创新性实验材料在科学课教学中的开发与使用

陈文琳

科学课程标准中多次提到“探究式学习”，强调逐步培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。对于小学生来说，他们的探究活动以“实验”为载体，所以对实验材料的选择和利用尤其重要。本文就创新性实验材料开发的意义、现状分析、实施策略、选择策略展开研究，旨在让创新性实验材料满足学生学习需要，激发学生学习科学的兴趣，开拓其眼界，启发学生的自主创新能力和创新思维能力。

一、创新性实验材料开发的意义

《小学科学课程标准》指出，要“倡导探究式学习”，“探究式学习是学生学习科学的重要方式”，“倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间和充分的探究式学习机会”。教师们普遍反映，学校领导不重视科学课，有限的课时也常常被挤占。然而，五花八门的素质教育课程，实际上都是科学教育的组成部分，应围绕提升学生科学素养这个核心目标进行顶层规划、整体设计，使之更好地为科学教育服务。要上好科学课，教学资源的支持具有十分重要的意义。

（一）发掘实验材料资源，实现共享

基础教育改革和2017 年版《小学科学课程标准》给予课程资源充分的重视。现阶段，创新性实验材料落实到具体实践层面的资源开发与运用偏少。创新性实验材料的开发，并不是要求编写一份教材，而是要为广大的小学科学一线教师提供适合学生探究实验的材料推荐。教师可以根据自身的需求，选择教学所需材料，发掘实验材料资源，实现共享。

（二）转变教学行为，改善教学方法，促进专业成长

当前很多科学教师仍旧停留在教科学知识的浅层次上，实验教学设计和方法都过于死板，其教学行为也不会灵活变通，无法适应学生的需求。而参与本课题实验与研究的教师，既是研发者也是实施者，这样更接地气，能在实践中发现问题，从而真实地探索出适合一线教师实验教学的实践案例。要促进青年教师转变教学观念，深入理解科学课程的内涵、理念、目标和内容，从而引起教学行为、模式的变革，提高教师的专业水平，促进学生的有效发展，提升学校的教学质量。

（三）启发学生的自主创新能力和创新思维能力

小学科学实验课程教学时间有限，无法细致深入地将所有知识展现给学生。教师要善于启发学生思考，鼓励学生自主参与科学实验，以此联动学生课上课下，充分发挥科学实验的价值。首先，教师应注重科学实验的生活联系，让学生课下观察到类似现象时，会直接联想到课堂实验。在科学实验热情激励下，学生可以在动手操作及自主创新下，逐步完善教材内容认知。其次，教师可以展现科学实验的乐趣和价值，让学生对科学产生浓厚的兴趣。最后，教师应重视学生自主创新能力的培养，基于长期发展的眼光，增强学生科学实验的热情。

二、创新性实验材料在教学中的使用

（一）学校实验材料使用现状

要针对学校提供科学实验材料的现状进行调查，因为在常规课堂中，除去教师组织能力以外的因素，有些教材上的实验在实施过程中是低效的。我们可以通过两个途径进行调查：第一个途径是教师在实验教学中遇到的困境，比如如何因地制宜选择材料、安排材料等;第二个途径是了解学生操作实验过程中遇到的问题，如可操作性、理解性、趣味性等。

（二）创新性实验材料的分类

小学科学实验类型繁多，教师可以先把教材上的实验进行分类，把需要用到的创新性实验材料补充进去供选择。

1.课堂创新性实验材料

分类一：实验室材料的标注

每个学校都有自己的实验室，对实验材料大多会按照一定的要求陈列好。有些材料可以一物多用，因为材料本身就在这个柜子或者盒子里，不需要挪动地方，所以我们可以在对应的盒子上贴上一个标签，注明几年级第几册第几单元第几课的实验材料，以方便查找。

分类二：实验室材料的改造、迁移与再造

教材中的实验材料如果不适合课堂探究活动，我们可以对它进行改造、迁移与再造。这些实验材料要具有简单、方便易取得优势，并且它的效果仍然要与原先材料差不多。对于新的实验材料，可根据其大小决定装在原本的材料盒里还是另外装盒，并和原材料放在一起，以方便查找。

另外，教师的创新课所需的实验材料也可以单独打包，单独保存。

分类三：实验室材料的引进

我们通过其他渠道引进适用课堂实验的实验材料，这个引进的实验材料效果、可操作性应比旧有材料更加好，可以直接替代旧有实验室材料。

2.课后创新性实验材料

收集适合家庭开展的创新性实验所需材料，按照年级与单元进行分类，做成家庭实验室材料包，供學生在家尝试，每个材料包上注明年级和课例，以方便后续取用。

通过课上和课后阶段性创新实验材料的收集，我们后续对收集的实验材料分类汇总，形成随时可以使用的材料资源，方便学生和教师按需查阅和使用。

三、创新性实验材料的选择

并不是教材中的所有实验材料都符合学生的探究需求。教师在选择创新性实验材料替代传统的实验材料时，要对本实验的源起、难度等条件先进行研究，同时要对设计教材的专家的设计意图非常明确，在此基础上才能选择相对应的创新性实验材料。本课题组通过四个途径研究创新性实验材料的内容选择策略。

（一）拓宽实验室材料的功能与用途

对现有的实验室材料不变或稍加组合，就可以拓展出实验材料的新用途，更加便捷、经济地为实验教学服务。

如《登月之旅》一课需要用到石子和沙子来模拟陨石撞击月球。在三年级科学课上，我们用手电筒来观察物体的振动，也可以用它来模拟太阳光，观察陨石坑的大小，拓展了其功能。

（二）改造实验室材料

针对传统科学实验室部分常规材料的局限性，对其进行改造，让它使用更便捷。

如三年级《研究液体》这一课，教材中原本的器材是在天平上放试管进行称量，但是学生操作起来试管容易滚动。所以我们用铁丝弯一个U字形，粘贴在天平的盘子上，在改造后的实验材料上放试管不容易滚下来。

（三）迁移与再造生活中的材料

当遇到由于各种原因导致的材料不足和不适应的情况，可以将新的功能相近的材料迁移进来，或者将生活中废弃的实验材料进行改造、重组、再利用，使其形式、外观、作用发生较大的变化，赋予它新的面貌。

如在教学《观月相》时，学生用月相盒观察，月相盒是手电筒打光在外围一圈，看最里面小球的明暗变化，但数量很少。所以教师就用涂了一半黑色的乒乓球和一根筷子做成一个简易的月球，围着教室走动，让学生观察，达到了较好的实验效果。

（四）引进优质实验材料

实验材料的引进是指在学校现有的实验条件无法高效解决问题时，通过一定的方式从其他的机构、单位等获得先进适用的材料。

如在《不同环境里的植物》这一课中，引入“测厚仪”测量叶子厚度，数据呈现实验现象非常明显。

创新性实验材料的实践与运用得当，才能尽可能满足学生学习需要，贴近其生活经验，通过让学生做一些创新实验，激发学生的科学学习兴趣，开拓其眼界，启发学生的自主创新能力和创新思维能力。