张在兵 湖北省枣阳市第四实验小学 湖北 枣阳 441200
中图分类号：G688.2文献标识码：A文章编号：ISSN1001-2982（2020）02-143-01
“有结构的材料”是指根据一堂课的教学目标，精心选择，精心设计，为学生的探究活动所提供的教学材料的有机组合。使用有结构的材料进行探究活动，有利于集中学生注意力，激发兴趣，激励主动探索；有利于帮助学生在科学实践和探究活动过程中建构知识，形成科学概念，掌握科学方法。但实验材料的自身不足会直接影响探究活动的效果。材料本身有问题，会误导学生，产生错误的认识；呈现的材料过多，导致学生操作时不能集中注意力；呈现的材料过于单一，观察材料结构性不强，探究不能深入；材料零散，目的不明确，导致学生无从下手。因此，有结构的材料是有效探究活动的基础和保证。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、能够揭示科学概念，体现材料的科学性
兰本达教授认为材料就意味着科学概念。有结构材料就是对自然现象或运动变化规律暗自“呈现”的材料，必须组成启发揭示科学概念的结构，学生通过操作材料收集事实、整理事实，在这个基础上探究科学规律、形成科学概念。因此，材料的选择要以能够体现事物的科学概念为基础，揭示事物正确的科学规律，具有科学性。同时，材料的选取、组合、次序也要符合科学性，避免引起错误的认识。
如在教学《导体和绝缘体》一课中，教师提供给学生的材料有铜、铁、铝、木头、玻璃、石头、塑料等。在这些有结构的材料中，既有学生容易分辨的常见的导体和绝缘体，又有学生不易分辨的，如卷笔刀等是由导体、绝缘体共同组成的东西，同时，所提供的导体并不都是金属制品，以避免学生认为导体就是金属。因此，教师还提供了铅笔芯、水之类的材料来丰富探究的材料，使学生获得完整的认识。
因此，实验探究能否成功、探究效果是否有效，不仅仅取决于实验材料是否充足，还取决于实验材料选择是否科学，组合是否合理。实验材料选择科学、组合合理，学生操作起来得心应手，观察方便，现象明显，探究效果好。
二、能够启发学生思维，体现材料的思维性
提供学生探究的材料要利用学生已有的生活经验、知识经验，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。
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如我在教学《物体的沉与浮》一课时，准备了三组教学材料，第一组提供了木块、石块、泡沫、橡皮、铁钉、瓶盖、牙签等形状、大小、轻重都不同的材料。学生实验后，发现有些物体浮，有些物体沉，有些物体既能浮也能沉，得出物体的沉浮与大小轻重无关的结论，与原有的认知（学生认为重的沉，轻的浮，小的沉，大的浮）发生矛盾，学生一脸的不解。第二组提供了重量相等、大小不同的五个瓶子，实验后学生发现在重量相等的情况下，大的浮，小的沉。第三组提供了重量不同、大小相同的五个瓶子，实验后，学生发现在大小相同的情况下，重的沉，轻的浮。以上三组实验材料，在教学上有很大的启发性，使学生在探究中不断地否定自己，学生的思维活动由矛盾开始步步推进，经历发现——否定——再否定——再发现的思维过程，到最后形成非常清晰的关于“沉浮与大小的关系”、“沉浮与轻重的关系”的概念。
本案例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，不仅能有效地保持学生的学习兴趣，而且能启发思考，发现科学规律。
三、能够引起学生经历，体现材料的引导性
“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。
在《毛细现象》一课中，教师为每组学生提供了一份固定在支架上的餐巾纸，浸入红水中后，学生观察到了水沿纸上升的现象，“水往低处流”的已有经验与“水沿纸上升”的现实事实发生了冲突。接着，教师为学生提供以下材料：粉笔、铁棒、玻璃片、棉布条、水彩笔芯、硬纸片等材料，并提出了探究的目标：水还能沿着哪些物体上升呢？有了这些材料，学生目标明确，活动指向性强。学生通过探究，验证了猜想，得出了结论：水能沿着粉笔、棉布条、水彩笔芯、硬纸片等物体上升，却不能沿着铁棒、玻璃片等这些物体上升。
同时，由这些有结构的材料而生成了新的探究问题：“水能沿着怎样的物体向上升呢?”把学生的探究引向深入。学生仔细观察，并进一步开展探究，发现棉布条、硬纸片等物体都有比较明显的孔隙，而铁棒、玻璃片等物体表面都比较光滑，物质结构比较细密。通过对这些探究材料进行比较，学生明白了“水能沿着有孔隙的物体向上爬升”，从而对毛细现象有了更准确和更深刻的认识。
总之，小学科学教师要根据学生的实际、教学的内容来设计、选取蕴含科学性、思维性、引导性、趣味性、典型性的有结构的材料，发挥有结构材料最大的探究效益，提高学生的科学素养。
论文作者:张在兵
论文发表刊物:《中小学教育》2020年2月2期
论文发表时间:2020/3/19
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