探究材料的科学性、思维性、启发性、趣味性、典型性

  • 投稿止水
  • 更新时间2016-02-02
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 我们知道“巧妇难为无米之炊”,也知道材料就是科学探究的“米”。没有材料,科学探究就无从开始;没有材料,科学探究就变成纸上谈兵。探究不是有“材料”就可以了,它对“材料”有严格的讲究,“材料”的好坏决定了“探究”的质量,好材料是有效探究的保障。我们可以通过优化材料,使其具有结构性,材料的结构性决定着探究的有效性。因此,有结构的材料是学生探究型学习的基础和保证。在多年的科学教学实践活动中,总结了选择有结构的材料的五条原则,简述如下。 
  一、科学性的材料——揭示科学概念 
  兰本达教授认为材料就意味着科学概念。学生通过对结构性材料的操作和思考,去发现问题,解决问题,获取对事物的正确认识并形成科学概念。因此材料应体现科学性。如指导学生建立“溶解”的概念时,先出现食盐、糖、砂、高锰酸钾等一类成分单纯的材料,溶解或不溶解的现象很明显,学生对于“溶解”的概念把握得很好。再出现像麦乳精、洗衣粉、面粉等材料巩固认识溶解的概念,材料的出现很有结构性和科学性。如果老师一次性将上述材料交给学生,不利于“溶解”科学概念的建构。可见,教师是否为学生选取揭示科学概念的材料,是调控科学课堂成败的本质所在。 
  二、思维性的材料——启发学生思维 
  “材料激发思维”。教学中要利用学生已有的认知水平,不断提供能揭示科学概念的步步深入、层层激起的材料,不仅能启发思考,发现科学规律,而且能暗示和引导学生探究活动向“最近发展区”发展,从而获得思维的发展。如在教学《物体的沉与浮》一课时,为了探究物体沉与浮规律时,教师有意识的对材料进行了选择和加工,使得学生能更直观有效地发现物体的沉浮规律。第一组提供体积一样,轻重不同的小球,要求学生按照轻重排列,接着,学生将这些小球分别放入水中,学生很自然得出:体积一样,重的容易沉,轻的容易浮;第二组提供轻重一样,体积不同的药瓶,学生将这些瓶子分别放入水中,通过观察得出:轻重一样,小的容易沉,大的容易浮。随着材料的有序出示,新概念与前概念发生矛盾冲突,促使学生思维的层层深入,得到了最大限度地挖掘。因此,合理搭配并有序出示具有特定结构的材料,使其具有思维性,能高效率地突破教学的难点,完成探究的任务。 
  三、启发性的材料——引起学生经历 
  “材料引起经历”。学生在使用和改造材料的过程中探究、发现,改变自己的原有认知,建构新概念,体验科学探究的快乐。教师为学生提供的材料蕴涵着多种相互作用,能引起学生自主探索的经历,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,帮助学生从相互关联的事实中发现意义,认识事物及现象。如在教学《热空气和冷空气》一课中,为了解释“孔明灯工作原理”,教师为学生准备了两组材料,第一组材料:纸蛇和蜡烛,让学生通过观察纸蛇的转动,知道热空气的流动方向,即向上流动,接着启发学生思考“热空气为什么上升”,在充分的交流猜测中,提供第二组材料:平衡杠杆,杠杆两边各挂体积、重量相同的纸杯,加热其中一个纸杯中的空气,在观察平衡杠杆的变化中,明白同体积的热空气比冷空气轻。在这个教学活动中,教师遵循学生的认知水平,不断提供能愈发揭示科学概念的步步深入、层层激起兴趣的有结构的材料,有效地保持学生的学习兴趣,使学生体会科学的全面性及深度。 
  四、趣味性的材料——体现生活实践 
  科学源于生活,回归生活,服务生活。因此,学生对材料要具有一定的生活经验型认识,符合学生的年龄特征和认知水平,使他们有能力通过对材料的探究来发现问题,解决问题,具有可接受性和自主性、可操作性。如在《我们吃什么》一课中,教师提供面粉、馒头、肥肉,学生自带各种常吃的食物,通过各种检测来了解食物中的营养成分。又如,观察大树、蚂蚁、蝗虫、蜗牛、鸽子、青蛙、乌龟、猫等常见的动、植物;栽培植物和饲养小动物,感受生物的生命周期,研究生物的繁殖,进而探究生命的共同特征;进一步观察动植物的外形,研究生物与环境之间的关系。这些教材内容对于学生来说,是最熟悉不过的了。田野里、路边上时时会有一些蟋蟀、蚂蚁等小动物出现。而各种植物的根、茎、叶、花、果实、种子也是经常见到的,很多孩子还亲手种过花栽过树。这就为我们的孩子提供了特有的探究材料,如果我们认真研究学生进行探究学习的方法,利用好这些生活中丰富的、特有的生物资源,以此为突破口,让学生进行自主探究学习定会取得很好的教学效果。 
  五、典型性的材料——促进有效探究 
  材料并不是越多越好,也不是越好玩越好。科学教师应该从教学目标、学生实际、当地环境资源等情况出发,精心准备探究材料,让材料与科学问题、探究结论紧密联系,具有典型性,真正让学生的探究活动落到实处。如在教学《观察水》这课中,教师提供了凉开水、牛奶、白醋、糖水四种典型的液体,让学生找出哪杯是白开水,它们的颜色、气味、味道不同,选择的这些典型的物体,学生根据他们对水的已有经验,先看颜色,排除牛奶,然后问气味,排除白醋,最后尝,排除糖水。所以,典型性的材料,能启迪学生的思维,让学生集中精力展开探究活动,层层推进,提高有效探究。 
  【结语】 
  真正让探究成为有“米”之炊,就需要教师透过科学探究,分析实验材料,在实际教学中,努力探寻“材料”的基本原则,在此基础上精心选择、巧妙搭配、合理隐藏、有序出示,发挥有结构材料最大的探究效益,才能让学生由材料引发经历,由经历形成科学素养,才能使学生进行有效的科学探究,尽情地遨游在科学探究中,享受着“材料”带来的无限魅力。 
  【作者单位:常州市武进区李公朴小学 江苏】