小学科学教学中-中古友谊小学

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作者姓名 论文题目 工作单位 邮政编码 固定电话 移动电话 100045 通讯地址 68537845 13611293389 陈杰 职务职称 小高 出生年月 67.2. 内容分类 B 小学科学教学中“有结构材料”的优化研究 北京市西城区中古友谊小学 北京西城区三里河一区39号 合作者 姓名 1、 2、 3、 4、 论文内容摘要（200字左右） 小学科学是以培养儿童科学素养为宗旨的科学启蒙课程，小学生科学素养的培养在学校教育中以教材为载体，以课堂为阵地，通过教师的有效“操作”，达成一定的有效“目标”，最大限度地追求学生对科学教育有效目标的内化量。但我们发现在科学探究活动中，教师的指导行为存在明显的对科学教育思想认识上的、控制技术上的偏面性和不合理性，致使课堂教学效益低下。因此，小学科学教学中“有结构材料”的优化研究更突显其现实意义。 本文从下面几个方面来阐述了这个问题。 一．小学科学教学中“有结构的材料”的要求是什么？ 二．小学科学教学中如何选择“有结构的材料”？ （一）从学生身边的物品中选择 （二）从学生周围的环境中选择 （三）从学生熟悉的生活中选择 （四）在学生经验范围内选择 三．小学科学教学中“有结构的材料”的优化应注意问题什么？ 1．避免因使用的“材料”误导学生 2．避免学生在使用“材料”前目的不明确 3．避免在使用“材料”中学生的主动性被削弱或剥夺 4．避免在使用“材料”后没有及时收集事实资料

小学科学教学中“有结构材料”的优化研究

小学科学是以培养儿童科学素养为宗旨的科学启蒙课程，小学生科学素养的培养在学校教育中以教材为载体，以课堂为阵地，通过教师的有效“操作”，达成一定的有效“目标”，最大限度地追求学生对科学教育有效目标的内化量。但我们发现在科学探究活动中，教师的指导行为存在明显的对科学教育思想认识上的、控制技术上的偏面性和不合理性，致使课堂教学效益低下。

《科学（3－6年级）课程标准》指出：探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。学生收集事实源于实践活动，而实践活动则依赖“有结构的材料”。“材料引起学习，材料引起活动。”教育学原理认为：从材料本身出发来组织教学，既符合儿童的认知特点，也符合世界物世性的基本观点。科学课教学离不开观察与实验，观察与实验又离不开师生共同准备的有结构的材料。教师为学生的探究活动提供有结构的材料，让学生与材料亲密的接触，是科学活动中重要的环节，是提高课堂效率的一个重要途径。然而，从引导学生自主探究和提高课堂效率研究高度看现存的小学科学教育，存在的问题之一便是“如何为学生提供有结构材料？”即如何通过优化科学探究活动中的材料，从而全面提升学生科学素养的问题。

所谓“材料”，有生命的材料：植物和动物等；有物质材料：磁铁和灯泡等；有反映学生学习过程和结果的材料等等，让学生在观察与实验的具体实践中感知、感悟和体验，进而上升为智慧。所谓“有结构的材料”就是教师经过精心设计的典型教学材料的组合。这种材料的组合，既要揭示教学内容有关的一系列现象，体现教材的科学性，又要符合学生年龄特征和认知规律，贴近学生的日常生活，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发现问题，解决问题，获取新知。正是这些“有结构的材料”才把有结构的知识、有结构的活动有机地联系起来。同时，通过评价关注学生知识的理解和技能的掌握，关注学生情感态度与价值观的形成和发展,逐步形成好观察、好提问、好探究的心理倾向；形成善于质疑，勤于思考，乐于表达思想，交流成果，获取新知的心理品质。学生不仅学会了如何去求知和发展自己的个性特长，提高自身的科学素养，还最终使学生形成较持久的科学探究的兴趣和较强的实践、探索的欲望，是培养学生创新思维和实践能力最直接、最有效的途径。因此，小学科学教学中“有结构材料”的优化研究更突显其现实意义。

一．小学科学教学中“有结构的材料”的要求是什么？

刘默耕老师所说：“就教学来说，教师的职能不再是‘教儿童念书’，也不再是一味地通过语言文字的中介来传授，而是要为儿童精心设计所要认识的实际事物的‘有结构的材料’，即能体现一定科学概念的材料，指导儿童去探索。而所谓‘指导’不是‘指挥’，不是牵着儿童的鼻子一二一齐步走，而应该是多方面

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的启迪诱导，鼓励支持和给予必要的帮助，使儿童主动的，能动的，专心致志而又兴趣盎然地去独立探索。”

《科学（3－6年级）课程标准》也指出：科学课程要面向全体学生。因此探究活动应该有足够的材料，足够材料的意义不在于每个学生都有每样材料，但学生应该都有在探究中起关键作用的材料。同时，提供的材料要能引起学生的兴趣。事实上，大多材料都能引起学生的兴趣，关键在于应该通过这些材料，带给不同水平的学生不同层次的体验和经历。另外，材料应该蕴涵着比较典型的科学概念的，能让学生的思维碰撞出火花。所以好的材料是学生展开探究的前提之一。 在探索《空气在哪里》时，可选用了日常生活中最常用的塑料袋、气球等材料来进行“空气在哪里”的探究。教师可以提供以下典型而有结构的材料来达到学生自行探究的目的，环节可设计为：1、用塑料袋（气球）来做“捉”空气；2、用感官来感知空气并描述（看、闻、尝、摸……）；3]选择砖块来设疑，砖块里有没有空气（实心的固体中是否有空气）；4、探究一些简单表面有孔的物体海绵、蛋糕……是否有空气；5、探究表面看似无孔的物体如木头、粉笔……是否有空气；6、青椒中有没有空气等环节。经过层层的抽丝拨茧，最终使学生理解空气无处不在、无孔不入，只要有空间空气都会钻进去的。

从以上实例可以看出，“有结构材料”的要求是“典型的”、“有结构的”、“安全有效的”，教师通过提供“空气在哪里的‘有结构材料’”，使材料不仅贴近学生的日常生活，又遵循学生年龄特征和认知规律，学生通过对这些材料的探索来发现问题，解决问题，获取新知，从而实现高效探究“空气在哪里”的命题。

二．小学科学教学中如何选择“有结构的材料”？

加涅的“信息加工学习论”认为：学习是一个信息加工的过程，即学习者将来自环境刺激学习的信息进行内在的认知、加工的过程。“有结构的材料”是小学科学教学中学生进行科学学习的基础和关键，学生通过对材料的操作和思考，能提升科学概念反映自然现象间的某种关系，有能力发现问题，解决问题，形成完整的形象，获取对事物的正确认识。如果我们对影响科学课堂教学中的“有结构材料”进行了“优化”，那么学生自我建构知识学习的能动性，科学素养的内化度，以此为标志指向的课堂教学效益将会提高，其中的所谓“优化”，主要包括设计、选择、重组、控制、呈现、调节等。那么如何让这种指向更有效，选择“有结构的材料”则是关键。《科学（3－6年级）课程标准》提出：科学课程的内容要满足社会和学生双方面的需要。应选择贴近儿童生活的、符合现代科学技术发展趋势的、适应社会发展需要的和有利于为他们的人生建造知识大厦永久基础最必需的内容。我们的研究也表明，材料的选择一旦脱离学生的生活，一会分散学生探究的注意力；二可能会不能引起学生探究的兴趣；三是这些材料学生不

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易找到。因此，我们觉得“有结构的材料”选择可以从以下四方面来实施：

（一）从学生身边的物品中选择

小学科学要求孩子们在身边的物品中学习科学和理解科学，其实在我们身边好多材料只要改变一下，自己细细地研究一下，就会出现好多很好的“有结构的材料”。有句话说得好：“瓶瓶罐罐做仪器，拼拼凑凑做实验”。

如在研究“空气的热胀冷缩”这些性质中，选取学生熟悉的乒乓球，并把乒乓球按瘪，其中还有破的，这就使这种材料变得有结构了。又比如气球，它是许多课中都能用的。如“空气热胀冷缩”、“弹力”、“大气压力”等研究中都能把它用上去。气球是个宝，就看你会不会用。气球不仅便宜，而且对学生而言都有直接经验。路培琦老师玩气球不就玩得很好？气球反冲时，路培琦老师就可以使气球指定方向地反冲出去。假如我们像路老师一样设计身边的物品为“有结构的材料”，那么教学会变得更“简单”。

（二）从学生周围的环境中选择

《科学（3－6年级）课程标准》中强调科学课程应具有开放性。引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种多媒体中的多种资源进行学习，将学生的科学学习置于广阔的背景中，帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验，并丰富他们的学习经历。材料的选择如果从学生周围的环境入手，更易引发学生探究科学的内涵，这些材料经常出现在我们身边，却没有引起人们的注意和思考，当我们从最周围的材料入手时，同时也给学生一种启示：科学就在身边，就在我们熟悉的周围环境中，只要你认真地观察和思考。

如植物的研究，可以在校园里精心选择，校园就可以变成实验的场所，学生就可以真刀真枪地搞科学。树木的年轮、树冠、树干的变化与形状，就是研究植物与环境的好素材。这样选择熟悉的环境，学生有经验，也就容易产生兴趣。

（三）从学生熟悉的生活中选择

《科学（3－6年级）课程标准》中强调：亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径，因此科学教学也应力求从学生熟悉的生活情境出发，选择学生身边的、感兴趣的事物，提出问题，以激发学生学习的兴趣与动机，使学生初步感受科学与 日常生活的密切联系。事实表明，在熟悉的生活中也能挖掘到许多有结构的材料。

如学习《电》的单元，学生们最切身体验的生活就是学校和家里从2004年起总是停电，电脑课无法正常开展，雨天教室一片黑暗，夏天热得无处藏身，可谓受尽了电荒的苦头。为什么呢？我们就可将它转化为有结构的材料，让学生自主探究。可以让学生猜测出现前所未有电荒的原因，有一个班的学生猜测的原因多达二十多种。哪种猜测有道理呢？学生在讨论中寻找解决的办法，也有近十种

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验证猜测方法。有同学在网上找到了《经济半小时》专稿——“浙江电荒，买电无门”，也有同学找到镇电管所进行采访，也找到了答案，也有的同学把调查研究的结果写成了“调查报告”。通过对熟悉的生活的问题，寻找科学的答案，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题。这既是一个锻炼的机会，更有利于学生对知识的自我的建构、自我完善，从中也培养了学生的探究能力和实践水平。

（四）在学生经验范围内选择

《科学（3－6年级）课程标准》的探究目标中指出：“能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。”这就要求我们的设计提供的“有结构的材料”应尽可能贴近学生，建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上，是游离于学生经验范围内的。这样的材料才能“挑逗”学生，便于引导他们作进一步的探究。

罗杰斯、马斯洛等人本主义心理学家从自然人性论、自我实现论出发，在教育实际中也倡导以学生经验为中心的“有意义的自由学习”的课程。应该说由学科内容走向学生经验的时候，课程就不只是“文本课程”（教学计划、课程标准、教科书等文本）；而更是“体验课程”（被教师与学生实实在在地体验到、感受到、领悟到、思考到的课程）。这意味着，课程的内容和意义在本质上并不是对所有人都相同的，在特定的教育情境中，每一位教师和学生对给定的内容都有其自身的理解，对给定内容的意义都有其自身的解读，从而对给定的内容不断进行变革与创新，以使给定的内容不断转化为“自己的课程”。

如《食物包装上的信息》一课，学生对于包装上的信息有自己的切身体验，教师可提供各种“有结构的包装”（各种不同形式的食品包装；几种不同的保质期的食品包装；几种不同配料的食品包装），并且要求所准备的食品包装应建立在学生熟悉或已有经验有基础上。再加上学生自带的食品包装，使整个探究过程始终建立在学生已有经验之上，所研究的包装且显示较强的结构性。从而引导学生从现实生活的经历和体验出发，感受科学的重要性，了解科学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与科学有关的一些简单的实际问题。

三．小学科学教学中“有结构的材料”的优化应注意问题什么？ 学生收集事实源于实践活动，而实践活动则依赖“有结构的材料”。笔者笔者依据多年的实践和调研，还应注意以下问题：

1．避免因使用的“材料”误导学生

科学课堂教学要求我们巧妙地将现象与材料转移到规定的时间内来研究，精心设计“有结构的材料”是我们提高课堂教学的关键，然而教师选择的“有结构

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的材料”常常会出现因材料本身有问题、材料引起学生过多的无关现象、材料不利于学生认识等问题的产生，导致误导学生的现象发生。

如《一杯水能溶解多少食盐》的材料准备中，如果为学生提供婴儿盛奶粉用的勺子，那么在50ML水中只能溶解2-3匙食盐，从而导致实验的失败，虽然婴儿盛奶粉的勺子能更好地控制每一勺食盐的均等性，然而分辨性却相当差，显然材料的选择本身就很有问题；又如在执教《压缩空气》时，要求学生将注射器吸好空气，并把注射器出口堵在橡皮上，体验“空气可以被压缩”。但在执教中学生描述现象时，总是认为空气跑到橡皮里的小孔里去了，结果教师只得花大气力证明没有跑到橡皮里去，耗费了不少时间。如果教师把针孔焊死，相信没有一个学生会对空气跑了产生质疑，从而可有效地避免学生的错误认识。再如《植物的果实》一课，如果只一类果实，学生对果实的理解就会产生片面性，对学生形成正确的认识不利。

2．避免学生在使用“材料”前目的不明确

教师把材料交给学生活动，不但自己要明确，还必须让学生知道，为什么要做这些活动，以充分调动学生的内因，发挥他们的积极性、主动性、创造性。让学生带着问题去活动，它就不是玩儿，是学习是研究。

如《磁铁》一课，老师让学生玩一玩磁铁，学生玩得热热闹闹，高高兴兴。可是学生不知道要在玩磁铁中发现什么，有什么目的，其中包含着什么科学道理。这样使用材料不仅漫无目的，连材料存在的意义都无从说起。

如果在让学生玩磁铁前提出要求和问题，看谁在玩的过程中发现的问题多，得到的科学道理多，然后再组织交流玩法和发现的问题，再进行研讨，材料的思维训练价值才能得以体现。所以，我们在“准备有结构材料”的同时，更要让学生带着问题去使用材料，去探索。

3．避免在使用“材料”中学生的主动性被削弱或剥夺

《科学（3－6年级）课程标准》的基本理念之一就是“学生是学习科学的主体”。很多种情况下，我们使用的材料完全一样，但由于给学生的自由权利程度不一样，其教学效果就会大相径庭。

如《空气在哪里》一课中学生在探究“空气在我们周围”，如果老师只仅限于学生在自己的坐位上找到空气，而不是充分让学生主动性，利用教室空间和室外进行空气的捕捉，很难引导学生得出“空气在我们周围”的科学结论。假如我们放手让学生在各个角落进行实验，学生会感性地认识到空气无处不在，空气就在我们周围。

给学生主动支配材料的权利说到底是一个教育思想的问题，即是不是在指导学生自行获取知识。只有给学生充分的自主支配材料的权利，学生才能发现事物

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多样的属性，利于发展他们多种能力。

4．避免在使用“材料”后没有及时收集事实资料

“有结构材料”的设置主要出发点就是让学生通过实验把他们在探究中的感受、体验、发现等事实现象收集起来，为研讨提供充分的事实材料，引导学生自行探究。

在教《声音是怎样产生的》这一课，学生们的疑问是什么？那些认为不振动的物体到底在不在振动？这是学生在探究过程中的一个难点，假如不能用现象和实验来求证“不振动的物体也能发出声音”的假象，那么声音是由物体振动产生的结论显然是不科学的。也许这也可称为“从有结构的材料中来，到没有结构的材料中去”。教师始终要很清晰地认识学生在使用“材料”后“发现了什么”的描述，而不是向学生进行“说明了什么”的提问。

综上所述，“让每个人的个性得到充分自由的发展”，是马克思主义学说中的重要观点。在把握学生探究的“一英里宽”和“一英里深”关系的同时，我们应该给孩子一些权力，让他自己去选择；给孩子一个条件，让他自己去锻炼；给孩子一个问题，让他自己找答案，给孩子一点困难，让他自己去解决；给孩子一片空间，让他自己向前走。只有提供了有利于学生探求的典型且有结构的材料，才能提升学生的探索历程、体验感悟，使他们比较容易的去自行实验、观察、发现问题、解决问题、获取新知，真正成为学习的主体。

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