依托材料提高小学科学教学实效

王志坚

摘  要：科学实验是学生观察、探究的基础和关键，而实验离不开物质材料的支持。文章基于教学实践，思考如何建构与优化实验材料，以便精准落实小学科学教学目标，提高科学课堂教学实效。

关键词：小学科学;实验材料;教学实效

探究的学习方式离不开科学实验。实验是学生解决科学问题、获得科学知识、提升探究能力的基本载体，也是学生感受科学与生活的联系、体验科学价值的重要资源。那么，如何进行有趣、有效的实验，提高小学科学教学的实效呢？笔者认为，实验材料起着至关重要的作用。下面结合具体案例探究如何依托实验材料提高小学科学教学实效。

一、在材料的建构中提高教学实效

不同的实验材料会使学生经历不同的实验过程，收到截然不同的学习效果。为了提高教学实效，让学生积极参与实验探究，教师有必要通过构建材料激发学生的学习兴趣，提高学生学习的深度和广度。

1. 紧扣事物关系建构材料

紧扣事物关系建构材料可以分为以下三个环节：首先，从核心概念入手，依据学情选择身边的材料;其次，从事物关系出发，确定常见的典型材料;最后，从单元大概念着手，增加和丰富有结构的材料。例如，在教学教科版《义务教育教科书·科学》（以下统称“教材”）一年级下册“它们去哪里了”时，笔者利用与教学内容密切相关的材料让学生理解“溶解”的概念。要想感知这个科学概念，我们身边有很多材料，如香醋、冰糖、面粉、沐浴露等。而教材中用到的材料分别是盐、红糖和小石子。三种材料虽然普通，但是其中的事物关系却是有层次性的。食盐在水中溶解后是看不见的，红糖在水中溶解后改变了水的颜色，而小石子不溶于水。这三种材料都很有特点，学生通过实验对“溶解”的概念有了具体感知。为了加深学生对“溶解”的理解，笔者认为可以增加一些生活中常用的材料，如洗洁精、食用油、小木块等。学生通过观察比较，发现了有趣的现象：有的物质很快就溶解在水中，有的物质通过搅拌后慢慢溶解;有的物质不溶解而是沉在水底，有的物质不溶解而是漂浮在水面。这样用大量熟悉的事物作为实验材料，能使学生更好地了解“有些物质能溶于水，而有些物质不溶于水”这一科学概念。

2. 緊扣思维过程建构材料

思维活动是科学探究的核心。从问题到假设、从假设到搜证、从结果到结论的过程都是经过学生的思考实现的。不同的思维方法需要加载在不同的材料上，精准把握科学的思维过程有助于教师建构有结构的材料。例如，在教学教材一年级下册“谁轻谁重”时，教材中的探索环节要求学生用不同的方法将乒乓球、木块、塑料块、小橡皮、大橡皮按照轻重排序。在这些实验材料中，最重的物体是大橡皮，学生通过预测就能确定。第二重的是小橡皮，学生通过掂量的方法也能确定。而另外三种材料轻重差不多，学生在掂量的过程中结论出现分歧。教学时，笔者引导学生讨论：有什么方法能准确比较出乒乓球、木块和塑料块谁轻谁重呢？有的学生想到用天平两两比较的方法，有的学生想到用称量的方法。通过讨论、辨析，我们选择用简易天平来称量。那么，怎么称量呢？这时又涉及借助哪个参照物来称量的问题。由于三个物体轻重接近，通过引导学生选择了方便操作的回形针。于是，学生边称量、边统计，最后根据回形针的个数确定了五个物体的轻重排序。在教师的引导下，学生经历了这样的思维过程：当我们用“预测”的方法无法比较时，想到了用“掂量”的方法;用“掂量”的方法也无法确定时，想到了用“两两比较”的方法;当“两两比较”的方法也不适用于多种物体称量时，想到了用统一“标准物”的方法称量。这样，教师顺着学生的思维过程，一步步地建构材料，优化教学流程，精准地达成了教学目标。

3. 紧扣STEAM理念建构材料

STEAM理念以项目式学习为出发点，重在培养学生科学、技术、工程、艺术和数学等方面的综合素养，注重发展学生的思维、交往与合作及问题解决的能力。STEAM领域的学习活动在小学科学各单元中都有渗透，如教材二年级上册“书的历史”“椅子不简单”“做一顶帽子”和教材二年级下册“做一个指南针”等。以教材二年级上册“做一顶帽子”为例，本节课的教学目标是：引导学生做一顶帽子，了解不同材料做成的帽子有不同的功能，在生活中可以根据需要选择不同的材料。教学时，笔者先引导学生了解帽子的多种功能，如防晒、防水、保暖等，再为学生设置沙漠、雨林、雪山三个可以选择的目的地，提供报纸、薄塑料袋、薄布、纸袋、厚塑料袋、厚布等6种材料，且每种材料上都标注了1枚金币或者2枚金币的换购价值。接着，笔者让学生根据自己选择的目的地，用金币换取所需的材料自制一顶实用且美观的帽子。从观察、选择、换购、设计、制作等环节，转变学生的学习思维，调动他们的积极性，确保STEAM理念下教学设计整合的实用性和可操作性。

二、在材料的优化中提高教学实效

小学科学教材中的实验材料和实验顺序的安排都是编者精心选择编制的。然而，在实际教学中，我们发现有的实验按照教材提供的材料去做，教学效果并不理想。因此，我们有必要对实验材料进行优化。

1. 基于学情特点优化材料

低年级学生刚进入系统的科学学习，观察和实验操作都处于起步阶段。因此，在科学实验前，教师要结合材料设计梯度活动，这样不仅易于学生接受，而且还能有效避免出现无效的观察和错误的操作。例如，在教学教材一年级上册“用手来测量”时，学生的手就是课堂上最重要的实验材料。本节课引导学生用手来测量，其本质就是用“一拃”来测量。如何让学生做好“一拃”的手势，有两个操作难点：一是怎样伸直手指，二是怎样摆距离最大。教材图示的标准姿势是伸出大拇指和中指的同时收起食指，但是在实际教学中，学生收拢食指后的手势很吃力，笔者就让学生改为把大拇指、食指和中指都伸出来，确定大拇指到中指的最大距离为“一拃”。测量开始了，但是又发现学生徒手空摆测量效果很不理想，于是借助物体进行操作，使学生很快掌握了用手测量的方法，达成了预定的教学目标。

2. 基于实验特点优化材料

科学教材中实验材料的提供大多是具有普遍意义的典型材料，但是有些材料由于自身的缺陷，在实验操作的过程中会出现费时、费力的现象。在选择材料时，教师应该从教学目的出发，按照课堂教学活动的实际需要，创造性地选择与优化实验材料，避免实验过程出现无效探究的现象。例如，在教学教材一年级上册“起点和终点”时，实验时需要用纸带进行测量。按照教材图示上提供的纸带操作，发现教学效果不理想。因为纸带光滑不易铺平，低年级学生操作时用时较长。如果改为用医用胶带代替纸带，效果就完全不同了。因为医用胶带不但宽度合适，而且有黏性，在卡纸上可以反复粘贴和取下，方便低年级学生操作。这样借助优化的材料展开教学，使课堂教学变得有序且高效。

3. 基于规范操作优化材料

低年级学生活泼好动，对科学实验非常感兴趣，但是操作起来又缺乏科学性。因此，教师要根据低年级学生的实际情况，实验材料要从细处入手，规范实验操作的每个动作。例如，在教学教材二年级下册“测试反应快慢”时，笔者组织学生玩“抓尺子”的游戏，发现“反应速度尺”下方的空白留得太短，不利于低年级学生做好测试前的准备，以至于很多学生一开始就把手放在了“10”的位置上，直接影响到实验操作的规范性。于是，笔者根据操作需要进行改良，在尺的下方留出4厘米左右的位置，画上测试者的准备手势，方便被测试者做好正确准备，以便进行下一步的比赛或测试。通过优化材料，可以规范学生的动作，确保实验的规范性，提升教学的实效性。

总之，虽然实验材料的准备占据了教师课前大量的时间和精力，但是材料的建构、优化与学生的学习效果密切相关。因此，教师要立足课堂，以“材料”为突破口，切实提高小学科学教学的实效，提升学生的科学素养。

参考文献：

[1]吴军. 材料成就实验？实验成就课堂：例谈小学科学实验材料的优化[J]. 新教育时代电子杂志（教师版），2018（46）.

[2]冯毅. 科学教学中“有结构的材料”之反思与建构[J]. 现代中小学教育，2020（11）.5C60DB5C-EB6C-4E49-9A10-ECCEABAB363E