例谈科学教学中实验材料的适切性

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1、例谈科学教学中实验材料的适切性　　小学科学教学以探究为主要形式，让学生亲身经历科学学习活动。探究式教学，离不开操作的材料。“材料引起学习，材料引起经历”，材料是学生解决科学问题、获取科学知识、体验科学过程的重要载体。因此，在小学科学探究教学中，选择适合、恰当的实验材料，对于整个科学教学有着重要的意义和作用。　　所谓科学探究材料的“适切性”，指的是在小学科学探究教学中，选取恰当的实验材料，有利于学生进行探究学习，有利于促进学生科学素养的形成。　　2013年9月，笔者参加了区运河赛课节决赛阶段的比赛，与其他两位教师一起执教同课异构的课―

2、―《抵抗弯曲》，其中，三节课实验材料的选择与应用有很大的差异，对教学过程及教学效果产生了不同的影响，如下表。本文以这三节课中实验材料的选择与应用为例，谈谈小学科学教学中操作材料的“适切性”。　　一、操作材料对探究主题的适切性　　材料的选择应当适合研究的主题，选择的材料要尽量真实，即便有些存在较大差异，无法接近被研究对象，也应当让学生建立彼此间的联想，明确这个材料的特性研究可以代表被研究物体的物性。6　　以这堂课为例，研究桥梁的宽度和厚度与梁的抗弯曲能力的关系，最好的材料是木块、钢铁或水泥板等。但显然，这样的材料是不适合课堂教学研究的

3、。所以，我们一般会选择纸作为研究对象。选择什么纸，能表现出相似于木块、钢铁或水泥板等比较坚硬的特性呢？在这三种纸质材料中，显然卡纸和铅画纸，在硬度上更接近于真实桥梁，更具有研究的代表性，相对来说比较适合研究的主题。而普通打印纸硬度较差，用来做桥梁，学生是很难建立起实验材料与真实物体之间的联系的（学生自由设计实验时，绝少有人会想到用这样的纸来做桥梁进行研究）。　　当然，即便是卡纸，其实也存在这样的问题。纸梁承重后，弯曲度会发生变化，不会出现弯折或断裂现象，这一点，无法体现真实的景象。尽管教师已说明用这种材料的原因，通过讲解或引导学生了

4、解纸梁与真实桥梁的共性，然后进行实验研究，但效果仍然不够理想。　　从这个角度想，三种纸的选择还是不够适合、恰当，可以考虑换成KT板来作为桥的梁进行研究。KT板常见、易找，承重不大，适合课堂教学。更重要的是，用KT板做梁，承重增大弯曲到一定程度，会发生弯折或断裂现象，这一点，与真实的桥梁很相近，有利于学生认知的迁移和对所研究问题的理解，非常适合研究的主题。　　二、操作材料对教学预设的适切性　　实验是整堂课教学的一部分，实验材料的选择也应从整堂课的教学设计出发。选择适合的恰当的材料，可以从时间控制、解决难点等方面，促进整堂课的教学，有利

5、于学生进行有效的探究学习活动，反之则会影响整堂课的教学效果。6　　《抵抗弯曲》这堂课的实验研究有两个难点，一是实验方案的设计上。让学生设计对比实验来进行研究，只改变一个研究条件，而其他条件控制不变；二是实验的时间控制上，尤其是硬度厚度的实验，因为实验时放置重物多，占用时间也多，这会导致后面的研讨时间被挤占，无法完成预设教学。在这三节课中所选材料上，就可以清晰地看到材料是否适合教学设计，进而产生教学效果的不同。　　比如实验控制不变条件中，有一个条件是重物放置的位置相同（梁的中间），对比三节课的材料，可以发现，第一节课用卡纸为梁、垫片为

6、重物这组材料是比较恰当的。用垫片做重物，好叠加，而且数量少（最多时12个），可以做到位置相同，保证条件不变。而另外两组材料就显得适切性不足。用订书钉做重物，当订书钉叠加到12个以上时，很容易倒，学生为了稳固便由纵向放置改成了横向放置，放置的位置发生变化，使原本不变的条件变成了变化的，与实验设计不符。用回形针做重物，也不适切。放置一个时，是放在中间，当放得越来越多时，回形针放置的位置就发生了改变，尤其四倍厚时更是放了几十近百个，已经堆成了一小堆，放的位置更是无法保证条件不变。因为材料的不适合，导致了教学设计的不完美，失去了科学性，不利

7、于科学教学。　　再比如控制时间上，从三人的教学设计上看，对实验时间设计为：第一节课和第二节课为12分钟，第三节课应控制在15分钟以内。显然第一节课实验用了12分钟，顺利地完成了实验，而另外两节课都超出了设计时间（另两节课分别为19和21分钟），且没有全部完成实验。究其原因，问题还是出在材料是否适合教学设6计上。第一节课不但能顺利完成实验任务，而且相对于其他两节课，在宽度和厚度实验上各多做了一组实验（3倍宽和3倍厚），这其中必然与实验方法的设计有关，选择具有适切性的材料起了决定性的作用。在桥墩距离方面，第一节课采用的是木板固定木桥墩，

8、第三节课在纸梁的两边画好距离线。这两种方法，方便学生操作，节约了时间。第二节课，提供的一个大致的范围10～13厘米，由学生自己用尺测量距离。显然，10厘米和13厘米的梁放置重物的数量肯定不同，操作时间就更不同。既然13厘米可以，那么1