(dāng)作教學(xué)的起點和終點?！苯Y(jié)合兒童認知發(fā)展特點，我們會發(fā)現(xiàn)以學(xué)生主體的探究式教學(xué)中，并不意味著教師要放棄指導(dǎo)。而創(chuàng)新實驗材料在運用到課堂探究環(huán)節(jié)中或課外實踐時，更離不開教師的精心指導(dǎo)。只有落實教師的支持行為，兒童才能夠在創(chuàng)新實驗材料的使用中，發(fā)揮它們應(yīng)有的作用，幫助他們削弱客觀環(huán)境中的桎梏，實現(xiàn)兒童的發(fā)展。教師知行上的改變，支持創(chuàng)新實驗材料的運用1.完善教師對創(chuàng)新實驗材料理念的認識要想讓創(chuàng)新實驗材料發(fā)揮它應(yīng)有的教學(xué)意義，促進學(xué)生的發(fā)展，首先教師自身要有這樣的意識。在課題組的隨機訪談中發(fā)現(xiàn)，教師對創(chuàng)新實驗材料的認識不清晰，導(dǎo)致盡管他們均認為創(chuàng)新實驗材料對學(xué)生學(xué)習(xí)，教學(xué)引導(dǎo)都有實際意義，有助于科學(xué)素養(yǎng)、核心素養(yǎng)的形成，但在實際教學(xué)中卻出現(xiàn)不知如何進行支持或支持不當(dāng)?shù)那闆r。課題組認為，可以利用研究成果輻射，如公開課，論文，科技活動，微信公眾號等途徑擴大、完善創(chuàng)新實驗材料理念、內(nèi)容、重要性的認識。只有明晰它的內(nèi)容后，教師才能夠在教學(xué)過程中有以適宜的方式、有針對性地對創(chuàng)新實驗材料的運用采取支持。2.“知行合一”落實創(chuàng)新實驗材料的運用對于創(chuàng)新實驗材料的運用，單純依靠教師觀念上的轉(zhuǎn)變是不夠的，由于區(qū)域，學(xué)校實際，教師自身層面等多方客觀因素會出現(xiàn)在實際操作中理念與行為形神分離的現(xiàn)象。其實，要想改善這種情況，課題組從組內(nèi)出發(fā)，發(fā)動全部組員積極胡工搜集與教材相關(guān)度高的創(chuàng)新實驗，更發(fā)動全校的力量，全員參與省市區(qū)各項創(chuàng)新實驗大賽活動。賽后將這些實驗收集成冊，篩選歸類，試著與教學(xué)相結(jié)合，落實創(chuàng)新實驗材料的運用；再者，如創(chuàng)新實驗大賽等活動，輻射面很廣，它們也促使教師要重視創(chuàng)新實驗材料的開發(fā)與運用。教師對實驗的設(shè)計，凸顯創(chuàng)新實驗材料的作用1.創(chuàng)新實驗材料的結(jié)構(gòu)性設(shè)計教師要如何對已有的創(chuàng)新實驗材料進行結(jié)構(gòu)性設(shè)計和準備呢？下面筆者根據(jù)自己的教學(xué)實際，提一些個人不太成熟的做法：（1）控制數(shù)量與種類，鋪平研究道路材料太多，既增加教師的工作量，又會影響學(xué)生探究活動的開展。有時候不如將材料化繁為簡，使數(shù)量與種類少而精。課題組范老師的《會爬的水》一課中，第一次的課堂呈現(xiàn)看似內(nèi)容豐富，但是在實際操作過程中發(fā)現(xiàn)實驗材料過多，學(xué)生實驗有點手忙腳亂，在有限的時間內(nèi)，學(xué)生像是在純粹完成教師布置的任務(wù)，而且實驗現(xiàn)象不是很直觀，教師更換實驗材料也很麻煩，實驗結(jié)束后桌面很臟亂，收拾比較麻煩，看似熱鬧的科學(xué)課，實則忙亂無序，。但在第二次的課堂活動中，材料從12種變?yōu)?種材料：玻璃，紙，布條、粉筆；除了減少第一次上課的煩惱，而且從材料的種類看內(nèi)部的空隙是越來越小，很有代表性，再者玻璃還可以作為鋪墊，在后面的實驗中繼續(xù)使用，做到了材料準備少而精的作用。（2）有序呈現(xiàn)，排除干擾因素事實上，探究材料進入學(xué)生的視野，就會引起其操作的沖動，結(jié)果無非是兩種情況，一是無任何科學(xué)意義的玩，二是有科學(xué)意義的利用材料進行的觀察、探究等科學(xué)活動。而出現(xiàn)前面一種狀況，極有可能是學(xué)生在不當(dāng)時機進行操作而引起的。所以教師要充分發(fā)揮材料的結(jié)構(gòu)性，控制好探究材料的出示次序。在《研究磁鐵》一課，筆者為了避免學(xué)生的注意力與思維不受摔斷磁鐵的干擾，我再次試教前將沒有標明磁極的磁鐵與其分開安放，而是按照探究活動的次序進行先后呈現(xiàn)。做了如此調(diào)整后，課堂活動顯得井然有序，而且避免了學(xué)生對于磁極概念的混淆。（3）關(guān)聯(lián)材料，搭建思維梯度科學(xué)課要做的就是和學(xué)生一起經(jīng)歷一個從事物現(xiàn)象到本質(zhì)的認識過程，在不斷深化的學(xué)習(xí)活動中一定能促進學(xué)生思維水平的提升，甚至是質(zhì)的飛躍。而筆者認為充分利用結(jié)構(gòu)材料之間的關(guān)聯(lián)性是可以促進學(xué)生科學(xué)思維縱深發(fā)展的有效途徑之一。在筆者教學(xué)磁體間相互作用環(huán)節(jié)時，學(xué)生通過“玩”兩塊磁鐵很容易就發(fā)現(xiàn)規(guī)律：同極相斥，異極相吸。然而如果從他們的思維發(fā)展來看，要讓學(xué)生真正掌握這一概念，外延涉及的內(nèi)容還太少，學(xué)生缺少具體形象地內(nèi)容，思維不靈敏的同學(xué)在腦中還不能建立起相關(guān)的聯(lián)系。由此，筆者在兩塊磁鐵的基礎(chǔ)上又為學(xué)生準備了沒標明磁極的磁鐵與摔斷的磁鐵，通過這兩種材料，挑戰(zhàn)學(xué)生的原有認知，讓他們意識到磁體間的相互作用在不同磁體與同種磁體間有著截然不同的表現(xiàn)，把學(xué)生的注意力直接引向現(xiàn)象背后隱藏的問題，學(xué)生的思維脫離了模糊狀態(tài)，變得清晰且具有方向性。從以上活動來看，添加的材料與之前的材料間有著密切的關(guān)聯(lián)，兩者相互作用，使得探究活動有梯度，促進學(xué)生思維的深入發(fā)展。2.優(yōu)質(zhì)引進材料的設(shè)計當(dāng)一種優(yōu)質(zhì)實驗材料被引進科學(xué)課堂中，需要教師不斷挖掘它的教學(xué)作用，精心設(shè)計，為教學(xué)服務(wù)。首先，原理匹配。優(yōu)質(zhì)材料的運行原理應(yīng)該與教材中內(nèi)容相匹配。如《空氣小車跑跑跑》一課中，林老師選擇的空氣小車與蘇教版科學(xué)三年級上冊第一單元第一課《空氣占據(jù)空間》中，擠壓注射器里的空氣，實驗原理相同：壓縮空氣有彈性。其次，凸顯趣味。優(yōu)質(zhì)材料要比原教材中的材料更貼近學(xué)生生活，更容易引起兒童的興趣?？諝庑≤嚤绕胀ǖ尼樛哺菀滓l(fā)孩子的探究欲望，原來我們自己的玩具也可以用來科學(xué)學(xué)習(xí)。接著，活動多樣。對于優(yōu)質(zhì)材料的探究活動，設(shè)計時既可以有定性的活動，也可以有定量的活動，活動形式不能單一呈現(xiàn)。如《空氣小車跑跑跑》中，林老師引導(dǎo)學(xué)生用“○”表示空氣微粒，以定性的方式探究壓縮空氣有彈性；再以數(shù)據(jù)記錄的形式，這種定量方法來探究小車運動遠近與空氣壓縮程度的關(guān)系。然后，注重學(xué)情。優(yōu)質(zhì)材料的引進要重點考慮學(xué)生實際接受能力，考慮到他們的年齡特征和兒童發(fā)展規(guī)律，不能為了博取聽眾眼球而隨意引進。在本文上一節(jié)提到的優(yōu)質(zhì)材料引進中，授課教師引進的厚度儀和數(shù)字式紙張水分儀，操作簡便，在一部分學(xué)生“試水”實驗測試成功后，教師確保學(xué)生在操作上沒有問題，再進行實際的教學(xué)操作，這樣的優(yōu)質(zhì)材料引進才會讓探究更有效。教師對材料的關(guān)注，換取創(chuàng)新實驗材料的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新實驗材料的發(fā)現(xiàn)并不是一蹴而就的，這需要教師和學(xué)生的共同關(guān)注，只有“擁有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛”，才能從各個方面看到創(chuàng)新材料的“身影”。在發(fā)現(xiàn)和尋求的過程中，教師自身能力能得到發(fā)展，也能幫助學(xué)生延展思維的“觸角”和開拓眼界，不會桎梏在科學(xué)課堂的“信息繭房”中。教師自身多關(guān)注作為教師自身來說，善于挖掘教材實驗材料的創(chuàng)新點，可