薛夢

《課標》指出：科學學習要以探究為核心。親身經(jīng)歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。而探究需要實驗，實驗材料是學生解決科學問題、獲取科學知識、提高探究能力的基本載體。筆者將從實驗材料數(shù)字化、趣味化、結(jié)構(gòu)化、精致化、生活化五大方面，闡述在探究式教學中，教師應(yīng)當如何準備實驗材料為師生探究式教學保駕護航。

一、實驗材料數(shù)字化

科學課程標準指出：科學探究要培養(yǎng)學生的實證意識。在探究實驗中，數(shù)據(jù)是對事物、現(xiàn)象進行定性、定量分析的基礎(chǔ)。在實際探究過程中，部分實驗因收集數(shù)據(jù)存在一定難度而不免使我們的教學受阻。而數(shù)字化就是將許多復雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，因此數(shù)字化實驗材料能以外顯的實驗數(shù)據(jù)攻破許多傳統(tǒng)材料無法達成的功效。

《怎樣得到更多的光和熱》一課，引領(lǐng)學生探究物體吸熱與物體的顏色及物體受陽光照射角度關(guān)系的實驗，并將物體的顏色、照射角度與升溫情況的實驗數(shù)據(jù)繪制成折線圖，從而進行實證，獲得相應(yīng)科學概念。分組實驗中，使用傳統(tǒng)的紅液溫度計進行測量，學生很難做到同時快速準確地讀出每隔兩分鐘溫度計示數(shù)的變化。尤其改變照射角度后，溫度計的讀數(shù)更加不便。因此，在教學中，我改進了實驗材料，采用了可以數(shù)顯的電子溫度計，直觀的數(shù)字大大降低難度，幫助學生克服讀數(shù)的困難。

再如，《聲音的變化》一課中對于“聲音高低的研究”，每到引導學生描述敲擊不同水量的水杯聲音的高低變化時，總會爭論不斷。偶然的機會下，我學會了在電腦上安裝了一個“虛擬示聲波”軟件，教學中，隨著水杯的敲擊，軟件頁面上即顯示出收集的聲音信息通過數(shù)字化測量技術(shù)轉(zhuǎn)化為的數(shù)字音頻。在直觀的數(shù)據(jù)面前，終于有了強而有力的證據(jù)，學生獲得了一致的發(fā)現(xiàn)。

當今時代是信息化時代，而信息的數(shù)字化也越來越為研究人員所重視。在我們的科學教學中，引入數(shù)字化材料，實現(xiàn)更多數(shù)字化測量，無疑可以使我們的實驗教學事半功倍。

二、實驗材料趣味化

科學課堂總給人一種致力于嚴密的實驗推理、嚴謹、按部就班的實驗操作的印象。然而我們應(yīng)當關(guān)注到我們的教育對象只是小學生，他們需要在嚴謹、有效的探究過程中獲得一定的科學素養(yǎng)，但他們更需要一個充滿樂趣的科學課堂。筆者覺得，通過實現(xiàn)實驗材料趣味化，便可將這“趣”輕松與“理”相結(jié)合，趣理結(jié)合的課堂也正是我們蘇式教育的一大特點。

《空氣占據(jù)空間嗎》一課旨在引領(lǐng)學生認識到空氣確實存在，并和其他物體一樣能夠占據(jù)空間。對于剛剛接觸科學課的三年級學生而言，空氣是看不見摸不著的，認識空氣能夠占據(jù)空間很有難度。實際教學中，筆者通過有問題的杯子這一材料，實現(xiàn)由淺入深的探究教學。當學生經(jīng)歷了對“海綿寶寶不濕”的探究，初步認識到杯子里有空氣，水進不去，空氣占據(jù)空間。隨即出示一個“問題杯子”——帶孔漏氣的杯子，重復操作。學生發(fā)現(xiàn)同樣的操作，杯底的海綿卻濕透了，強烈的對比一下激發(fā)了學生的興趣，亦使孩子們的思維更進一步“同樣的操作，不同的結(jié)果，學生自然想到問題肯定出在‘杯子身上”。此時學生再次細致地觀察實驗操作，不難發(fā)現(xiàn)：杯子入水后有氣泡出來，認識到原來是空氣跑出來了，水進去從而占據(jù)了杯子的空間，海綿就濕了。“現(xiàn)在杯子里都是水，如何想辦法把里面的水給排出來呢？”經(jīng)過討論，最終學生利用吸管穿過杯孔往杯子里吹氣，學生親眼證實了空氣吹進去占據(jù)了空間，再次把水擠掉了。從“杯子不進水，海綿不濕”——到“杯子進水，海綿濕透”——“排水”，學生沉浸在有趣的探究中，步步深入，摘得學習的碩果。

以趣味化的實驗材料，實現(xiàn)在“玩”中做文章，不僅抓住學生的心，而且讓學生真正感受到學中玩、玩中學的科學探究樂趣。因此，實驗材料的趣味化是值得我們不斷推敲的！

三、實驗材料結(jié)構(gòu)化

科學教學要以建構(gòu)主要科學概念為主線，以結(jié)構(gòu)化的活動為構(gòu)建概念的載體，引導學生在具體的活動中展開思維過程，理解科學的方法與原則，形成更上位、更抽象的科學思想與觀念。而結(jié)構(gòu)化的活動當然有賴于結(jié)構(gòu)化的實驗材料。

《馬鈴薯在液體中的沉浮》教學中，首先，出示了3杯液體，引領(lǐng)學生觀察同一馬鈴薯在不同液體中的沉浮，引起學生的多種推測。其次，又引領(lǐng)學生走進“調(diào)制多種液體使馬鈴薯浮起來”的探究。最后，引領(lǐng)學生嘗試“將能使馬鈴薯浮起來的兩種液體混合在一起，再次探究馬鈴薯的沉浮”?！岸喾N液體”，不僅使學生的推測更為豐富，而且使學生獲得了豐富的感性認識，最終改變物體沉浮的核心概念的構(gòu)建水到渠成。不僅如此，在教學中，除了馬鈴薯我還準備了小石子、番茄等物體，組織學生探究將這些物體放入能使馬鈴薯由沉到浮的液體中，它們的沉浮又會怎樣？“多種物體”的出現(xiàn)，又推動學生自覺運用分析、綜合、邏輯推理等方法嘗試進行解釋，他們嘗試著把物體在各種液體的沉浮與液體的濃度、物體和液體的重量聯(lián)系起來進行分析，這就是他們科學概念的形成、轉(zhuǎn)化的具體表現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)化的材料使學生的探究活動結(jié)構(gòu)化，科學課堂也因結(jié)構(gòu)化的活動為載體，豐富了學生的科學認知。長此以往，學生定能夠通過探究建構(gòu)核心概念，學生的科學素養(yǎng)也將不斷提升！

四、實驗材料精致化

精致，謂精巧細致；細密。打造精致的課堂教學也是我們蘇式教學的一大特點。許多時候，我們難免因?qū)嶒灢牧系牟煌陚涠霈F(xiàn)異樣的結(jié)果，或?qū)嶒灲Y(jié)果不能直觀說明問題，最終無益于學生科學概念的建構(gòu)。所以說，我們需要依托精致化的實驗材料方能達成精巧、細密的實驗教學。

傅科擺實驗是證明地球自轉(zhuǎn)的著名實驗，學生對此實驗的興趣也是極高的，然而實際操作起來比較困難。隨著底盤的不斷轉(zhuǎn)動，擺要么很容易打在鐵架上，要么就是跟隨底盤偏轉(zhuǎn)，通過實驗無法直接證明地球在自轉(zhuǎn)。要使這一現(xiàn)象得到解決，必須從改進實驗材料入手。首先，我便著手自制教具，對材料進行精致化地處理：利用滾軸原理將大小不同的兩個圓盤進行組合，使其能平穩(wěn)靈活轉(zhuǎn)動，并將上層的小圓盤進行360份的等分，并做好標記。其次，用不銹鋼條焊接了一個三角鐵架置于圓盤之上，高度適中。最后，在三腳架上安裝單擺。這樣一來，傅科擺實驗操作平穩(wěn)，學生便可以直觀地找到地球自轉(zhuǎn)的證據(jù)了。在“地球”單元，抽象的天文知識教學往往都需要借助精致的材料架構(gòu)有效地模型，方能突破難點，幫助學生理解教學難點。

精致化的實驗材料，可使科學教學中的實驗難點于無形中不攻自破，那么在實驗材料上多花幾分心思自然是值得的！

五、實驗材料生活化

《課標》指出，科學課程應(yīng)具有開放性。這種開放性表位為，要引導學生利用廣泛存在于學校、家庭、社會、大自然、網(wǎng)絡(luò)和各種媒體中的多種資源進行科學學習。因此，在教學中，通過教師的以身試教，引入各種生活中的材料作為探究材料，幫助學生建構(gòu)生活與科學緊密相連的意識。幫助他們不斷擴展對周圍世界科學現(xiàn)象的體驗，并豐富他們的學習經(jīng)歷。

《運動與摩擦力》教學中，我為學生提供光滑的鐵筷子和粗糙一些的竹筷子，讓學生分別用兩種不同的筷子夾取細小的物體；并用同一種筷子夾取粗糙程度不同的物體。這樣的實驗探究簡單易行，學生獲得體驗后，很容易產(chǎn)生問題，夾取物體的難易程度是否因產(chǎn)生的摩擦力不同而引起的，為后續(xù)探究埋下伏筆。

將生活中隨時可取的物件巧變?yōu)檫M行科學探究的實驗材料，既便于師生的收集、使用，更重要的是拉近了科學與生活的距離，讓學生感到“瓶瓶罐罐當器材，拼拼湊湊做實驗”的樂趣，感受到實驗來源于生活，貼近于生活，使學生了解到并不是只有實驗室中的高精儀器才能做實驗，并不是科學家才能做實驗。巧選生活中的材料，可將科學課中的實驗落到實處，何樂而不為？

如果把師生的探究比作通往知識殿堂的扁舟，那么實驗材料就是那原木，它需要我們精心打造，方能成形，才能載著我們駛向共同的科學夢。當然實驗材料的呈現(xiàn)技巧、規(guī)范的實驗操作都會影響探究成果，這些都需要我們在實踐中不斷探尋，不斷創(chuàng)新。

（作者單位：江蘇省張家港市東渡實驗學校）