陈君杰3261-小学科学有效性探究材料的选择策略.docVIP

小学科学论文小学科学有效性探究材料的选择策略泽国二小 陈君杰【摘 要】在新课程下，小学科学探究材料成了科学课中一个重要的组成部分，它是学生开展科学探究的基础，也是科学探究有效性的一个根本保证。但是，在实际的探究中，科学探究材料的选择不科学，直接影响科学探究的有效性。因此，探究材料应该从周围事物中获取，立足经验基础，适宜探究开展，利于科学概念的建构。本文试图从这四个方面论述，从而深入探讨小学科学探究材料选择策略的有效性，提高科学教学的效率。【关键词】 小学科学 探究材料 选择策略 科学（36年级）课程标准指出：探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。学生收集事实源于实践活动，而实践活动则依赖材料。“材料引起学习，材料引起活动。”科学探究材料是学生解决科学问题，获得科学知识、提高探究能力的基本载体，是学生感受科学与生活的联系，体验科学价值的重要资源。有效地选择探究材料就是激发、引起探索“经历”的有效手段。教育学原理认为：从材料本身出发来组织教学，既符合儿童的认知特点，也符合世界物质性的基本观点。教师为学生的探究活动提供材料，让学生与材料亲密的接触，是提高科学探究效率的一个重要途径。笔者结合自己的教学实践，对小学科学探究材料的选择策略有了以下的思考：一、在周围事物中选材，激发探究动机兴趣是学生诸多学习动机中最现实、最活跃的因素。科学（36年级）课程标准中强调：亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径，因此科学教学也应力求从学生熟悉的周围事物出发，选择学生身边的、感兴趣的事物，提出问题，以激发学生学习的兴趣与动机，使学生初步感受科学与日常生活的密切联系。1、 选择具有趣味性的探究材料。科学课程标准指出：“科学课的教学方法要富有儿童情趣和符合儿童的认知规律。”这就要求教师提供的实验材料必须具有一定的趣味性。让学生的探究在愉悦中进行。【案例】1：磁铁的磁性教学片断引入：出示用磁铁控制的“加菲猫”，引出课题创设“加菲猫”用磁铁鱼钩去钓“鱼”的情境，研究磁铁的磁性（学生分组游戏）；帮“加菲猫”找磁铁鱼钩，讨论磁铁的形状和用途。用“加菲猫”的口提出研究主题展开探究。好玩是小学生的天性，对于儿童玩具，他们更是爱不释手。很显然，在上述教学设计中，教师利用了学生熟悉又喜欢的卡通形象来串联整堂课的各个探究活动。以趣味性的故事情节作为科学探究的切入点，使各个探究活动变得趣味盎然，环环相扣，使学生始终处于积极的思考与学习状态。2、选择具有简易性的探究材料。选用学生身边常见的与学生的生活相关材料，易于接受和探究，更能发挥学生的主体作用，引发学生探究科学的内涵。让学生自主选择准生活中常见的材料，还能给学生一种启示：只要你认真地观察和思考，科学就在身边，就在我们熟悉的事物中。其实在我们身边好多材料只要改变一下，自己细细地研究一下，就会出现好多很好的探究材料：种 类名 称玻璃器皿水槽（脸盆）、广口瓶（玻璃杯或玻璃瓶）、玻璃管（吸管）、滴管（眼药水瓶）、酒精灯（蜡烛）、玻璃棒（一次性筷子）、平面镜（小镜片）、凸透镜（老花眼镜）、凹透镜（近视眼镜）蒸发皿铝制材料的易拉罐，倒放使用，把底部的凹陷作为蒸发皿，易拉罐两侧剪两个椭圆形的的洞，可以放入蜡烛。固体材料食盐、糖、粘土、洗衣粉、小苏打、铝片、铁钉、铜片（铜钥匙）、木块电工材料电池、导线（细铜丝）、开关（拆玩具上的开关）、黑胶布、小电珠、手电筒、电动机（拆玩具）工具小钳子、螺丝刀、剪刀、镊子、夹子、直尺、勺子、温度计、弹簧秤（废旧弹簧或皮筋自制而成）、锤子、漏斗（饮料瓶制成）标本各种岩石标本、种子标本其他磁铁、缝衣针、细棉线、曲别针、皮筋、塑料棒（旧笔杆）、泡沫塑料、丝绸（旧衣服）、胶水、胶带纸、火柴、喷雾器（护发定型的瓶子）、注射器、竹棍、海绵等二、立足经验基础选材，寻找探究起点学生已有知识、经验基础就是探究的起点，找准探究起点，顺应学生需要是有效教学的前提。科学（36年级）课程标准的科学探究目标中指出：“能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。”这就要求我们的设计提供的材料应尽可能贴近学生，建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上，是游离于学生经验范围内的。这样的材料才能“挑逗”学生，便于引导他们作进一步的探究。1、选择基于生活经验的探究材料科学来源于生活，生活中的许多现象都与科学有关。在小学阶段，学生虽然没有系统的知识和方法，但已具备一定的生活经验。因此，教师可以根据小学生生活实践已有的直接经验，在他们在熟悉的生活环境中选取有关的材料。【案例】2：物体在水中是沉还是浮教学片段课前，学生带来了许多生活中常见的材料，教师选择了其中的橡皮，鹅卵石，泡沫，铁螺丝，小木块作为实验材料。小组合作并完成实验记录表： 物体在水中是沉还是浮实验记录表 在相应的格子里打物体橡皮鹅卵石泡沫铁螺丝小木块沉浮这些材料学生在生活经常遇见，生活中经常接触的，学生只不过没有把它们作为探究材料，探究它们在水中是否沉浮。因此在探究时，学生有了先前的生活经验，他们对这些物体的重量，材质有初步的认识，在探究这些物体的沉浮和它的大小、轻重是否有关系时，就比较容易。2、选择基于学习经验的探究材料学生知识的获得既来自于直接的生活经验，又基于间接的学习经验，这种经验是个体建构出来的。学生在学习实践生活中自我积累的学习经验和实践经验互相交融，才能促进学习的有效发展。因此，教师要选择基于学习经验的探究材料，以激发学生的内在动机，给予学生连续经验建构的机会。【案例】3:我们周围的空气教学片段师：既然空气确实存在，那么空气和水相比较，有哪些相同和不同呢？生：师：水会流动，空气会不会流动呢？生：会！师：怎么知道空气有没有流动呢？让我们在记录纸上画一画风。（教师提供空白的记录纸一张，学生动手画风）师：你能说说为什么这样画吗？生：师：你能用这张纸，用尽可能多的办法，让周围的人感觉到空气的流动吗？生：可以像扇子一样扇。生：可以卷起来吹。生：做成一面旗。对于风的认识和画风的经验，学生在二年级语文课中就已经有了一定的体验。上述片段中教师只选择了白纸一张作为活动材料，让学生在纸上画风和用这张纸使空气流动的活动设计，在学生已有的经验基础上，使得空气流动的表象更加深刻的刻画了在学生的脑子里。3、选择基于活动经验的探究材料皮亚杰把活动作为儿童认知能力的形成发展的出发点。认为“活动的内化就是概念化。” 探究既基于原有的活动经验，又要在活动中加以验证或批判。因此，教师要选择基于活动经验的探究材料，引导学生亲身经历活动过程，感受体验并内化科学概念。【案例】4:运动和摩擦力活动设计为了让学生感知不同粗糙程度的物体表面对摩擦力的影响，设计了三只废弃的酒瓶（里面装满了沙子），引导学生分别涂上水、植物油和肥皂，然后感受影响摩擦力大小的因素，继而再引导学生想办法，把刚才抓不起来的啤酒瓶抓起来。学生想尽了办法，最后终于把瓶子给抓起来。抓瓶子是学生习以为常的一种活动。这样的探究活动设计，建立在学生熟悉的活动经验之上。学生在经历了探究活动的过程后，既明白了减少摩擦力的因素，又在解决问题体验中对影响摩擦力大小的因素有了逆向的思考，这样螺旋上升的材料选择，正是知识构建的基本形式。三、为适宜探究而选材，发展思维能力“材料引起经历”。学生在使用和改造材料的过程中探究、体验、发现，改变自己的原有认知，建构科学概念，发展思维能力。因此，教师要针对材料蕴涵着内在联系，选用有利于引起自主探索的材料，合理组合和呈现材料，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，发现现象中蕴含的科学原理，从而发展学生的思维能力。1、把握探究材料的呈现方式。探究活动的组织和实施过程中，材料并非越多越好，材料也不是都一次性呈现出来，不当的呈现方式会分散学生的注意力，还会导致对材料操作和研究的不彻底。因此，教师在选择和呈现探究材料时，要合理把握探究材料的呈现方式和呈现时机，把材料用“透”、用“深”。【案例】5:声音是怎样产生的教学片断师：刚才我们在用牛皮筋、钢尺做实验时，能清楚地看到物体在振动。但队鼓、音叉、空玻璃瓶等物体在发声时（教师同时演示，让它们发出声音），你能看到振动吗？生：不能。师：那你能借助老师给你提供的其它材料，想个办法让我们清楚地观察到它们发声时在振动吗？各小组先讨论然后实验。（在这个片断中老师提供的实验材料有：音叉、水、队鼓、黄豆、小口瓶、泡沫小球等）（学生实验后汇报）生1：我们组把黄豆放在鼓面上，当队鼓发声时，黄豆会上下跳动。生2：我们组把泡沫小球放进小口瓶中，当用嘴向小口瓶吹气时可以听到声音，也可以看到泡沫小球在跳动。生3：在学生清楚地观察到从钢尺、牛皮筋发生时所产生的震动，有了振动产生声音的认知表象后，教师故意“不合时宜”地出示了空瓶子等难以观察到振动的探究材料，给学生的认知造成了一定的矛盾。在质疑中，教师又恰到好处地提供了实验的材料，使学生在活动中解决了认知的冲突。这些探究材料，把声音和振动这两种现象，在教师合理的呈现手段中，直观形象地联系到了一起。而学生的思维在不断的矛盾和解决问题过程中得到了真正的发展。2、设置探究材料的开放性由于学生认识水平和学习动机的个性差异，以及解决问题策略的多样性，决定了学生对探究材料的不同需求。科学课程标准指出：科学课程应具有开放性，这种开放性表现在时空、过程、资源、结论等多方面。这就要求我们教师树立开放的教学观念，在课前要尽可能多地去预设课堂可能出现的问题，并根据预设尽可能提供充足的实验材料。【案例】6:食物包装上的信息教学片断 师：你想研究几号问题，打算怎么研究？需要什么材料？请与你们组的同学商量一下。（学生讨论后提出了各种研究方向和材料需求）师：同学们真聪明，那就请各组的实验员到“材料超市”（“材料超市”里摆放着丰富的探究材料，有透明、不透明、真空包装的食品包装盒、包装袋，原料不同的食物，不同保质期的同一种食品等）选购材料吧！（教师推出“材料超市”车，孩子们争先恐后地赶到“材料超市”选择材料，然生跑步回实验组进行研究，几分钟后，教室里就飘起了各色的降落伞）在上述案例中，教师所提供的这些学生可以自由选择的自助餐式的实验材料，不仅满足了学生的需要，还使学生的发散性思维和创新能力得到了充分的发展。四、为利于建构而选材，完善知识体系科学概念的构建来自于学生对事物的体验与感悟。学生只有在探究活动中充分运用感官参与了，实践了才会有深刻的感悟和体验。科学探究是“做中学”，它不同于传统的“读书”和“听讲”的学习方式，在课堂教学中，如果提供了结构不同的材料让学生经历科学探究活动，往往会在经历中激发不同的思维，建构不同的科学概念。1、探究材料的组合应有结构性探究材料之间的组合绝不是简单的“1+1=2”，而是经过教师精心设计的典型材料的组合，它能够催生单个材料所不具备的教学价值。科学探究过程由不同的活动串联而成，活动的展开须要借助各种有层次的探究材料。教师只有从探究活动内在的结构、联系出发，注重多样化材料之间彼此关联的科学性、合理性，才能有效引导学生经历连续的、步步深入的科学探究过程。【案例】7:一杯水里能溶解多少食盐教学片段这是一个典型的溶解实验，实验材料里有一把尺子。学生第一次实验时，很多组不知尺子有什么用，将其放置一旁，只有一组用来把勺子上的盐刮平。反馈时，教师让他们展示汇报的方法。师：“你是怎么取盐的？”生：“我把尺子放在勺子上刮一下”师：“这样做有什么好处呢？”生：“这样每勺的盐就一样多了。”对于四年级的学生来说，实验变量和不变量的控制是一个难点。因此控制好变量是做好对比实验的前提条件，也是做好对比实验的关键所在。而一把看似没有用处的尺子，将各种探究材料有结构地组合到了一起，一下子明白了这是为了让每勺盐的量保持一致，使实验更准确的道理。从而巧妙、自然地引出了实验的变量食盐数量的控制，免除了教师的说教，增加了学生探究的思维容量。2、探究材料的构建应有科学性探究性实验是根据对所选取或组织的器材，利用器材，或材料之间的相互作用，反映事物现象，揭示事物的本质和自然事物的规律。因此实验材料应具有科学性，即材料能科学地反映自然事物的本质。【案例】8: 电磁铁的磁力为了研究实电磁铁磁力大小的影响因素，学生猜测与线圈圈数多少和电流大小有关，为了验证这些猜想，小组制定了研究计划。小组合作实验中，学生发现了电磁铁竟然都没有磁力！实验失败了！问题出在哪儿呢？课后，我分析了种种因素，发现我所提供的材料中作为铁芯的“铁钉”并不是 铁质的材料。问题就在于实验中所用的探究材料不是完全具有科学性，所以得不到科学的结论。因为芯的材料也是影磁力的因素之一，之后我重新更换了芯的材料，再次进行实验，结果截然不同。只有提供科学的探究性材料，才能正确认识自然事物，建立科学概念。因此，探究材料是否具有科