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小学科学是以培养科学素质为宗旨的科学启蒙课程.科学活动能够对探究、实践的内涵进行完美诠释,是科学教学的精髓.然而,准备教学材料是科学老师实施探究活动最头疼的一件事,也是最费时间甚至金钱的事.虽然,实验室也有些教学用具,但面对新教材新理念,就需要老师精心设计、选择、提供结构性材料,这也是学生参与实践、自行探究的前提,使学生形成科学素养的关键.
科学探究材料的结构性,是指材料的合理性,是老师精心设计与典型教学材料巧妙组合,使其具有丰富内在联系的材料的特点.这种结构性材料,既能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,贴近学生生活,吸引学生兴趣,这样学生才能形成完整的形象,最终获取对事物的正确认识.但是在实际教学中,并不是将具有结构性特点的材料简单地呈现给学生,就能达到教学目的,那么,如何才能使结构性材料在探究活动中发挥其有效性?笔者在实际教学中注意观察、思考、探索,并且粗浅地认为：
一、结构性材料的运用要“三适”
张红霞教授在《科学究竟是什么》一书中指出：“越成功的教学越是简洁明了的. 可以用 4 个材料说明问题的就不用5 个,能用简单材料解决的就不用复杂材料. ” 过多过繁杂的材料容易干扰学生的学习,很可能使学生的思维误入歧途,所以在教学中运用结构性的材料要做到“三适”,即适时、适当、适量.
首先,各种材料的出示的时机要合适,这也是结构性材料能够保证其结构性的重要因素.有好的材料,如果出示时机不当,破坏了其结构性,结果会给学生的探究带来困惑,甚至使学生误入歧途,难以实现教学目标.如有的老师上《热气球》一课.课前,每张实验桌上放了塑料袋、蜡烛、回形针等,就是没有火柴.上课以后, 学生只稍稍注意了一下桌上的那些材料, 就认真地听课了. 直至活动时老师才把火柴分给各组,探究活动一结束,各组刚把蜡烛吹灭, 老师就把火柴收了起来,避免学生因对火柴的“热爱” 再动手而分散实验后集中研讨的注意力.
其次,材料的种类和数量要适量.古语云,过之而犹不及.尺度把握不当,就会适得其反.过少的材料不能归纳出事物的特征,过多的材料又会形成干扰.例如,上《怎样加快溶解》一课时,如果教师实验前将实验要用到的糖块一股脑儿的全发给学生,那么教学中就可能会出现这样尴尬的场景：有些学生一下子把所有的糖块倒入水杯里, 或者把所有的糖块碾碎了,使后继对比实验无法进行.如果老师在实验过程中根据需要将糖块分次发给学生,这样探究活动就会循序渐进,有条不紊,避免了不必要的混乱,教学效果大相径庭.因此,教师在材料的出示数量上要优选,精用.
最后,材料的对象选择要适当,材料的组合要适当.既要使实验能达到目的,又要使实验现象明显,如在《压缩空气》一课中,要求学生用注射器抽好空气,并用橡皮将注射器出口堵住,体验“空气可以被压缩”.这时,总会有学生认为空气是跑到橡皮里去了,这是由于橡皮本身的特性对学生产生了干扰.如果教师用一只手指将针管堵住,相信就不会有学生产生如此认识了.
二、结构性材料要具有差异性
《科学课程标准》指出：学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲,学习科学应该是他们主动参与和能动的过程.让他们自己提出问题、解决问题,比单纯的讲授训练更有效.有些科学探究活动,具有一定的广度和深度,要让学生在探究活动时自己去发现问题、解决问题,教师要给学生准备有差异性的材料,从而更好地激发学生进行科学探究的热情.
曾经听过一节低年级《磁铁的本领大》一课,在第一个活动探究“磁铁能吸引哪些材料”时,教师给孩子们提供了很多实验的材料,其中钥匙准备了两把,一把是能被磁铁吸引,一把是不能被磁铁吸引.实验后进行汇报,教师一句恰当的提问,“为什么钥匙①能被磁铁吸引,而钥匙②却不能?”一石激起千层浪,学生思维的火花被点燃,有的学生大胆猜测：可能是两把钥匙的材料不同,一把是铁做的,一把是铜做的.探究的热情再次被激发,进一步的探究活动又开启,经过观察实验研究和讨论,证明确实如此.从而进一步证实了磁铁只能吸引铁一类的物质.此处,材料的差异性起到了画龙点睛的作用.在第二个活动“用磁铁辨别哪些硬币能够被磁铁吸引”时,因为条件的限制,未能准备分组实验研究材料,教师用多媒体展示了不同版本的1角、5角、1元的硬币,教师和学生一起讨论分析是否吸引的原因,收到了较好的教学效果.但笔者以为,如果不是条件的限制,教师能提供不同版本的1角、5角、1元的硬币,让学生实验对比研究,经历发现问题、解决问题的一系列过程,使学生的知识和能力在探究中就能得到更好的建构,那么这些材料的差异性就会更好地发挥其有效性.
三、结构性材料的呈现要“超市式”
在以前的科学课堂中,教师往往在课前就将实验要用的材料准备好放在每组的实验桌上,以便于实验时信手拈来,但课堂上却经常出现这样的情况,还没有等老师交待完实验要求、实验步骤等,学生就迫不及待地摆弄起桌上的材料,这样,给组织教学带来了一定的难度,影响了课堂探究的效率.因此,探究材料放在哪里,探究材料何时呈现显得非常重要.在教学三年级自编教材《空气中有水吗》这一课时,教研室姜主任采用“自主选购式”,亦即“超市式”为学生呈现探究材料,收到了良好的教学效果.课中,学生经过实验操作将冰块放入铁罐并观察到铁罐外壁有水点出现,从而对水珠的来源作出大胆的猜想.从学生众多的猜测中,姜主任用简洁的的语言引导学生概括出两种可能：一是水是从铁罐中跑出的；二是水是空气中的.其中“水是从铁罐中跑出的”又有两种猜想：一是水从铁罐中渗出；二是水从瓶口跑出.怎样证明水是否从铁罐里渗出来?怎样证明水是否从瓶口跑出?确定问题后,选取材料,小组探索.教师并没有将材料一股脑地呈现给学生,而是为学生提供了尽可能多的结构性材料,并把它们统一放在教室的一角,供学生自主地选用.于是,学生设定方案便各取所需,五花八门的实验也就出现了异彩纷呈的景象：在罐内放入冰块后,有的滴墨水,有的放盐,有的放糖,有的在罐口封塑膜等通过尝、看等方式去验证自己的假设.在这一教学过程中,这种“超市式”的材料提供比直接在实验桌上摆放铁罐、冰块、红水三种材料,不仅在发展学生的发散性思维方面,而且在提高学生自主探究的兴趣和能力方面都有效得多,使结构性材料的有效性达到多元化的发展.
总之,提高科学教学的有效性是深化课程改革的关键和根本要求,是科学教师教学中需要面对的一个长久的、棘手的又必须要关注、要解决的问题.这需要我们广大科学教师在不断的实践总结中不断地完善,让我们在整体把握教材的基础上,合理运用探究材料的结构性,充分发挥结构性材料的有效性,让科学教学真正做到“科学”、有效.
【作者单位：赣榆县实验小学 江苏】