选择有结构的材料　提高探究的实效性

选择有结构的材料　提高探究的实效性

湖南省株洲市天元区天台小学　洪献珍 

内容提要：“材料引起经历”。科学教师根据探究内容的需要，为学生的探究活动提供合适的、有结构的、能揭示自然现象间的某种关系的材料，简称“有结构的材料”。材料的结构性决定着探究的实效性，这种材料的组合应遵循科学性、思维性、引导性、趣味性、典型性的原则。

关键词：结构　材料　提高　实效性

刘默耕老师说过：“就教学来说，教师的职能不再是‘教儿童念书’，也不再是一味地通过语言文字的中介来传授，而是要为儿童精心设计所要认识的实际事物的‘有结构的材料’。即能体现一定科学概念的材料，指导儿童去探索。……”因此，小学科学教师在课堂教学中应为学生提供合适的、有结构的材料，让学生通过对材料的操作、摆弄和思考，引起和形成探究发现的经历，达到科学探究的目的，增强探究的实效性，真正实现学生做发现者、研究者和探索者的愿望。

何谓“有结构的材料”？在科学活动中，教师通过材料的选取、组合以及交给学生的次序帮助学生提高科学兴趣，获取科学知识，掌握科学方法。材料的种类和组合以及交给学生的次序就是材料的结构；各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系就是材料的结构严密。具有这种功能的材料叫具有严密结构的材料，简称有结构的材料。换句话说：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，这种材料的组合，既要揭示教学内容有关的一系列现象，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。

如，在教学《磁铁的磁性》一课中，将磁铁、铁块、镍块和铜块、铝块组合到一起，学生在操作这组材料时发现：磁铁和铁、镍能发生相互作用，而与铜、铝却不能发生作用，这便是磁铁的特性。这些材料的准备与提供，各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系，并揭示了事物的规律，它们就有了一种结构，这样的材料就是有结构的材料。

使用有结构的材料进行探究活动，有利于集中学生注意力，激发兴趣，激励主动探索；有利于帮助学生在科学实践和探究活动过程中建构知识，形成科学概念，掌握科学方法。但实验材料的自身不足会直接影响探究活动的效果。材料本身有问题，会误导学生，产生错误的认识；呈现的材料过多，导致学生操作时不能集中注意力；呈现的材料过于单一，观察材料结构性不强，探究不能深入；材料零散，目的不明确，导致学生无从下手。因此，有结构的材料是有效探究活动的基础和保证。在多年的科学教学实践活动中，总结了选择有结构的材料的五条原则，简述如下。

一、能够揭示科学概念，体现材料的科学性。

兰本达教授认为材料就意味着科学概念。有结构材料就是对自然现象或运动变化规律暗自“呈现”的材料，必须组成启发揭示科学概念的结构，学生通过操作材料收集事实、整理事实，在这个基础上探究科学规律、形成科学概念。因此，材料的选择要以能够体现事物的科学概念为基础，揭示事物正确的科学规律，具有科学性。同时，材料的选取、组合、次序也要符合科学性，避免引起错误的认识。

如教学《电磁铁》一课时，如果学生随便拿一个铁钉做成电磁铁，来研究电磁铁的性质，通电后电磁铁能吸引大头针，然而断开电源，有的不能吸引大头针，有的还能继续吸引，学生发现的实验结论与电磁铁的性质却不同，使学生得出错误的结论，发现了不正确的规律。究其原因，教师在实验前，没有对铁钉进行焠火处理，铁钉产生了剩磁。在断开电源以后，还能吸引大头针。因此，这一材料的组合不具有科学性。如果教师给每组提供事先焠火的铁钉，使铁钉不会产生剩磁，就能使实验顺利进行，让学生发现自然规律与科学知识。

再如指导学生建立“溶解”的概念时，先出现食盐、糖、砂、高锰酸钾等一类成分单纯的材料，溶解或不溶解的现象很明显，学生对于“溶解”的概念把握得很好。再出现像麦乳精、洗衣粉、面粉等材料巩固认识溶解的概念，材料的出现很有结构性和科学性。如果老师一次性将上述材料交给学生，不利于“溶解”科学概念的建构。

因此，实验探究能否成功、探究效果是否有效，不仅仅取决于实验材料是否充足，还取决于实验材料选择是否科学，组合是否合理。实验材料选择科学、组合合理，学生操作起来得心应手，观察方便，现象明显，探究效果好。

二、能够启发学生思维，体现材料的思维性。

提供学生探究的材料要利用学生已有的生活经验、知识经验，暗示和引导学生探究活动向“最近发展区”发展，从而获得思维的发展。

如我在教学《物体的沉与浮》一课时，准备了三组教学材料，第一组提供了木块、石块、泡沫、橡皮、铁钉、瓶盖、牙签等形状、大小、轻重都不同的材料。学生实验后，发现有些物体浮，有些物体沉，有些物体既能浮也能沉，得出物体的沉浮与大小轻重无关的结论，与原有的认知（学生认为重的沉，轻的浮，小的沉，大的浮）发生矛盾，学生一脸的不解。第二组提供了重量相等、大小不同的五个瓶子，实验后学生发现在重量相等的情况下，大的浮，小的沉。第三组提供了重量不同、大小相同的五个瓶子，实验后，学生发现在大小相同的情况下，重的沉，轻的浮。以上三组实验材料，在教学上有很大的启发性，使学生在探究中不断地否定自己，学生的思维活动由矛盾开始步步推进，经历发现——否定——再否定——再发现的思维过程，到最后形成非常清晰的关于“沉浮与大小的关系”、“沉浮与轻重的关系”的概念。

本案例利用学生已有的认知水平，不断提供能揭示科学概念的步步深入、层层激起的材料，不仅能有效地保持学生的学习兴趣，而且能启发思考，发现科学规律。

三、能够引起学生经历，体现材料的引导性。

“材料引起经历”。学生在使用和改造材料的过程中探究、发现，改变自己的原有认知，建构新概念，体验科学探究的快乐。教师为学生提供的材料蕴涵着多种相互作用，能引起学生自主探索的经历，引导学生通过操作材料的实践活动，发现材料相互关联的事实，促成学生思考的习惯，帮助学生从相互关联的事实中发现意义，认识事物及现象。

在《毛细现象》一课中，教师首先为每组学生提供了一份固定在支架上的餐巾纸，浸入红水中后，所有学生都观察到了水沿纸上升的现象。“水往低处流”的已知经验与“水沿纸上升”的事实发生了冲突，激发了学生主动探究欲望。教师再为学生提供以下探究材料：粉笔、铁棒、玻璃片、棉布条、水彩笔芯、硬纸片等材料，并提出了探究的目标：水还能沿着哪些物体上升呢？有了这些丰富的、有结构的材料，学生的探究目标明确，探究活动有很强的指向性。学生通过探究，验证了猜想，得出了结论：“水能沿着粉笔、棉布条、水彩笔芯、硬纸片等物体上升”，却不能沿着“铁棒、玻璃片”等这些物体上升。同时，由这些有结构的材料，生成了新的探究问题：“水能沿着怎样的物体向上升呢？”学生的探究由此引向深入，学生仔细观察，并进一步开展探究，发现了棉布条、硬纸片等物体有比较明显的孔隙，而铁棒、玻璃片等物体表面都比较光滑，物体结构比较细密，通过对这些探究材料进行比较，学生明白了“水能沿着有孔隙的物体向上爬升”，从而对毛细现象有了更准确和更深刻的认识。

[1] [2]  下一页