刍议小学科学教学中实验材料的选择策略

方莉莉

◆摘  要：小学科学教学中，结构性材料在发展学生科学素养中起着重要作用。浙江省《小学学科教学建议》之“科学篇”的第7条指出：“精心准备有关的教学器材，器材必须充足和典型，避免两手空空进入教室进行教学，保证学生观察、实验活动顺利进行。”本文从注重材料结构性、注重材料预见性、注重材料创新性三各方面阐述了小学科学教学中实验材料的选择策略。

◆关键词：小学科学;实验材料;选择策略

《小学科学课程标准》指出“科学学习要以探究为核心”，“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。”通过探究活动，可以让学生亲身体验一次科学发现、科学探究、科学创造的过程。因此，科学实验探究是科学课学习的中心环节——实验探究既是科学课学习的目的，也是科学课学习的主要方式。正因为材料在发展学生科学素养中起着重要作用，课程标准的“教师队伍建设建议”中提出了“科学课程要求教师带领学生开展各种活动，需要为学生准备大量的活动器材和实物材料，自制教具、学具……”浙江省《小学学科教学建议》之“科学篇”的第7条，亦有这样的描述：“精心准备有关的教学器材，器材必须充足和典型，避免两手空空进入教室进行教学，保证学生观察、实验活动顺利进行。”

一、注重材料结构性，助推科学概念发展

“巧妇难为无米之炊”，实验材料是科学探究的“米”，而“米”的优良则决定了“饭”的质量。没有材料的科学课堂是纸上谈兵的课堂，非常不利于学生对科学概念的理解与建构，材料的结构性，可以助推学生科学概念的发展。

如小学科学五年级下册 “沉和浮”单元 “物体在水中是沉还是浮”一课中，有一个“观察更多物体在水中的沉浮”的活动：教师先让学生预测小石块、泡沫塑料块、回形针、蜡烛、带盖的空瓶、萝卜、橡皮等物体在水中是沉还是浮，并让他们说说预测的理由，再把这些物体放入水中观察。实验后，比较预测和实验结果，看看预测正确的有哪些，预测不正确的有哪些。最后，让学生整理自己猜测的理由，思考物体的沉浮可能与什么因素有关。

这一实验中，所安排的各种材料，都有其用意。根据学生已有生活经验，他们能预测给出的材料中哪些物体在水中下沉，哪些物体在水中上浮;对于造成这一结果的原因，他们也有自己的理解：因为橡皮比较重，所以沉;因为蜡烛比较轻，所以浮;因为回形针是金属的，所以沉……这个实验的本质是一些变量决定了物体的沉浮，这些变量包括物体的体积、重量和被放液体的密度。人们通常说“重的物体下沉而轻的物体上浮”、“所有的木材都会上浮”，这些表述都过于简化，生活中不难找到与这些说法相悖的例子。作为单元的起始课，“观察更多物体在水中的沉浮”的活动，旨在通过几种物体在水中沉浮的猜测、实验，呈现学生对自己原有的沉浮判断的初始概念，在预测与结果的比较中产生认知冲突，以引起学生对影响物体沉浮的因素的再思考，进而引发后续的一系列探究活动，促使活动的目标有效达成。

二、注重材料预见性，落实科学学习目标

兰本达教授认为，材料引起经历，经历是发现意义的中心环节。材料是学生进行科学学习的基础和关键，教师选择的材料应该是能正确反映事物的本质，能够体现事物的科学概念，揭示事物的科学规律的材料。

教材图示中的材料绝非随意选取的，而是体现着编写者的意图，材料与材料之间的关系，都指向教学目标的达成，但是生搬硬套教材上所示的材料也是不行的。教材所呈现的材料，提供的是一个个带有普遍性的范例，我们在日常教学中，还要因地制宜，在深入解读教材，正确把握教学目标的基础上进行材料的选择。

还是五年级下册的《物体在水中是沉还是浮》这一课。笔者在课前按照教材提供的材料进行沉浮试验时发现菜场買来的白萝卜很是反常：这个萝卜个头很大，掂在手里很沉，但在水中是上浮的。将它横切，再放入水中时，上面和中间的两段在水中是上浮的，最下面一段却下沉了。如果没有进行下水实验而照搬教材材料，学生就难以清晰地得出“同种材料的物体，体积变化后，在水中的沉浮状态不会改变”这一结论。白萝卜之所以整个在水中上浮，切开后下部在水中下沉，是因为萝卜下端富含矿物质，密度更大。因此，这一课的实验中，我用苹果替代了白萝卜作为实验材料。

三、注重材料创新性，优化实验数据采集

有材料才能展开实验活动，然而在平时的教学中，我们不免遇到这样那样的问题，为了提高课堂教学效率，我们要做一个有心人，多动脑，勤动手，充分利用身边的材料，并对材料加以改进，使复杂的材料变简单，不易操作的材料变得容易操作。

例如，小学科学五年级下册“传热比赛”一课，教材所呈现的实验是在一个支架上涂抹凡士林，黏上火柴。加热后，凡士林融化，火柴掉落。这样的实验，实验过程中不可控制因素较多，实验效果也不是很明显。应对“传热比赛”这一课中提出的“铜铝铁三者谁的传热本领最好”这一问题，我改进了实验材料：用相同粗细的铜棒、铝棒、铁棒各一根（长约30厘米），将其中的一端分别扭出螺旋，用以放置电子温度计的金属探头;将三者的另一端拧在一起。为保证“传热比赛”实验的公平性，在拧成一股的金属棒的中间部位缠绕上细铁丝，当做实验时的加热点。实验时，先将三个电子温度计的探测头分别插入金属棒一端的螺旋口中，然后用酒精灯在加热点上持续加热。同时，实验小组中的三位同学分别记录0分钟（初始温度）、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟时数字温度计所显示的温度。实验结束后，根据实验时所取得的数据，绘制出铜棒、铁棒、铝棒温度上升的折线统计图。从折线统计图上看，铜棒、铝棒、铁棒的传热本领强弱一目了然。

耳闻易忘，目睹为实，躬亲则明——实验材料是一切探究活动的开始。教师经过下水实验，适当处理材料，才能使学生进行“真探究”，真正地从探究中有所得，进而在实践体的过程中获得并发展能力。因此，在小学科学课堂教学中，教师要恰当地选择实验材料，引领学生在实验探究中理解和建构科学概念，从而有效地发展学生的核心科学素养。

参考文献

[1]教育部.义务教务小学科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2017.

[2]喻伯军.小学科学教学关键问题指导[M].北京：高等教育出版社，2020.

[3]喻伯军.小学科学教师专业能力必修[M].重庆：西南师范大学出版社，2013.