合理选用实验材料提升自主探究实效

张秋佳

【摘 要】自主探究学习是科学课堂中需要大力提倡的学习方式。要让学生的自主探究更加高效，可以从实验材料的选择与优化入手，合理选择实验材料，为提高自主探究实效打好根基，继而优化材料载体，为实现高效自主探究提供保障。

【关键词】优化 选择 实验材料 自主探究

自主探究学习作为科学课堂中需要大力提倡的一种学习方式，要求学生做课堂的主人，在教师的引导下发挥自己的主观能动性，调动自己的各种感觉器官，通过动手、动眼、动嘴、动脑，主动地去获取知识。但综观当下课堂中自主探究学习的开展情况，会发现其中存在两种极端情况：有的教师过分低估学生的能力，担心学生这个不行那个不会，在让学生自主探究前“做足准备”样样提及，生怕漏说一个地方会影响学生自主研究的效果；有的教师则不顾学生的实际情况，为了顺应理念上的潮流而选择形式上的跟风，什么铺垫都没有，只是一味提供相当长的时间试图完全放手让学生进行所谓的开放式自主探究……显然，这样的设计不能顺应现在教学中学生与课堂的需求，对于学生的自主探究能力培养、课堂教学效果提升有害而无益。

那如何才能为学生自主探究提供有力而坚实的支架呢？如何才能让学生的自主探究学习更加高效呢？笔者试着从优化课堂实验材料入手，根据自己的课堂教学实践以及同行的研究课例，提出以下几点策略与思考。

一、合理选择实验材料，为提高自主探究实效打好根基

对于一堂富有探究意味的科学课而言，实验和活动是基础，绝大部分知识是需要学生通过动手实验去发现、理解、运用的。相应的实验材料则是探究性学习活动的基础和关键，是探究过程中必不可少的准备。合理选择实验材料，是实现学生高效的自主探究的基础。

（一）因课堂情境的需要选择材料

将科学课堂的学习内容融入生活情境之中，能让学生体会到学习的内容源于生活，这有利于激发学生的学习兴趣，有利于学生在科学课堂中高效地习得知识。情境教学有时需要配合相应的实验材料，才能寓教于境激发学生的探究兴趣。因此，教师应根据具体的课堂情境需要选择合适的实验材料。

如六年级上册《相貌各异的我们》一课中，笔者将不同的相貌特征融入了“寻找好心人”的情境中，这就需要特殊的实验材料加以辅助，才能取得良好的教学效果。笔者在这个环节给每个小组准备了一套带磁性的相貌拼图，以及一块铁皮展板。让学生根据目击者对好心人的相貌特征描述，利用拼图材料拼出一幅好心人的相貌图。此情景与拼图游戏结合起来，既能让学生通过拼图的过程加深对已知的相貌特征的印象，又能在区分未知的相貌特征的过程中进一步了解未知相貌特征之间的区别，同时还能激发学生的学习兴趣。

（二）因学生的需要选材

《全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实验稿）》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。”实验材料的选择只有符合学生的认知规律，才能发挥最大功效。有时实验材料可适当地选择更便于学生理解与接受的简单材料，让学生能一环一环突破，循序渐进地习得应该掌握的知识点，这样才能充分发挥学生学习的主观能动性，凸显学生的主体地位。

如四年级上册《食物在口腔里的变化》一课，在引导学生观察口腔的环节，笔者选择的是“饼干”这种食材。饼干这种食物在口腔里被初步消化时大小、干湿、软硬等方面的变化比较明显，同时又能够较好地体现牙齿咀嚼、舌头搅拌、唾液湿润的作用，因此饼干不但能够满足学生不同层次的观察需求，而且能较好地控制很多不必要的无关变量，是一种能提高探究效率的实验材料。

（三）因实验内容的需要选择材料

实验材料的选择依附于实验内容的需要，应选择能达到理想实验效果的最简材料，不能一味追求实验材料的多样化，以防止实验材料喧宾夺主而转移学生的注意力，影响实验的有效开展，降低自主探究的实效。

如六年级下册《小苏打和白醋的变化》一课，第一个环节是观察小苏打和白醋。这个环节主要是让学生通过观察，了解这两种物质的一些物理特性，为进一步观察两种物质混合后的变化做铺垫。因此，只需准备三样实验材料：白醋、小苏打、记录表。根据实验的需要选择实验材料，没有了其他多余的材料来转移学生注意力，就显得重点突出，学生自主探究的实效性就得以增强。

又如五年级上册《测量力的大小》一课，其中有一个环节是让学生经历弹簧测力计的发明历程。这一环节的目的主要是让学生感知人们是通过有弹力的物体形变而比较出物体轻重的，所以，教师只需顺应学生的思维，给学生准备一块木板、一个钉子、一根皮筋、两样所受重力大小不同的重物即可。在不受其他多余材料干扰的情况下，实验的效率就会非常高。

（四）因实验效果的需要选择材料

有些实验对材料的要求不高，很多类似的实验器材都能在实验中起到相同的作用，但为了使实验效果更加的明显，则需要教师根据实验效果对实验材料进行挑选，以凸显每种实验材料的独特功效，从而增强学生自主探究的实效。

如六年级下册《小苏打和白醋的变化》一课，在观察小苏打和白醋混合后的变化这一部分，笔者选择了以下实验材料：一只透明的可密封的封口袋（盛放白醋，课前已放好）、网状茶叶包外包袋（盛放小苏打，课前已放好）。在操作时把材料放入密封袋中混合，就会观察到密封袋慢慢地鼓起来了，如此能让学生非常直观地感受到，混合过程中生成了一种无色、透明的气体。这个实验对于实验材料的选择原本是多样的，但要让学生感知反应过程中吸收热量这一现象，用塑料袋比用玻璃器皿有更强的优势，特别是在实验中很好地利用了封口袋可以密封的特殊功效，凸显了两种物质混合后的变化。

二、进一步优化实验材料，为实现高效自主探究提供保障

在合理选择实验材料的基础上，如何才能将学生的主体地位更好地凸显出来，实现更高效的自主探究呢？笔者通过实践总结出以下几点做法。

（一） 从提供实验材料的全面性入手优化供给实验材料

要实现学生自主、高效的长时探究，全面的、有结构的实验材料是教师必备的工具。在科学课堂的长时自主探究环节中，教师最理想的状态是充当一个万能器材保管员的角色，给学生提供符合学生认知特点并能促进学生思维发展的，全面的、有结构的实验材料。

如三年级上册《比较水的多少》第一环节，教师出示了容器形状不同的两瓶水，在学生进行简单猜测后教师就抛出了研究的任务：“你们能自己设计实验，比较出哪瓶水多吗？”以往的课堂教学中，教师会先让学生交流实验的方法。说到教师有准备的方法，教师就顺势出示材料，并顺着学生的思路重点交流实验的注意事项；说到未准备实验材料的实验方法时，教师则以缺少材料为由把这种方法简单交流就不了了之。这样的设计看似跟着学生的思维走，其实到最后还是让学生按照教师的设计在小步伐前进。

那如何从优化材料入手解决这个问题？就这个环节而言，提供全面的、符合学生思维特点的优化材料，就能还学生自主的探究空间。实验材料：装水的1号瓶、2号瓶，空瓶子（各组形状不同），相同形状杯子2个，尺，电子秤，格子纸条，记号笔，漏斗。这些看似普通的材料中蕴含了很多适应学生特点的简单方法——找和1号瓶或2号瓶一样大小的瓶子装水比水位高低，用两个同样大小的杯子装水比水位高低（可以用尺量高度也可用格子纸条比格数），将水倒入同一个瓶中比水的重量。教师已经把学生能够想到的方法中所需的最简易实验材料都准备齐了，学生自然能顺利地设计出多样化的比较方法并通过自主探究比较出结果来。

教师在做足有结构材料的准备后，学生的主体地位也凸显了，学生的探究效率也提高了，如此做个材料保管员又何乐而不为呢！

（二） 从明确实验材料的指向性入手优化添补实验材料

进行探究活动时，如果研究任务过于简单学生会失去探究的兴趣，如果太难学生会因找不到解决方法而无法独立完成自主探究。在科学课堂教学中，利用实验材料指向性选择将探究难度调控到学生“跳一跳，摘桃子”的适宜程度，有益于探究活动的高效开展。

如三年级下册《水珠从哪里来》一课的教学难点在于，学生在猜测水珠从哪里来后，难以思路清晰地通过猜测来设计实验。在这个环节适当添补一些指向性明确的实验材料，学生很大程度上能够依靠实验材料隐含的提示明确探究的方向，为高效设计探究方法指明方向。如当学生还迷茫于如何证明水珠是来自杯内的冰块还是杯外的水蒸气时，教师除了给学生提供无色冰块，再提供一些有颜色的冰块、磨砂玻璃盖、封口袋等材料，这样就可间接地给学生以启示，把问题聚焦到如何明晰水珠是来自杯内还是来自杯外的，暂时先将来自哪种状态的水先放一放，这样学生就能在较短的时间内设计出简单易操作的区分方法，从而将较难的探究任务解决于无形。

（三） 从提高实验材料的精确度入手优化选择实验材料

对于实验效果不是特别明显的实验而言，一般的实验材料的误差会严重影响实验结果的准确度，这就给学生自主探究的顺利展开带来了困难。当一般的实验材料难以满足学生自主探究的需求时，我们就应该从提高实验材料的精确度入手，优选精确度较高的实验材料，为学生高效自主探究提供坚实保障。

如五年级上册《评价我们的太阳能热水器》一课，以往的实验材料选择存在以下几个问题：首先，装水容器装水量多，在课堂有限的时间里学生制作的太阳能热水器整体升温的效果不太理想；其次，太阳光强度不可控制，课堂活动开展受到了很大的制约，给水加温效果也严重受到影响；第三，测量时由于普通温度计过长，很难在不影响热水器本身加热状态下将温度计摆放于被测水中实时监测温度；第四，普通温度计灵敏度不够，误差较大，很难准确测出经过不同升温措施处理后的热水器升温效果区别。在这么多问题的影响下，学生很难在自主探究的过程中检测出自制太阳能热水器的升温效果，也难以和其他组比较得出哪些升温措施更有效，严重降低了学生课堂探究的效果。

想要有效解决以上这一系列问题，就得从选择精确性与精细化程度都较高的材料入手。笔者的做法是对部分实验材料进行特殊选择：首先是模拟太阳光的灯，笔者选择了热效能比较好、功率比较高的浴霸灯，解决了受天气制约无法开展检测的问题，同时缩短了升温的时间，提高了课堂效率。其次，装水容器笔者选择了一个容积比较小，配有密封盖子的透明塑料容器。选择统一容器装水，一方面考虑装少量水可以更集中将光线汇聚到一处，便于学生灵活设计，另一方面又方便了教师对温度计与容器的组装。将数显温度计探头与容器组合在一起，减少了手持温度计测量时不断开合容器对水温的影响，另外密封的衔接处理，可以让学生灵活改变容器被照射角度。总之，特殊组合的容器与温度计套件的优化选择，解决了普通温度计无法实时监测水温的问题，增强了升温的效果，提高了检测实效，为学生高效自主探究提供坚实保障。

自主探究学习是凸显学生主体性的一种学习方式，是能发挥学生主观能动性的一种高效的学习模式。教师应采取一切手段，帮助学生顺利进行自主探究学习，尽可能地辅助学生高效地完成自主探究学习。教师合理选择实验材料、科学优化实验材料，可以为学生实现高效的自主探究打好扎实的根基、提供坚实的保障，能使学生的自主探究更有实效。

（浙江省桐乡市实验小学教育集团春晖小学 314500）