刍议科学课程的选“材”之道

1、刍议科学课程的选“材”之道【摘要】科学课程需要通过探察物体得到知识。科学36 年级课程标准中也提出“科学学习要以探究为核心”。在探究学习中，教师为学生提供合适的、有结构的材料是学生 进行探究学习的基础和关键。学生通过对材料的操作、摆弄 和思考，才能形成完整形象，从中感悟获取科学知识的方法 和过程，培养科学的创造性思维，提升自己的科学素养。【关键词】科学探究结构性材料科学活动“科学学习要以探究为核心”这一基本理念已经成为所 有小学科学教师的共识，在科学课堂中，我们看到教师在教 学中安排各种相关的情境与有意义的科学探究活动，组织学 生参与其中，亲历过程，自主地、充分地开展活动，达到培 养学生科学素

2、养的目的。为了让学生的探究更有效，教师就 必须向学生提供充分的、有结构的材料。如果探究材料不充 分，活动就无法全面并深入开展；如果探究材料无结构，活 动就不典型、不深刻，教学目标就仅仅是“点到”而非“达 到”。因此，教师精心设计、选择、提供的结构性材料是探 究活动得以开展的根本， 是学生参与实践、 自行探究的前提， 是促进学生形成科学素养的关键。如何提供结构性材料，让 材料成为探究活动的助推器呢？下面笔者通过对水能溶解一些物质一课的教学，谈谈自己的理解【课堂实录一】活动一：各小组的桌面上各有三杯清水、 三根搅拌棒、 一包食盐、 一包沙子。师：把食盐和沙子放入水中，它们会溶解吗？ 生：食盐会溶解

3、，沙子不会溶解。 师：我们怎样进行验证？生：做实验。（学生动手实验，食盐倒入水中搅拌后慢慢地溶解了。 沙子倒入水中经过搅拌，水马上变得浑浊，过一会儿一部分 沙子沉到杯底。学生开始议论。 ）生 1 ：老师，食盐在水里能溶解，沙子在水里一部分溶 解，一部分不溶解。生 2 ：我们的发现和他们一样，食盐在水里搅拌以后慢 慢看不见了，所以它是能溶解的。沙子有的沉在下面，那些 是不溶解的，还有些溶解在水里了，因为水变黄了。（教师向学生解释让水变黄的是混合在沙子里的土壤， 而沙子是沉在杯底的部分。 ）活动二： 各小组用简易过滤器分别过滤食盐、沙子、面粉和水的 混合物。师：面粉在水里能溶解吗？生 1 ：面粉和

4、水一起通过滤纸，到下面的杯子中去，所 以它和食盐一样能溶解。生 2 ：我认为面粉在水里是一部分能溶解，一部分不能 溶解。因为在滤纸上留下了一些面粉，还有一些面粉和水一 起流到下面的杯子里了。活动三：教师介绍完高锰酸钾，给每个小组提供了一份高锰酸钾 和水。学生拿到材料后，没等教师说完实验要求就迫不及待 地把高锰酸钾放入水中。许多小组的学生拿起搅拌过食盐、 沙子、面粉的搅拌棒搅拌高锰酸钾。师：谁来说说高锰酸钾在水里是怎样变化的？ 生：我们用搅拌棒搅拌以后，整杯水都变红了，所以高 锰酸钾在水里溶解了。【课堂实录二】教室的右上角设立了材料角，里面放置了三个活动所需 要的材料。活动一：师：把食盐和沙子放

5、入水中，它们会溶解吗？ 生：食盐会溶解，沙子不会溶解。 师：我们怎样来检验自己的猜测？生：做实验。师：请每个组的材料员到材料角领取材料。（学生领取材料动手实验。 ） 师：把我们在实验中观察到的现象和大家交流一下。 生：我们发现食盐倒入水里搅拌以后， 慢慢地看不见了， 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。活动二：各小组用教师提供的固定在一个铁架台上的三个漏斗 分别给食盐、沙、面粉和水的混合物进行过滤并把三张滤纸 平摊在桌面上。师：现在我们能判断面粉在水里是否溶解了吗？生 1 ：面粉在水里是不能溶解的，因为它都留在了滤纸 上。生 2 ：沙子是不能在水里溶解的，过滤

6、后它们都留在了 滤纸上；面粉也是被留在滤纸上，所以它在水里是不能溶解 的。活动三： 教师出示并介绍高锰酸钾，接着把少许高锰酸钾颗粒倒 入水中。学生都惊叹高锰酸钾在水里出现的美丽现象。师：想自己做实验更仔细地观察高锰酸钾在水中的变化吗？生：想。师：请你们把桌子上的材料收拾好，和我交换实验的材 料。（各小组迅速整理，和教师进行材料交换，开始实验并 仔细观察。）师：谁能描述一下高锰酸钾在水里的变化过程？生 1 ：高锰酸钾倒下去以后，缓缓地落下来，像烟花一 样，很漂亮。生 2 ：高锰酸钾落到水里会留下一条条紫色的线，就像 是流星划过天空一样。生 3 ：这些线还会变粗的，杯子里的水有些也被高锰酸 钾染红

7、了。（根据实验要求，教师给每个小组提供一根搅拌棒。学 生继续实验观察。 ）师：搅拌以后有什么变化？ 生：整杯水都变成紫红色了，高锰酸钾溶解了。通过对两个案例的比较可以发现，两次的教学设计并没 有变化，但是课堂效果却相差甚远。究其原因，区别主要在 于材料的选择和应用。在科学教学中，合适的、有结构的材 料是学生进行探究学习的基础和关键。只有通过对结构性材 料的操作、摆弄和思考，学生才能形成完整的认识，从中感 悟获取科学知识的方法和过程，培养科学的创造性思维，提 升学生的科学素养。一、提供有结构的材料所谓“有结构的材料”就是教师经过精心设计的典型材 料的组合，这种经过组合的材料，既要揭示与教学内容有

8、关 的一系列现象，体现教材的科学性，又要符合学生年龄特征 和认知规律，贴近学生的日常生活，还应具有趣味性，使学 生喜欢，并有能力通过对材料的探索来发现问题、解决问题、获取新知。（一）优质的材料科学课中的材料具有结构性的特点，使用材料的过程同 时又是逐渐揭示科学概念与规律的过程，学生与材料互动的 探究活动就是经验向知识转化的意义建构过程。因此，教师 在教学中要选取优质的有利于学生认识的材料。实录一中的沙子是直接从沙坑中取来，没有经过处理的； 实录二中的沙子是经过筛选、清洗、晒干的。同样是沙子， 前者由于提供的材料不合理，不仅不能发挥它的作用，反而 对学生产生了误导。这样的情况在其他的实验中也很常

9、见，如物体在水中 是沉还是浮中的红萝卜，它在水中有时浮有时沉。有的教 师在试教时红萝卜是浮的，到了正式上课时萝卜却是沉下去 的。原来萝卜在水中浸久了就沉了下去，还有的红萝卜原来 就是沉下去的。因此，教师课前一定要精心检查准备的材料， 防止因为材料的原因而引起学生错误的认识。（二）适宜的材料科学课中的材料虽然具有一定的普遍性，但是不同的地 域，不同的学校，不同的学生，使用的效果也不一样。因此， 教师要根据实际情况，选择适宜的材料，因地制宜地引领学 生进行科学探究。一位农村教师在带领学生养蚕的过程中，因为找不到桑 叶，把养蚕活动变成了饲养菜青虫。如今，要为数百条蚕提 供桑叶，不仅是城里的学校难以实

10、现， 就是农村学校也是“不 可能的任务”。菜青虫的食物容易得到，而且它具有很强的 适应能力，便于学生饲养。同时，菜青虫和蚕同属节肢动物 中的昆虫类动物，它们的成虫身体结构十分接近，整个生长 发育过程也十分相似。因此，把养蚕变成饲养菜青虫，不仅 能使这一饲养活动变得更加简便可行，也更容易达到教学目除了因地制宜地选择材料，教师还可以根据需要对材料 进行改造，提供最便捷的材料，以此提高探究的效率。在过滤实验中，如果采用科学工具箱里的简易过滤器， 效果不明显，还容易误导学生。如果采用科学规范的过滤装 置，需要三个铁架台，使得本来就狭窄的桌面更加拥挤。在 实际教学中，笔者把三个漏斗按不同方向和高度固定在

11、同一 个铁架台上。经过这样的改造，过滤的效果不但没有受到影 响，反而充分利用了空间，在使用和整理时更加方便，有效 地提高了课堂效率。二、有结构地呈现材料一些优秀的科学教师上课，课堂上没有明显地维持纪律 的痕迹，但学生的探究活动进行得有条不紊，该动手时就动 手，该停时就停。奥秘在哪里呢？除了其驾驭课堂的高超能 力外，还有一点就是善于通过掌控材料来调控学生的探究活 动。在科学探究中，一种材料就预示着一个现象，可以设置 一个情境，进行一项探究。不管是有关，还是无关，每一种 材料的出现都有其明显的目的性。把握了课堂上材料的呈现 结构，就把握了课堂的结构。（一）适时提供材料在科学课上要给学生提供“有结构

12、”的材料，不仅要注 意材料的种类、材料的组合，还要考虑材料提供的时间和次 序。两位教师在教学物体在水中是沉还是浮一课时，都 准备了三组材料。第一组：一些肯定会下沉（螺帽、橡皮块 等）、肯定会上浮（泡沫、纸片等）和难以辨别沉浮的材料（回形针、光盘等）；第二组：大小一样、轻重不一样的材 料；第三组：轻重一样、大小不一样的材料。一位教师同时把三组材料提供给学生，让他们根据研究的需要选择使用材料。结果实验结束了学生对“沉浮”与物体“大小”“轻重”的关系并没有深刻的了解， 仍旧停留在“好像有一点点关系” 的阶段。另一位教师则在学生认识的不同阶段分别提供材料， 学生的思维活动由矛盾开始步步推进，到最后形成

13、非常清晰 的关于“沉浮和大小的关系” “沉浮和轻重的关系”的概念。为何同样的材料第二位教师就能发挥出较好的作用呢？ 其奥秘就在于材料的“结构性”。教师通过材料的选取和组 合以及交给学生时的顺序，可以帮助学生发现和提出问题， 同时也就形成了结构。因此，为了使材料的结构更清楚，材 料的发放有时需要分阶段、分层次进行。（二）适时回收材料科学课中，一节课往往会出现几组不同的材料。在实验 操作或者交流汇报时，如果桌面上还摆放着其他的探究材料， 学生的注意力往往会发生转移，既无法认真细致地观察实验 现象，也不能认真倾听其他同学的发言，更不能积极参与交 流，大大降低了探究的成效。因此，课堂中教师应随着探究

14、活动的推进适时回收材料，避免因材料而产生与学习无关的 行为。在实录一中，教师让学生观察高锰酸钾在水里的溶解过 程，由于实验桌上仍然摆放着前两个活动中的材料，不少学 生还在杯子里不停地搅拌着，有的小组甚至直接用前面的搅 拌棒搅拌咼锰酸钾，学生的注意力并没有集中在观察咼锰酸 钾的溶解过程上。实录二中，教师和学生进行了材料交换， 再观察时，学生的面前只有高锰酸钾和水，没有其他材料的 干扰，观察的效果明显提高了。还有一位教师在执教热气球时，课前在每张实验桌 上放了塑料袋、蜡烛等，却没有火柴。因为没有火柴，学生 上课时只稍稍注意了一下材料，就认真听课了。实验开始时 教师才把火柴分给各组。探究活动一结束，各组刚把蜡烛吹 灭，教师随即就把火柴收了回来，避免了讨论交流阶段学生 再去动手操作，分散注意力。实践表明，材料的呈现时间与发放顺序有助于较好控制 课堂的教学秩序与教学节奏，使学生的研讨与探究有足够的 时间与质量。食盐在水里溶解了一课中，三个活动的材 料分成三块，并适时地按教学内容结构的顺序出现，让学生 在远离材料的情况下动脑，让学生在