现行教科版小学科学教材已是几度修改,一方面反映了我们科学课正在不断探索、不断完善中,另一方面也反映出我们的课程——教材、教学材料、实验操作等等方面都需要我们一线的实践者时时做一个有心人,共同来建设这门课程。笔者不久前经历了一次课堂教学考核,“命题作文”命的是大家都觉得难上的教科版三年级上册材料单元《比较柔韧性》一课。在分析教材和完善课堂的过程中,我逐渐地形成了一些认识。
一、教材内容并不完善,适当微调简约明了
翻开教材——《比较柔韧性》,这是物质世界材料单元关于研究物质特性中的一课。教材一开始就要求对木头、纸、金属和塑料四种材料比较柔韧性,而后的活动中却只要求比较木头、金属和塑料的柔韧性。为什么会舍弃纸呢,这样前后不是出现矛盾了吗?于是我决定找齐上述四种材料试试。但是不管怎样控制变量,弯曲程度许多时候都是纸最大,找来质地最硬朗的卡纸,也不过与塑料相持不下。静下心来仔细思考,铁、木、塑料、纸四种材料比较韧性,总觉得有一种说不出的别扭感。
大家都知道,纸是由植物(如木)材料被细碎后重新组合的“合成物”,所以纸和木都属于纤维材料,一个是合成的,一个是自然而成的。塑料为高分子化合物,并不是一种纯物质,它是由许多材料配制而成的。把纸放入四种材料中进行韧性比较,是不合适的,很难与其它三种材料相提并论。照此说来,布也可以比,那么教材开头的表述明显不科学。于是,我果断划去了教材中的纸字。笔者认为适当地对教材做出如此处理,学生成功几率提高,是只会有利而无害的。
二、概念建立期待严密,实验结果实事求是
何为“柔韧性”?材料抵抗冲击载荷的能力称为柔韧性,即材料承受冲击载荷时迅速产生塑性变形的性能。在材料一定的情况下,强度与柔韧性总是一对矛盾体:强度上升,柔韧性下降,反之,强度下降,柔韧性上升。所以,我们常说到的强韧性,就是强度和柔韧性的统一。离开强度,单谈柔韧性,任何材料放在一起比,答案只能是“没有答案”。首先,材料柔韧性有多种表征方法,不同方法间并不一定有严格的定量关系;其次,不同材料的柔韧性根本无法比较,因不同应用领域对柔韧性的理解也不同;第三,材料的不同使用场合对柔韧性好坏的敏感性有很大差别,此处“最好”,换个地方就可能很差。那么,这样看来,教材似乎是有值得商榷之处。
教材中柔韧性的概念是通过弯曲程度来建立的,其实对于小学生要不要一定给出“柔韧性”这个科学概念,是值得思考的。因为实验中我们所观察到的现象也就是弯曲程度大小,能给孩子们的结论也就是弯曲程度的大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“弯曲程度=柔韧性”,这不科学吧!笔者在教学时,发现在实验记录单的结论“这说明了什么”一栏中,许多小组都写上了“这说明了塑料弯曲程度最大”。于是,“将错就错”,顺水推舟,就把课题改为了——《比较材料弯曲程度》,因为这是学生通过自己操作所能观察到的真实结果,不忍心强制灌入“目前还不属于他们”的东西。
三、操作遭遇大概大致,实验器材“老店新开”
“相同宽度、厚度的木条、金属条、纸条和塑料条,在一端挂上一个相同重的重物……”,这是教材中对实验器材的描述。“相同宽度、厚度的木条、金属条和塑料条”,除了定制,没有别的办法能办到。用尺子代替,“相同宽度、厚度”满足不了是小事,实验结果大相径庭必让学生“雾里看花”,无法分辨“谁真谁假”。倒是购买的实验工具箱里三根小棒使人眼睛一亮,大小、粗细、长短都一样,足可以作为孩子探究时证据意识的给养。可是一端压在桌上,一端挂重物,旁边放刻度尺,这边要平视读数,对于三年级孩子来讲操作难度很大,要注意的细节很多,光这一实验40分钟时间能完成已属不易;且极容易走向一种“大概数”、“大致样”的境界,而这是与科学精神极其违背的。
笔者觉得得改进实验装置,小棒一端固定很重要,什么材料能担此重任?“苦思冥想”,在实验室里“人肉搜索”,把目光瞄准到原来常识教材中已经不用的器材。铁制杠杆尺上有许多小孔,拿来小棒一试,刚好轻松插进,可是一根杠杆尺上插进的小棒是不稳定的。仔细观察杠杆尺两端,两个具有螺纹的螺孔给了我们提醒:把两根杠杆尺平行放置,彼此相距2.5厘米左右,用2根3厘米长的螺杆分别拧入两端螺孔,用螺帽固定。每根小棒就会插入平行的两个小孔,这样就稳稳地被“锁定”了。固定端解决了,剩下的问题迎刃而解,小棒一端系上钩子,一个双抽结搞定,但一定要用纯棉线,涤纶、尼龙线打的结都容易在挂上钩码后滑出掉下。每根小棒每5厘米做上记号。组装好后把整个装置用铁试管夹固定在铁架台是,旁边贴上用卡纸做的刻度纸。一切妥当,读数却成了问题。三年级的孩子凭目测读数很难读准,怎么办呢?一个念头闪过,谁说刻度纸一定要固定的,用这把超级宽的“尺子”直接去量小棒弯下的位置,操作十分简单。刻度纸直接顶在上部杠杆尺上,小棒不伸出时钩码底部位置对准之处设为零厘米,等会儿伸出不同长度时,小棒弯下多少,用刻度纸直接放置到弯曲小棒旁边,顶住上部杠杆尺去量,读出数据。
不同的学生有不同的情况,对于笔者课堂中的孩子来说,或许教材有些地方不太适合,实验材料有些地方需要改进,虽然我们可以分析调整处理教材,但是我们还是要尊重教材。在尊重教材的前提下,我们在一线,我们有责任来完善它。如何科学地处理教材和实验器材?这,应是一个永恒的话题!
论文作者:郭 杰
论文发表刊物:《中小学教育》2014年5月总第171期供稿
论文发表时间:2014-4-16
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