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例谈小学科学探究材料选用的原则

作者:未知 发布日期:2020-06-29 09:38:24 移动版
材料是小学科学探究活动的载体,也是发展学生探究能力、激发探究乐趣的基础。然而,在实际材料的选择与利用中,却存在着“铺张型”或“敷衍型”等现象。前者往往出现在众多公开课上,高投入的现象比比皆是,此种教学不适合常态教学;后者普遍存在于教师的日常教学中,准备最简单的材料,却是对学生发展的漠然与不负责任。如何做到精简投入而又高效产出呢?我们认为,只要在材料的选择与利用上遵循对应与突破、深入与建构、产出与发展的原则,就可以达到有效教学的目的。本文以《声音是怎样产生的》一课为例就材料选用的原则谈谈一些看法。
一、 对应与突破原则
对应与突破即对应目标与突破难点。选择探究材料切忌盲目,玩“新意”与“照搬照用”,其结果是“乒乒砰砰”“热热闹闹”而一无所获。选择的材料应为探究活动的目标服务,每个探究环节的目标决定了教师应选择怎样的材料,而灵活选用材料更是为了帮助学生突破难点、深入探究。
1.对应目标,有的选材
材料引起探究,材料引起活动。然而,并非什么样的材料都能拿来探究,也并非所有材料都能一股脑儿地放在一起探究。只有指向于探究目标的、能帮助学生有效建构科学概念的材料才是我们要选择的、让学生探究的材料。借助对应的典型材料,学生才能发现问题、解决问题。而这一切建立在教师对整个探究教学活动的清晰的认识上,需要教师明确每一环节的探究目标。
如《声音是怎样产生的》一课的探究教学结构大致体现为以下几个环节:
对应的环节目标为:(1)激发兴趣,暴露前概念:用敲、碰撞、弹、踢、摩擦等各种方法发出声音;(2)在对比观察中发现发声物体的共同现象或状态:振动;(3)产生问题,提出猜想:声音是由物体振动产生的吗?(4)借助典型材料深入探究,验证、反证猜测,完善核心概念;(5)应用与拓展:寻找人体中的发声器官等。
从以上环节目标出发选择相应的材料会比较科学合理。如在第1环节中,为了激发学生的兴趣,材料的选择上就可以体现各自的想法和个性,有的采用各种乐器发声,有的用多媒体播放自然界美妙的声音,有的甚至现场弹奏一曲。而第2、4环节中材料的选择则不能随意,必须典型、有结构。环节2的材料要让学生比较容易地观察到物体发声的同时在不停“振动”,显然尺子、橡皮筋等材料不但选材方便且能达成此目标,因此成了本课的基础材料。而环节4的材料不但要让学生“看”到振动,更要让学生“摸”到振动,多感官的震撼刺激都是为了指向本课的核心概念:声音是由物体振动产生的。由此,选用音叉(“水花四溅”“麻麻的”)、弹棉花的弓(“棉絮飞舞”)等材料便有了针对性,这与目标的达成紧密相关。日常教学中,如果能从以上环节目标出发选择相应的材料,就能发挥材料的真正价值。
2.突破难点,灵活选材
材料是学生探究活动的载体,但不恰当的材料,不但使学生偏离探究方向,甚至会使学生的探究在相互干扰中不知所以,只有从学生的已有经验出发,针对学生探究的瓶颈,灵活地选用典型材料才能帮助学生突破难点、有效探究、深入思考,在认知冲突中统一,在思维发展中建构。
《声音是怎样产生的》一课的教学重难点在于引导学生从“声音是由敲、碰撞等产生”的片面的前概念转变为“声音是由物体振动产生”的完善的科学概念,教学策略为:从“否定―形成―完善”三个梯度建构“声音是由物体振动产生的”,选择的材料要体现以下三个层次:一是让学生观察到“敲、碰撞”后物体还在持续发声,否定只有在“敲、碰撞”时才能发声的错误经验;二是让学生清晰地观察、感受到物体在发声的同时还在不断地“振动”,形成“物体振动产生声音”的新概念;三是让学生发现“制止物体振动,声音同时停止”的现象,反证声音是由物体振动产生的,进而完善新概念。以此灵活选择不同层次的探究材料,才能帮助学生突破认知上的困难,从不全面、错误的前概念走向科学、完善的新概念。由此,教师不得不从众多的材料中去对比、筛选,甚至改造、自制教具。
二、 深入与建构原则
深入与建构即深入探究与建构概念。材料使用的目的在于促进学生探究,完善科学概念,建构起学生的科学知识体系。在教学中,选用丰富的、有结构的探究材料能帮助学生的探究活动走向深入,由此建构起正确的科学概念。
1.丰富材料促探究深入
丰富的探究材料不仅是学生探究活动乐趣的来源,更是学生深入探究的有效载体。由于活动的层次性、环节目标的递进性、科学概念的建构性,“一样材料上一课”的教学难以促进学生探究活动的深入(除非是复合型或组合型的材料)。丰富不是体现在材料的数量上,而是体现在材料的层次与多样上。
学生在《声音是怎样产生的》中使用了钢尺、橡筋,以及音叉、锣、鼓、吉它等各种乐器,甚至让学生现场弹奏一曲,实在是一场声音大餐。从学生参与的角度观察,学生学的兴趣盎然、意犹未尽。然而这些材料并非一股脑儿地发给学生,而应在呈现时机与顺序上发挥各种材料的价值。如在让学生初步观察发声物体的现象与状态时使用钢尺与橡筋,是由于它们在发声的同时“振动”现象明显,便于学生“看”到。而在验证“声音是由物体振动产生的吗”的深入探究中,仅凭这两种材料显然缺乏说服力。因此,音叉、鼓、弹棉花的弓等材料的使用满足了学生探究的需求。手摸音叉有明显的麻感,放入水中水花四溅,豆子在鼓面上“跳舞”,学生既能看得到,又能触摸得到。显然,这些材料的使用在验证“物体产生声音的同时是在振动的”活动中具有明显的优势,让学生的探究活动更有趣味、更充分。在接下来的交流过程中,因为学生观察、体验深刻,交流互动尤为热烈,只要教师稍稍追问一句,学生就能较完整地表述清楚。在这样丰富多样的材料运用中学生的探究活动自然走向深入,探究价值大大提升。
2.结构材料促概念建构
材料的种类、组合、数量以及投放次序就是材料的结构,有结构的材料一般都是教师经过精心设计的典型材料的组合。这种材料的组合,既要揭示与教学内容有关的一系列现象,体现教材的科学性,又要符合学生的年龄特征和认知规律,贴近学生的日常生活,同时还应具有趣味性,使学生喜欢,并有能力通过对材料的探索来帮助学生建构正确的科学概念。 在教学《声音是怎样产生的》时,为了让学生形成“声音是由物体的振动产生的”这一科学概念,我们为学生提供了以下几种有结构的组合材料:(1)队鼓和米,从米的跳动来感受鼓面的振动;(2)音叉和水,从水的波纹来感受音叉的振动;(3)弹棉花的弓和棉花,从棉花的飞舞来感受弓弦的振动;(4)各种弦类乐器。学生利用提供的材料选择自己感兴趣的实验进行验证,由于提供的材料不但典型,而且有结构,因此不管学生选择哪一组材料,都能清晰地看到实验现象:当各种物体发出声音时,它们都在振动。正是这些有结构的材料,为学生形成“声音是由物体振动产生的”这一科学概念提供了最大助力。
三、 产出与发展原则
产出与发展即产出效益与发展思维。材料的充分利用是材料在学生探究活动中发挥探究价值的保障,决定着探究教学的产出效益。一次次成功的材料利用必定体现为学生思维的真正灵动、探究后研讨的热烈深入。
1.多次利用促产出效益
一份有结构的材料是能通过材料的有机组合,在不同呈现时机在课堂上被多次利用,每一次有每一次可探究的价值。
在常态教学中,教师投入的时间与精力是有限的,可利用的资源也是有限的,这就要求教师能在有限的时间与精力下精选材料,在有限的材料下,充分地利用,使材料的价值最大化。如有位教师在导入部分准备了许许多多乐器供学生分组探究,只为了让学生能用各种方法使乐器发出声音,而在后续的探究活动中并未再次使用这些乐器,材料的利用率并不高,这多少有点浪费,教师教学的投入与产出不成正比,成本显然有点高。相反,有教师利用音叉、鼓、锣等乐器“发声”导入,在后续的验证实验中再次让学生分组实验,前后两次呈现,目标不同、价值不同,充分提升了材料的效益。
2.合理利用促思维发展
材料准备丰富多样,但如果不能合理利用,也难以发挥材料的真正价值。科学合理利用材料,才能使学生在探究活动中观察到与自己已有经验相冲突的现象,进而在认知冲突、思维碰撞中发展。
如《声音是怎样产生的》一课,教师从学生认为“敲、碰撞等产生声音”的前概念出发,提供能持续发声的材料,使学生发现钢尺、橡皮筋等物体在不拨动、敲击的情况下还能不断发声,进而引发对原有认识的“否定”。在此基础上,教师引导学生去观察、发现新的现象:它们在发声的时候有什么共同的现象?同时提出猜想:声音是由物体振动产生的吗?由此,一个新的科学概念开始在学生心中初步建构。在后面的验证实验中,学生借助典型材料一次次地感受“振动”,不仅看得到,而且触摸得到。还在“令行禁止”的敲锣游戏中体验“制动”,反证猜想。这样,学生经历了从“发现振动,提出猜想”到“感受振动,验证猜想”,再到“体验制动,反证猜想”的思维发展过程。在一次次的探究活动中验证了自己的假设,在思维的碰撞中形成了新概念并感受到了探究的快乐,这样利用材料便是发挥了材料的内在价值。
综上所述,小学科学探究材料的选用要在厘清教学结构的基础上,从达成环节目标和突破难点出发,不盲目不随意,不简单不浪费,灵活地选用典型的有结构的多样材料,促进学生主动探究、深度思维,帮助学生建构或重构科学概念,真正实现精简投入与高效产出的目的。
参考文献
[1] 基础教育课程改革纲要(试行)解读[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
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[3] 韩桂英.科学探究活动中材料的有效应用[J].科学课,2008(5).
【责任编辑:陈国庆】

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