夏敏軍

【摘 要】科學(xué)探究活動(dòng)依賴于探究材料，探究材料引起了科學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究。因此，教師必須對(duì)探究材料進(jìn)行有意識(shí)的調(diào)控，講究使用的策略，真正發(fā)揮探究材料在科學(xué)探究活動(dòng)中的作用。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)性材料；提高；科學(xué)探究；實(shí)效

中圖分類號(hào)：G623.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2017）01-0051-02

科學(xué)探究材料是揭示科學(xué)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念、發(fā)展探究能力、提升科學(xué)素養(yǎng)的重要載體。科學(xué)探究活動(dòng)依賴于探究材料，探究材料引起了科學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究。在科學(xué)探究中，教師已經(jīng)意識(shí)到為學(xué)生提供豐富的具有生活化和典型性的有結(jié)構(gòu)材料的重要性，使學(xué)生通過對(duì)有結(jié)構(gòu)材料的觀察、操作和思考，建立起合理的科學(xué)概念，產(chǎn)生正確的科學(xué)認(rèn)知，形成基本的操作技能，發(fā)展深層的科學(xué)思維。這就要求教師必須對(duì)探究材料進(jìn)行有意識(shí)的調(diào)控，講究使用的策略，真正發(fā)揮探究材料在科學(xué)探究活動(dòng)中的作用。

一、根據(jù)結(jié)構(gòu)性材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)即制訂探究計(jì)劃，是科學(xué)探究活動(dòng)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它可以使學(xué)生的思維、表述、合作等能力得到培養(yǎng)，更重要的是對(duì)后續(xù)的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行初步的規(guī)劃，確保了實(shí)驗(yàn)過程的有序性，為科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的成功和高效實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

探究計(jì)劃的制訂是根據(jù)學(xué)生對(duì)探究問題的假設(shè)而展開的。事實(shí)上對(duì)于小學(xué)生來說，其科學(xué)知識(shí)的儲(chǔ)備、科學(xué)技能的層次尚不能達(dá)到直接根據(jù)假設(shè)來制訂較為復(fù)雜的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究計(jì)劃。解決這一問題最好的辦法便是給學(xué)生提供必要的參考材料，搭建一個(gè)腳手架。探究實(shí)驗(yàn)所需的有結(jié)構(gòu)性材料便是可選擇的材料之一。借助其他物體的變化而間接地“觀察”到空氣體積的變化是“空氣的熱脹冷縮”一課的教學(xué)重點(diǎn)，下面是這節(jié)課的兩個(gè)實(shí)例：

師1：這位同學(xué)認(rèn)為是乒乓球內(nèi)的空氣受熱膨脹，導(dǎo)致癟的乒乓球鼓了起來，他提出了空氣和液體一樣也具有熱脹冷縮的性質(zhì)這一假說，這一假說是否成立還需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。請(qǐng)同學(xué)們小組合作討論，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)假說。

在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，筆者近距離觀察了一下，小組內(nèi)很平靜，學(xué)生相互之間干瞪眼，不知如何是好。再來看看第二個(gè)實(shí)例：

師2：這位同學(xué)覺得空氣和水一樣也具有熱脹冷縮的性質(zhì)，可空氣是無色、無味的氣體，怎樣才能清楚地看到它的變化呢？請(qǐng)同學(xué)們參照老師給大家提供的實(shí)驗(yàn)材料（教師在屏幕上出示實(shí)驗(yàn)的材料）或者課本，在小組里討論該如何做這個(gè)實(shí)驗(yàn)？

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，筆者深入到不同的小組內(nèi)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生發(fā)言的欲望很強(qiáng)烈，氣氛活躍，真正做到了全員參與。

第二個(gè)老師出示的一張圖片使課堂發(fā)生了質(zhì)的變化，學(xué)生有了抓手后思維便迅速地活躍起來，教學(xué)的重點(diǎn)在不經(jīng)意間得到了解決。筆者發(fā)現(xiàn)，許多小組不僅詳細(xì)地討論出實(shí)驗(yàn)的具體步驟，還把一些關(guān)鍵器材的作用及實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意點(diǎn)羅列出來，在匯報(bào)環(huán)節(jié)中爭(zhēng)先恐后，補(bǔ)充和質(zhì)疑的聲音此起彼伏，這都得益于探究材料的及時(shí)出示。值得一提的是，第二個(gè)老師并沒有直接把實(shí)體的探究材料分發(fā)到各個(gè)小組，造成了一個(gè)可望而不可及的效應(yīng)，這樣既充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的情緒，又有效避免了學(xué)生只顧擺弄材料而忽略制訂計(jì)劃的情況。

二、圍繞結(jié)構(gòu)性材料觀察實(shí)驗(yàn)

科學(xué)觀察的本質(zhì)是“真”和“實(shí)”，對(duì)觀察的結(jié)果進(jìn)行客觀、真實(shí)的記錄是科學(xué)觀察的一個(gè)很重要的內(nèi)容。我們不但要如實(shí)記錄觀察到的東西是什么樣的，還要說明是用什么方式，在什么時(shí)間、什么地點(diǎn)觀察的，以便重新進(jìn)行檢驗(yàn)。

科學(xué)觀察的意義在于觀察結(jié)果的分享和觀察資料的累積，而探究材料是科學(xué)探究活動(dòng)中的操作對(duì)象和觀察對(duì)象，故此圍繞探究材料對(duì)探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察和交流，是引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)觀察的本質(zhì)、領(lǐng)會(huì)科學(xué)觀察意義的有效手段。如在教學(xué)“晝夜交替現(xiàn)象”時(shí)，有這樣一個(gè)環(huán)節(jié)：

師：驗(yàn)證“太陽不動(dòng)，地球圍著太陽轉(zhuǎn)”這一假說的小組愿意跟同學(xué)們交流一下自己的發(fā)現(xiàn)嗎？

生1：當(dāng)太陽不動(dòng)，地球圍著太陽轉(zhuǎn)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)貼著五角星的一面始終對(duì)著太陽，說明了貼著五角星的一面永遠(yuǎn)是白晝，它的背面永遠(yuǎn)是黑夜，因此這個(gè)假說是不成立的。

師：有沒有哪一小組需要補(bǔ)充或者有疑問的？

（無人發(fā)言）

師問生1：你們?cè)敢獍涯M實(shí)驗(yàn)的過程再給同學(xué)們演示一遍嗎？其余同學(xué)認(rèn)真觀察，仔細(xì)思考，看看你們有沒有新的發(fā)現(xiàn)？

（學(xué)生再次進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的演示）

生2：老師，我發(fā)現(xiàn)他們?cè)谀M實(shí)驗(yàn)的過程中，地球在圍著太陽轉(zhuǎn)的同時(shí)自身也在轉(zhuǎn)動(dòng)，而這個(gè)假說中是地球圍著太陽轉(zhuǎn)，地球本身并不自轉(zhuǎn)。

師：觀察得真仔細(xì)，那我們?cè)鯓颖ＷC地球在圍著太陽轉(zhuǎn)的時(shí)候本身不自轉(zhuǎn)呢？

生2：我們可以使貼著的五角星始終朝南，這樣就行了。

師：好辦法，請(qǐng)同學(xué)們都一起來重新進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，看看得出的結(jié)論還和剛才一樣嗎？

（學(xué)生小組合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

生3：通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厍驀栟D(zhuǎn)但不自轉(zhuǎn)的情況下，地球儀上的五角星有時(shí)在亮光中，有時(shí)在黑暗中，說明這一假說也能導(dǎo)致晝夜交替的發(fā)生。

師：大家同意嗎？

生：同意。

這一環(huán)節(jié)教師的處理完全圍繞探究材料而展開，在學(xué)生第一次觀察失敗的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生分析原因，再次觀察，學(xué)生在與其他同學(xué)交流觀察方法、分享觀察經(jīng)驗(yàn)的過程中領(lǐng)悟到觀察的意義，基于探究材料的基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)到觀察求真、求實(shí)的本質(zhì)。

三、脫離結(jié)構(gòu)性材料交流實(shí)驗(yàn)

交流探究實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)、建構(gòu)科學(xué)概念必不可少的環(huán)節(jié)。在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生往往受到實(shí)驗(yàn)材料的吸引而不能有效地參與到交流實(shí)驗(yàn)中去，導(dǎo)致學(xué)生無法自主形成科學(xué)概念。面對(duì)這個(gè)問題，不少老師往往采用硬性的手段強(qiáng)迫學(xué)生把注意力從探究材料上轉(zhuǎn)移開，但是收效甚微。造成這個(gè)問題的主要原因是探究材料沒有脫離學(xué)生的視線。因此，交流實(shí)驗(yàn)、建構(gòu)科學(xué)概念的環(huán)節(jié)一定要在脫離探究材料的情況下進(jìn)行，讓學(xué)生借助于實(shí)驗(yàn)記錄單，通過回顧的方式描述探究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象。

如在教學(xué)“小蘇打和白醋的變化”這一節(jié)課時(shí)，由于小學(xué)生對(duì)這種奇特的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有著非常大的興趣，注意力很難從探究材料上轉(zhuǎn)移開。因此，不把材料從學(xué)生面前撤走，交流實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)很難進(jìn)行下去。反之，在脫離了探究材料的基礎(chǔ)上，學(xué)生會(huì)積極地交流實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象。但由于學(xué)生的觀察能力或者探究的材料存在著差異，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果，此時(shí)教師要抓住這一契機(jī)，再次拿出探究材料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行第二次的比較觀察，這樣既能幫助學(xué)生形成正確的結(jié)論，又能提升學(xué)生的觀察能力。如在執(zhí)教“鐵生銹了”這一課時(shí)，有這樣一個(gè)環(huán)節(jié)：

師：同學(xué)們小組內(nèi)用不同的方法觀察比較鐵片和鐵銹，看看它們有什么不同？如果有困難可以參照課本。

（學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)）

生1：我們發(fā)現(xiàn)鐵片是銀白色的，鐵銹是深紅色的；鐵片敲了之后變形了，但是沒分開，鐵銹敲了之后變成了更小的粉末狀；鐵片能夠?qū)щ?，鐵銹不能夠?qū)щ?；鐵片的表面比較光滑，鐵銹比較粗糙。

生2：我們這一組發(fā)現(xiàn)鐵銹也能夠?qū)щ姟?/p>

師：是嗎？你們兩組拿出材料都給同學(xué)們演示一下。

（實(shí)驗(yàn)演示，生1的小燈泡不亮，生2的小燈泡發(fā)出微弱的光亮。）

師：你們兩個(gè)交換檢查一下材料，再做一次實(shí)驗(yàn)，找找原因。

（學(xué)生交換檢查材料并實(shí)驗(yàn)）

生1：我發(fā)現(xiàn)他們這組的鐵銹是潮濕的，里面的水分是導(dǎo)電的，干燥的鐵銹是不導(dǎo)電的。

探究材料的不同導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)了差異，教師讓學(xué)生相互交換，在對(duì)材料進(jìn)行檢查比較的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次操作，避免了學(xué)生錯(cuò)誤概念的產(chǎn)生，又提升了他們的觀察能力。

（編輯：楊 迪）