创造性地使用材料

◇陆咏梅

学习科学，材料是很重要的。教师根据重要的科学概念组成有结构的材料，儿童通过支配材料发现意义。教师给孩子们提供学习材料，创造探究氛围，给予支持和鼓励，使孩子们行为发生了变化，这就是在“教”，而孩子们行为的改变就是在“学”。材料、学生、教师构成了一个相互作用的系统，一个教和学的系统。显然，这个系统是以材料为载体的。教材为我们提供了使用材料的范例，但不是标准，很多时候我们需要创造性地使用材料，以更好地开展教学。下面以《沉和浮》单元为例谈谈我的尝试。

一、材料的选择与改进

材料选择有一些指导原则：一是材料要和重要的科学概念相关；二是这些材料应能引起孩子们的兴趣，激发思考，并有能力探求其意义；三是这些材料应有多种相互作用，应该有较大的余地，使用许多不同的路子进行探究；四是每个孩子都要有足够的材料；五是这些材料不应从心理上产生一些标新立异的活动。

根据以上原则和本单元的教学目标，我对单元材料进行了选择和改进。

第1课《物体在水中是沉还是浮》,“观察同一种材料构成的物体在水中的沉浮”的活动，教材上选用的是胡萝卜，我改用蜡烛。胡萝卜切小可能有沉有浮，属于特例，会让学生一头雾水，放在单元后面学生会理解，原来是同一个胡萝卜各部分密度不同。

第2课《沉浮与什么因素有关》，控制变量研究物体在水中的沉浮与重量和体积有没有关系。教材上选用的是同体积、不同重量的小球，可以拉伸改变体积大小的圆柱体。我在教学中就选用了可以改变体积大小的圆柱体，用于配重的垫圈和螺帽。目的是让学生自主探究，自己改变圆柱体的轻重、体积改变圆柱体的沉浮，在富有挑战的任务中发现物体的沉浮与物体的体积和重量有关。

第3课《橡皮泥在水中的沉浮》，这一课的材料：2人一组，每人一块橡皮泥和一个烧杯。橡皮泥采用了可塑橡皮，可塑性好，遇水不化。烧杯用多大的合适？显然，要测量排开的水量就不能用大烧杯，250毫升比较合适，还需要细分刻度，打印好刻度条贴到烧杯上就可以了。

第4课《造一艘小船》继续使用可塑橡皮，4人组一起使用，小组间PK。

第5课《浮力》，采用了不同于教材的测量方法——配重法，重组材料改进实验。材料：用木块（软木塞）代替泡沫塑料。木塞容易找到，耐用，比泡沫重一点，方便测自重。选用测量范围在0—2.5N的测力计，最小分度值为0.05N。用1000ml的大烧杯代替水槽，细分刻度，使分度值更小，方便观察排开的水量。

方法：木块中间钻一个孔，再用缝衣针穿一圈，既可以固定木块在线上的位置，又容易调整，通过调整木块的位置来控制木块浸入水中的部分。然后在线的两头各打一个挂结，一头挂测力计，一头挂钩码。

实验（1）钩码在水中，木块在空气中，实验（2）钩码和木块全部浸入水中，

对比分析实验（1）和（2）的数据，为什么会变轻了？只有一个原因，木块受到了水的浮力！浮力是多大？变轻的就是木块在水中受到的浮力。

第6课《下沉的物体会受到水的浮力吗？》，两个活动我选用的都是马铃薯。马铃薯圆滚滚怎么挂呢？很简单！在马铃薯上穿针引线，系上一根细棉线，无论拿在手里，还是挂在测力计上，还是控制浸入水中的体积，很是得心应手。

第7课《马铃薯在液体中的沉浮》继续如第6课使用马铃薯，取放自如。

第8课《探索马铃薯沉浮的原因》，教材上选用的是钩码，体积比较小，在水和盐水中浮力大小不明显。于是仍旧使用马铃薯，可以切小，马铃薯的体积用量杯测量，然后和同体积的液体比较，同时放在天平上比出轻重。马铃薯比同体积液体重就沉；马铃薯比同体积液体轻就浮。其实就是两者密度的比较，学生能理解了。

二、材料的呈现与使用

有结构的材料为学生的科学探究提供了条件，但有时候老师会觉得很辛苦，准备了材料，而学生忙得乱糟糟，材料没有发挥应有的价值，课堂没有达到预期的效果。围绕材料以问题引领课堂开展科学探究，是达成教学目标的有效策略。科学探究常常以问题引领探究，一堂课往往有几个核心问题，每个问题不是孤立的，问题与问题之间，问题与其他活动之间应有良好的联系，形成良好的、优化的结构。好的问题能引起学生的思维活动，激发探究欲。我们希望学生在探究中达到1+1＞2的目标。

例如《橡皮泥在水中是沉还是浮》一课，主要围绕三个核心问题循序渐进进行探究。一是“把这块橡皮泥改变形状，是沉还是浮？”二是在学生活动基础上提出问题：“为什么有的碗形沉，有的碗形浮？”三是把学生的问题转化为进一步探究的问题：“同一块橡皮泥，沉的碗和浮的碗排开的水量哪个大？”这是本节课的重点，学生发现物体浮的形状排开水量比沉的大，橡皮泥达到一定的排水量才会浮。学生还有后续问题：“浮的空心球和浮的碗排开水量一样吗？”学生的学习比较深入。

三、材料赋予记录思维活力

探究记录可以辅助科学探究，帮助学生从具体到抽象建立概念，从混乱中找到规律。本单元教材上的记录单大多数是数据表格，比如《橡皮泥在水中的沉浮》《浮力》《下沉的物体会受到水的浮力吗？》等课。但是抽象的数据缺少形象联系，学生往往填好了都不知道填的是什么。根据维果茨基概念发展体系，五年级学生的思维处于“前概念”水平层次上（相当于皮亚杰的具体运算阶段），其特点是已发展成为抽象的思维，但却又总和具体事物保持着某种联系。于是我借助材料从探究记录上找突破，让记录简便易行，有助于儿童通过模型来发展前概念思维。

具体操作上，一般上课时结合课堂教学，老师板画指导，用实验图和数据结合的直观方式指导探究和记录，然后整理分析数据抽象概念。这样的探究记录体现学生的思维，帮助学生的交流与表达，作为事实和证据为小组和全班整理、分析、质疑、解释、产生新问题提供基础。学生的思维从形象到抽象，记录成为学生发展前概念思维的脚踏石。