以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料之刃，突破桎梏兒童的“繭房”【摘要】小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中多次提到的“探究學(xué)習(xí)”是兒童學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，“實(shí)驗(yàn)”作為探究活動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中實(shí)驗(yàn)材料的選擇和利用顯得尤為重要。而老舊過(guò)時(shí)的傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料和教師受限于一些客觀(guān)條件而出現(xiàn)支持行為不到位，讓兒童就像是一只只蠶寶寶，被禁錮在了“繭房”，發(fā)展受阻。筆者與所在課題組通過(guò)初步研究，在探究活動(dòng)中，通過(guò)選擇、開(kāi)發(fā)與運(yùn)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料，落實(shí)教師支持行為，突破桎梏兒童的“繭房”，助力兒童發(fā)展。【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料兒童發(fā)展教師支持行為探究學(xué)習(xí)意大利幼兒教育學(xué)家瑪利婭·蒙臺(tái)梭利通過(guò)研究指出，幼兒到了6～9歲，即在我國(guó)小學(xué)中低年級(jí)階段，則出現(xiàn)想探究事物的強(qiáng)烈需求。遼寧師范大學(xué)張金榮博士《3?12歲兒童人格的結(jié)構(gòu)評(píng)定及其發(fā)展特點(diǎn)的追蹤研究》中提到了6~7歲兒童探索創(chuàng)新發(fā)展迅速，7~10歲發(fā)展速度趨緩，10歲后開(kāi)始下降。這些研究表明，在小學(xué)低年段的兒童的思維能力處于具體形象思維階段，認(rèn)真自控力弱，因此。學(xué)習(xí)活動(dòng)需要教師詳細(xì)的指導(dǎo)，屬于指導(dǎo)性學(xué)習(xí)；中年段的兒童思維與能力處于具體形象向抽象邏輯思維過(guò)渡的關(guān)鍵期，自控力有了明顯提升是由指導(dǎo)性學(xué)習(xí)向引導(dǎo)性和自主性學(xué)習(xí)過(guò)渡的重要時(shí)期，到了高年段的兒童，他們的認(rèn)真自控能力持續(xù)上升，已經(jīng)具有一定的抽象思維的能力，可以開(kāi)始嘗試自主學(xué)習(xí)了。（圖1）圖1.兒童各年齡階段發(fā)展趨勢(shì)圖2.小學(xué)科學(xué)探究學(xué)段目標(biāo)因此，小學(xué)階段的兒童就像一塊肥沃的土地，準(zhǔn)備接受大量“理性種子”的播種。他們非常好奇，愛(ài)動(dòng)腦筋，問(wèn)題多，而對(duì)學(xué)校的課程感覺(jué)“吃不飽”。教師和父母可以在其興趣的基礎(chǔ)上，提供豐富的資訊，包括自然、科學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)等資源，滿(mǎn)足他們?nèi)琊囁瓶实奶骄啃枨?。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中指出要“使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程……培養(yǎng)對(duì)自然的好奇心，以及批判和創(chuàng)新意識(shí)……”，“探究活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”。課程標(biāo)準(zhǔn)中多次提到的“探究學(xué)習(xí)”是兒童學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式，與圖1中兒童各年齡階段發(fā)展趨勢(shì)不謀而合，符合他們的認(rèn)知特點(diǎn)。課標(biāo)中還依據(jù)兒童年齡特征將探究目標(biāo)分解為三個(gè)階段：(圖2)從圖2中我們可以看出，兒童的探究活動(dòng)在課堂中是以“實(shí)驗(yàn)”作為搜集證據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。只有科學(xué)合理地選擇實(shí)驗(yàn)材料，才能將實(shí)驗(yàn)的效果最大化，收到最理想的教學(xué)效果。因此，實(shí)驗(yàn)材料的選擇和利用顯得尤為重要。然而，當(dāng)前在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料選擇和使用方面存在著一些問(wèn)題和弊端。對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的支持行為不到位，兒童發(fā)展困于“繭房”筆者所在的課題組經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的教學(xué)中準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)是科學(xué)老師的大難題，尤其是分組實(shí)驗(yàn)更是難關(guān)重重：當(dāng)前科學(xué)課堂中的探究活動(dòng)，一方面老舊過(guò)時(shí)的傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料已經(jīng)不能與當(dāng)今快速發(fā)展的科技時(shí)代相匹配，另一方面，有時(shí)候教師受限于上圖中的客觀(guān)條件而出現(xiàn)支持行為不到位，從而導(dǎo)致兒童在現(xiàn)實(shí)的“科學(xué)世界”里，就像是一只只蠶寶寶，被外界的無(wú)形絲線(xiàn)——各種現(xiàn)實(shí)問(wèn)題層層包裹，被禁錮在了“繭房”中，他們得不到教師的適時(shí)的引導(dǎo)，被迫疏遠(yuǎn)了親自實(shí)踐和與其它思想碰撞的機(jī)會(huì)，鈍化了尚屬稚嫩卻四處延伸的思維觸角，在科學(xué)學(xué)習(xí)的黃金時(shí)期主體發(fā)展受阻。（一）實(shí)驗(yàn)室配備材料的不合時(shí)宜，易使兒童困于知識(shí)“繭房”筆者參與的課題組，通過(guò)問(wèn)卷、訪(fǎng)談?wù){(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同學(xué)校科學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)材料配備情況參差不齊，有些學(xué)校實(shí)驗(yàn)室配備材料老舊過(guò)時(shí)，不合時(shí)宜，無(wú)法滿(mǎn)足教學(xué)需求，再加上大部分學(xué)校都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)員，工作量大，因此科學(xué)教師常常用演示實(shí)驗(yàn)代替動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。這些原因不僅僅影響了上課效果，而且常此以往，將會(huì)導(dǎo)致兒童科學(xué)課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)是孤閉的，并沒(méi)有真正理解所學(xué)的知識(shí)，他們被困于知識(shí)繭房中，只是膚淺的游離于這些知識(shí)的表層，并不會(huì)舉一反三、學(xué)以致用。（二）教材實(shí)驗(yàn)材料的“不接地氣”，消磨兒童的好奇天性一線(xiàn)教師在教材實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備過(guò)程中會(huì)遇到以下問(wèn)題：準(zhǔn)備分組實(shí)驗(yàn)材料時(shí)而我們的科學(xué)教材配套的實(shí)驗(yàn)材料會(huì)出現(xiàn)過(guò)于理想化，不接“地氣”，不適應(yīng)實(shí)際需要，或者在分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，配備數(shù)量上與學(xué)校生源數(shù)量存在明顯差異。如果科學(xué)教師想要申請(qǐng)或補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)材料，會(huì)遇到專(zhuān)項(xiàng)資金和易耗材料補(bǔ)充時(shí)間長(zhǎng)、程序繁瑣等問(wèn)題，加上有時(shí)候教材中出現(xiàn)的材料不易得到或缺乏可操作性，這些問(wèn)題都在不斷浪費(fèi)教師兒童的經(jīng)歷和寶貴的時(shí)間，更可怕的是，如果不加以解決，將葬送兒童與生俱來(lái)的好奇心。（三）教學(xué)實(shí)驗(yàn)材料結(jié)構(gòu)的不完善，助長(zhǎng)兒童屈服權(quán)威的惰性實(shí)驗(yàn)材料作為學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的載體，具有“雙刃劍”的特點(diǎn)，如果教師提供的材料沒(méi)有結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)不合理、呈現(xiàn)時(shí)間不合適等，往往會(huì)影響教學(xué)效果。如果此時(shí)僅僅靠教師的指導(dǎo)，來(lái)努力幫助兒童建立科學(xué)知識(shí)、建立科學(xué)技能、建立科學(xué)情感等，那他們的思維就被這種填鴨式地“建立”所桎梏。其實(shí)這樣的情況在一線(xiàn)課堂中并不少見(jiàn)，兒童沉浸在老師為他們而建立的一個(gè)個(gè)權(quán)威的“科學(xué)世界”里，從不懷疑。材料結(jié)構(gòu)性的缺失讓孩子被動(dòng)接受科學(xué)知識(shí)，缺乏主動(dòng)實(shí)驗(yàn)探究科學(xué)世界興趣和動(dòng)力，助長(zhǎng)兒童“屈服于權(quán)威”的惰性，因?yàn)槔蠋焸兛倳?huì)用一個(gè)事實(shí)來(lái)讓孩子“眼見(jiàn)為實(shí)”，于是，孩子們便確信無(wú)疑，無(wú)需再費(fèi)力去思考和質(zhì)疑。綜上所述，要想突破桎梏兒童發(fā)展的繭房，可以先從創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料入手，抽絲剝繭，找到突破口。要如何在現(xiàn)有客觀(guān)教育環(huán)境下，分類(lèi)、選擇和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料呢？筆者所在的課題組對(duì)其進(jìn)行了試水研究，以下是整理的一些選擇和指導(dǎo)方法：利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料，助力兒童主體發(fā)展突破繭房的禁錮課題組通過(guò)師生共同搜集和結(jié)合教材內(nèi)容，進(jìn)行開(kāi)發(fā)、選擇和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料。這里的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料是指在充分調(diào)查和研究后，以小學(xué)科學(xué)教材為基礎(chǔ)，對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行拓展、引進(jìn)、設(shè)計(jì)、遷移改造的方式，而形成的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)材料。這些創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)材料都是生活中容易找到的物品，實(shí)驗(yàn)操作不復(fù)雜。它們使得課堂貼近于兒童生活，符合兒童認(rèn)知水平和學(xué)情，讓兒童成為課堂的主角，在實(shí)驗(yàn)課中不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)和能力，助力兒童主體發(fā)展突破繭房的禁錮。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)拓展引進(jìn)遷移改造創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料

自主創(chuàng)設(shè)知識(shí)遷移激發(fā)興趣豐富過(guò)程

兒童創(chuàng)新精神

教材創(chuàng)生點(diǎn)學(xué)習(xí)阻礙處以實(shí)驗(yàn)材料的拓展提高兒童知識(shí)遷移應(yīng)用能力

如何將知識(shí)這只“蠶寶寶”從這座“蠶繭”中解鎖，有時(shí)往往需要我們用新材料替換舊的實(shí)驗(yàn)材料內(nèi)容，讓科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料真正服務(wù)于學(xué)生，適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料內(nèi)容有助于提高兒童知識(shí)遷移應(yīng)用能力。四年級(jí)《水在加熱和冷卻后》一課中，兒童對(duì)云霧現(xiàn)象很感興趣，但課堂上筆者用冰塊和熱水制造的云霧效果并不是很明顯，這時(shí)筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)：【例1】瓶中“云霧”實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：打氣筒、橡膠軟管、帶出氣孔的玻璃瓶、乙醇如下圖所示。實(shí)驗(yàn)原理：打氣筒將空氣打入瓶中，使得瓶?jī)?nèi)氣體不斷摩擦生熱，加速酒精的揮發(fā)，瓶?jī)?nèi)酒精蒸汽增多，體積膨脹，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定程度，酒精蒸汽沖擊瓶塞，在瓶塞跳起的瞬間瓶?jī)?nèi)溫度驟降，酒精蒸汽液化成小液滴團(tuán)，形成“云霧”現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1.用橡膠管將打氣筒和玻璃瓶連接，塞緊瓶塞2.利用打氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣（稍微緩慢些），邊打氣邊關(guān)注瓶?jī)?nèi)情況3.當(dāng)瓶塞沖出來(lái)，停止打氣，觀(guān)察現(xiàn)象教材中并沒(méi)有該實(shí)驗(yàn)，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)效果明顯可以更好地幫助學(xué)生理解云霧現(xiàn)象，而且這個(gè)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備方便，兒童也方便實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)材料的拓展?jié)撘颇靥岣吡藘和R(shí)遷移應(yīng)用能力，原來(lái)，可以將生活中的方方面面與科學(xué)實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料也不是一層不變地，只要原理相同，如果實(shí)驗(yàn)效果更好，都可以拓展運(yùn)用于課堂探究實(shí)驗(yàn)中，這也讓兒童收獲到知識(shí)遷移能力的提升和滿(mǎn)滿(mǎn)的成就感。以實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)質(zhì)引進(jìn)激發(fā)學(xué)生的好奇心實(shí)驗(yàn)材料的引進(jìn)是指在學(xué)校現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件無(wú)法高效解決問(wèn)題時(shí)，通過(guò)一定的方式從其他的機(jī)構(gòu)、單位等獲得先進(jìn)適用的材料，將它們運(yùn)用于教學(xué)中，收獲良好的教學(xué)效果。如《空氣小車(chē)跑跑跑》一課利用了優(yōu)質(zhì)引進(jìn)材料：壓縮空氣動(dòng)力小車(chē)來(lái)幫助孩子們探究壓縮空氣的秘密，效果比原教材中的材料效果明顯，操作簡(jiǎn)易，更易激發(fā)學(xué)生的好奇心?！纠?】空氣小車(chē)課題組陳老師在上《不同環(huán)境里的植物》時(shí)，發(fā)現(xiàn)孩子們對(duì)葉片厚度的描述非常的模糊，在測(cè)量上如果使用直尺工具，則存在測(cè)量難度。于是陳老師利用網(wǎng)絡(luò)尋找到有種測(cè)量?jī)x器——厚度儀，把它引入教學(xué)中，利用它可以高效明了地比較出各種樹(shù)葉的厚度，用數(shù)據(jù)展示樹(shù)葉的不同之處?！纠?】厚度儀筆者在上《沙漠里的植物》時(shí)：引進(jìn)紙張水分?jǐn)?shù)據(jù)顯示儀，取代手感主觀(guān)判斷，利用優(yōu)質(zhì)材料直觀(guān)數(shù)據(jù)顯示，展現(xiàn)三種情況下濕紙巾的剩余水分情況為12%，33%，100%，這樣比僅僅利用手去感受更為客觀(guān)，發(fā)展了學(xué)生的理想思維，激發(fā)他們探索的熱情。（三）以實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)給予兒童主動(dòng)創(chuàng)設(shè)的勇氣不同結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)材料將會(huì)出現(xiàn)不同的教學(xué)效果，課題組范老師曾經(jīng)在不同的班級(jí)采用不同結(jié)構(gòu)的材料上了二次《會(huì)“爬”的水》這節(jié)課，課堂學(xué)生的表現(xiàn)迥然不同，給筆者留下了深刻的印象?！纠?】《會(huì)爬的水》一課中的材料（第一次）范老師將課堂分為三個(gè)活動(dòng)，活動(dòng)一：演示實(shí)驗(yàn)：水滴滴在餐巾紙上。她直接以一個(gè)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入課，將餐巾紙的一端與粉筆的一頭同時(shí)浸入紅色的墨水里，讓學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并讓學(xué)生提出問(wèn)題，活動(dòng)二：認(rèn)識(shí)什么材料能發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象。接下來(lái)給學(xué)生提供材料：玻璃片、塑料片、鐵片、布片、餐巾紙、海綿片、木條、粉筆、小磚頭、干土塊、玻璃棒、水槽，讓學(xué)生進(jìn)行猜想并實(shí)驗(yàn)?；顒?dòng)三：毛細(xì)現(xiàn)象與孔隙大小的關(guān)系。給學(xué)生提供的實(shí)驗(yàn)材料：三根粗細(xì)不同的玻璃管、裝滿(mǎn)粗沙子和細(xì)沙子且用紗布封好管口的玻璃管各一根，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并討論交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(第二次)諺語(yǔ)導(dǎo)入。師：中國(guó)有句古話(huà)：“人往高處走，水往低處流”。在我們印象中水由于地球引力作用往往向低處流，可是，現(xiàn)在卻出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象：教師播放課前錄好的吸水毛巾吸水視頻。這個(gè)現(xiàn)象和學(xué)生以往經(jīng)驗(yàn)發(fā)生認(rèn)知沖突，也和傳統(tǒng)經(jīng)典諺語(yǔ)發(fā)生認(rèn)知沖突，這時(shí)學(xué)生眼見(jiàn)為實(shí)，發(fā)出了對(duì)經(jīng)典認(rèn)知的質(zhì)疑：我們發(fā)現(xiàn)水很神奇，居然會(huì)往上“爬”了！這樣自然而然帶著質(zhì)疑進(jìn)入探究活動(dòng)。活動(dòng)一：探究水能沿著一些材料往上爬。這次我給學(xué)生就準(zhǔn)備了四種材料：紙巾、布條、粉筆、玻璃。讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水能沿著有孔隙的材料往上“爬”。接下來(lái)范老師在學(xué)生剛得出結(jié)論的基礎(chǔ)上再次提問(wèn)：同學(xué)們通過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)能使水往上爬的材料往往會(huì)有一些小孔，那我們眼睛看不到玻璃片上有小孔，怎樣才能使水沿著玻璃片往上爬呢？活動(dòng)二：探究水沿著兩片玻璃中的孔隙往上爬。學(xué)生根據(jù)上一個(gè)實(shí)驗(yàn)想到：我們可以再拿一塊玻璃合起來(lái)，兩塊玻璃之間就有縫隙了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也為下個(gè)實(shí)驗(yàn)做好了鋪墊，在活動(dòng)一中，有學(xué)生也發(fā)現(xiàn)水在有的材料“爬”的高，有的材料“爬”的低，這是為什么呢？活動(dòng)三：自制根據(jù)探究孔隙的大小和水爬升高度的關(guān)系。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有材料，自主重新組合成新的材料，選兩片玻璃片，先在一片玻璃片上夾一個(gè)夾子，再用夾子將另一端的兩片玻璃都夾住，制造出大小不同的孔隙。這個(gè)由學(xué)生自己重新組合的材料，實(shí)驗(yàn)效果很好，能很明顯發(fā)現(xiàn)水的高低和孔隙大小的關(guān)系。通過(guò)兩次對(duì)比教學(xué)，可以發(fā)現(xiàn)，第二次實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改進(jìn)后，材料種類(lèi)雖然減少，但是經(jīng)過(guò)改變材料出現(xiàn)順序，結(jié)構(gòu)性重新組合，讓兒童敢于親自嘗試，從而設(shè)計(jì)出自己新的實(shí)驗(yàn)材料，給予兒童主動(dòng)創(chuàng)設(shè)的勇氣?。ㄋ模┮詫?shí)驗(yàn)材料的遷移改造豐富兒童的探究過(guò)程利用生活中的材料遷移改造于探究活動(dòng)，可以很好的豐富兒童的探究過(guò)程?！纠?】變色指甲油改造《熱的傳遞》實(shí)驗(yàn)在四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)《熱的傳遞》一課有以實(shí)驗(yàn):將長(zhǎng)勺柄上滴三地蠟油凝固，長(zhǎng)勺的一端或者中間放在酒精燈上燃燒，觀(guān)察蠟油融化的順序。但如果蠟滴大小不一，蠟滴的位置偏差，現(xiàn)象不是很明顯，而且實(shí)驗(yàn)材料要經(jīng)常更換，實(shí)驗(yàn)不能重復(fù)使用。為此，筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)的蠟滴材料進(jìn)行改造，用變色指甲油涂在了長(zhǎng)勺柄上，用熱水袋分別放在勺柄的中間和一端，觀(guān)察指甲油變色方向，就能直觀(guān)看出熱的傳遞方向。這個(gè)實(shí)驗(yàn)材料的遷移改造，既便于操作、實(shí)用而且減少了實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很明了。（五）以實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)新培養(yǎng)兒童勇于創(chuàng)新的精神有了教師長(zhǎng)期對(duì)教材探究活動(dòng)的扎實(shí)研究與實(shí)施，并對(duì)其中的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行拓展、引進(jìn)、設(shè)計(jì)、遷移改造，兒童在這樣潛移默化下，也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)材料產(chǎn)生更多的想法，迸發(fā)出創(chuàng)造的靈感。如此教師就可以使用兒童的靈感，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行創(chuàng)新，或者鼓勵(lì)兒童親自創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料?！纠?】《空氣中有什么》一課改進(jìn)材料一：塑料瓶蘇教版四年級(jí)上冊(cè)科學(xué)《空氣中有什么》，教材中研究空氣成分的實(shí)驗(yàn)，所用的實(shí)驗(yàn)材料為：蠟燭、飲料瓶，水槽，水。改進(jìn)一：把蠟燭固定在玻璃片上，放進(jìn)水槽，點(diǎn)燃蠟燭，用一只截掉底部擰緊蓋的飲料瓶罩住蠟燭。改進(jìn)二：把水槽內(nèi)的水加到與瓶?jī)?nèi)水面一樣高，然后打開(kāi)飲料瓶，把燃燒的火柴迅速插入瓶中。這兩個(gè)教材中的實(shí)驗(yàn)看似材料簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，但是實(shí)際操作過(guò)程中，相信很多人會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可操作性差，現(xiàn)象不明顯，首先，因?yàn)槭撬芰掀?，所以這個(gè)點(diǎn)燃的蠟燭很容易燒壞瓶子，其次，原料瓶口較小，實(shí)驗(yàn)操作不是很方便，再次，因?yàn)槭撬芰掀?，蠟燭燃燒后瓶子受氣壓影響很容易變形。第一次實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，是筆者自己將初中階段用到的集氣瓶替代飲料瓶，在操作中也發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有不少學(xué)生不會(huì)用火柴，操作要求對(duì)于小學(xué)生要求過(guò)高。后來(lái)班級(jí)有個(gè)孩子說(shuō)：冬天我很怕冷，爸爸媽媽經(jīng)常給我買(mǎi)暖寶寶取暖，我爸爸告訴我暖寶寶發(fā)熱是因?yàn)榕瘜殞毨锏蔫F粉和空氣里的氧氣發(fā)生了反應(yīng)。既然暖寶寶會(huì)和氧氣發(fā)生反應(yīng)，那我是不是可以用暖寶寶來(lái)驗(yàn)證空氣中的氧氣呢？對(duì)于孩子的發(fā)現(xiàn)，筆者很是驚訝，建議孩子回去自己嘗試一下，果然成功了！我們一起來(lái)看看：【例8】《空氣中有什么》一課改進(jìn)材料二：塑料瓶+“暖寶寶”鐵粉實(shí)驗(yàn)一：軟塑料瓶變癟（實(shí)驗(yàn)用品：一只軟塑料瓶、暖寶寶）1.將暖寶寶剪開(kāi)倒入，旋緊。很快，暖寶寶里的鐵粉消耗了瓶?jī)?nèi)的氧氣，大氣壓強(qiáng)把軟塑料瓶壓癟了。好了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)充分證明了空氣中氧氣的存在，下面再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這個(gè)事實(shí)。

實(shí)驗(yàn)二：氣球膨脹實(shí)驗(yàn)我們將一支吸管的一頭綁上一個(gè)氣球，插在瓶蓋上倒入暖寶寶，旋緊很快，由于瓶?jī)?nèi)氣壓減小，大氣壓強(qiáng)順著吸管進(jìn)入氣球，把氣球吹大了以上2個(gè)實(shí)驗(yàn)只能證明氧氣的存在，但是不能證明氧氣到底占了多大體積，所以我們重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)三：用數(shù)據(jù)證明空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)準(zhǔn)備一個(gè)硬一點(diǎn)的塑料瓶，用記號(hào)筆標(biāo)注五等分倒入暖寶寶，旋緊，等到完全冷卻到室溫在水下打開(kāi)瓶塞水一下子倒吸進(jìn)入約五分之一，證明了空氣中氧氣體積約五分之一。

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生自己創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)材料完全可行，而且實(shí)驗(yàn)操作安全，不需要火柴點(diǎn)火，材料也比較簡(jiǎn)單，還可以在家自己完成。這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料也在無(wú)形之中培養(yǎng)了學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。上述的一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的搜集和選擇，既有教師的智慧，更有學(xué)生的參與，只要善于發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料在教學(xué)實(shí)際中并不少見(jiàn)。當(dāng)然，要讓這些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料不斷涌現(xiàn)，并能成為教學(xué)中有效利用的結(jié)構(gòu)性材料，服務(wù)于以引導(dǎo)性學(xué)習(xí)為主的兒童，光靠他們自己是不行的，筆者認(rèn)為還需要教師有力的支持行為。三、利用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料，落實(shí)教師支持行為削弱“繭房”的桎梏小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中闡明“動(dòng)手動(dòng)腦做科學(xué)”，“動(dòng)手不應(yīng)是純粹的操作性活動(dòng)，還應(yīng)與動(dòng)腦相結(jié)合”?！疤幚砗锰骄渴綄W(xué)習(xí)中學(xué)生自主和教師指導(dǎo)的關(guān)系”。“不要把學(xué)生束縛在教室、實(shí)驗(yàn)室這些狹小的空間里，不要把上下課鈴聲當(dāng)作教學(xué)的起點(diǎn)和終點(diǎn)?！苯Y(jié)合兒童認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)以學(xué)生主體的探究式教學(xué)中，并不意味著教師要放棄指導(dǎo)。而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料在運(yùn)用到課堂探究環(huán)節(jié)中或課外實(shí)踐時(shí)，更離不開(kāi)教師的精心指導(dǎo)。只有落實(shí)教師的支持行為，兒童才能夠在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的使用中，發(fā)揮它們應(yīng)有的作用，幫助他們削弱客觀(guān)環(huán)境中的桎梏，實(shí)現(xiàn)兒童的發(fā)展。教師知行上的改變，支持創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的運(yùn)用1.完善教師對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料理念的認(rèn)識(shí)要想讓創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料發(fā)揮它應(yīng)有的教學(xué)意義，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，首先教師自身要有這樣的意識(shí)。在課題組的隨機(jī)訪(fǎng)談中發(fā)現(xiàn)，教師對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的認(rèn)識(shí)不清晰，導(dǎo)致盡管他們均認(rèn)為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)，教學(xué)引導(dǎo)都有實(shí)際意義，有助于科學(xué)素養(yǎng)、核心素養(yǎng)的形成，但在實(shí)際教學(xué)中卻出現(xiàn)不知如何進(jìn)行支持或支持不當(dāng)?shù)那闆r。課題組認(rèn)為，可以利用研究成果輻射，如公開(kāi)課，論文，科技活動(dòng)，微信公眾號(hào)等途徑擴(kuò)大、完善創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料理念、內(nèi)容、重要性的認(rèn)識(shí)。只有明晰它的內(nèi)容后，教師才能夠在教學(xué)過(guò)程中有以適宜的方式、有針對(duì)性地對(duì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的運(yùn)用采取支持。2.“知行合一”落實(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的運(yùn)用對(duì)于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的運(yùn)用，單純依靠教師觀(guān)念上的轉(zhuǎn)變是不夠的，由于區(qū)域，學(xué)校實(shí)際，教師自身層面等多方客觀(guān)因素會(huì)出現(xiàn)在實(shí)際操作中理念與行為形神分離的現(xiàn)象。其實(shí)，要想改善這種情況，課題組從組內(nèi)出發(fā)，發(fā)動(dòng)全部組員積極胡工搜集與教材相關(guān)度高的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，更發(fā)動(dòng)全校的力量，全員參與省市區(qū)各項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽活動(dòng)。賽后將這些實(shí)驗(yàn)收集成冊(cè)，篩選歸類(lèi)，試著與教學(xué)相結(jié)合，落實(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的運(yùn)用；再者，如創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽等活動(dòng)，輻射面很廣，它們也促使教師要重視創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，凸顯創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的作用1.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)教師要如何對(duì)已有的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備呢？下面筆者根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)際，提一些個(gè)人不太成熟的做法：（1）控制數(shù)量與種類(lèi)，鋪平研究道路材料太多，既增加教師的工作量，又會(huì)影響學(xué)生探究活動(dòng)的開(kāi)展。有時(shí)候不如將材料化繁為簡(jiǎn)，使數(shù)量與種類(lèi)少而精。課題組范老師的《會(huì)爬的水》一課中，第一次的課堂呈現(xiàn)看似內(nèi)容豐富，但是在實(shí)際操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料過(guò)多，學(xué)生實(shí)驗(yàn)有點(diǎn)手忙腳亂，在有限的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生像是在純粹完成教師布置的任務(wù)，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很直觀(guān)，教師更換實(shí)驗(yàn)材料也很麻煩，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后桌面很臟亂，收拾比較麻煩，看似熱鬧的科學(xué)課，實(shí)則忙亂無(wú)序，。但在第二次的課堂活動(dòng)中，材料從12種變?yōu)?種材料：玻璃，紙，布條、粉筆；除了減少第一次上課的煩惱，而且從材料的種類(lèi)看內(nèi)部的空隙是越來(lái)越小，很有代表性，再者玻璃還可以作為鋪墊，在后面的實(shí)驗(yàn)中繼續(xù)使用，做到了材料準(zhǔn)備少而精的作用。（2）有序呈現(xiàn)，排除干擾因素事實(shí)上，探究材料進(jìn)入學(xué)生的視野，就會(huì)引起其操作的沖動(dòng)，結(jié)果無(wú)非是兩種情況，一是無(wú)任何科學(xué)意義的玩，二是有科學(xué)意義的利用材料進(jìn)行的觀(guān)察、探究等科學(xué)活動(dòng)。而出現(xiàn)前面一種狀況，極有可能是學(xué)生在不當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行操作而引起的。所以教師要充分發(fā)揮材料的結(jié)構(gòu)性，控制好探究材料的出示次序。在《研究磁鐵》一課，筆者為了避免學(xué)生的注意力與思維不受摔斷磁鐵的干擾，我再次試教前將沒(méi)有標(biāo)明磁極的磁鐵與其分開(kāi)安放，而是按照探究活動(dòng)的次序進(jìn)行先后呈現(xiàn)。做了如此調(diào)整后，課堂活動(dòng)顯得井然有序，而且避免了學(xué)生對(duì)于磁極概念的混淆。（3）關(guān)聯(lián)材料，搭建思維梯度科學(xué)課要做的就是和學(xué)生一起經(jīng)歷一個(gè)從事物現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，在不斷深化的學(xué)習(xí)活動(dòng)中一定能促進(jìn)學(xué)生思維水平的提升，甚至是質(zhì)的飛躍。而筆者認(rèn)為充分利用結(jié)構(gòu)材料之間的關(guān)聯(lián)性是可以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維縱深發(fā)展的有效途徑之一。在筆者教學(xué)磁體間相互作用環(huán)節(jié)時(shí)，學(xué)生通過(guò)“玩”兩塊磁鐵很容易就發(fā)現(xiàn)規(guī)律：同極相斥，異極相吸。然而如果從他們的思維發(fā)展來(lái)看，要讓學(xué)生真正掌握這一概念，外延涉及的內(nèi)容還太少，學(xué)生缺少具體形象地內(nèi)容，思維不靈敏的同學(xué)在腦中還不能建立起相關(guān)的聯(lián)系。由此，筆者在兩塊磁鐵的基礎(chǔ)上又為學(xué)生準(zhǔn)備了沒(méi)標(biāo)明磁極的磁鐵與摔斷的磁鐵，通過(guò)這兩種材料，挑戰(zhàn)學(xué)生的原有認(rèn)知，讓他們意識(shí)到磁體間的相互作用在不同磁體與同種磁體間有著截然不同的表現(xiàn)，把學(xué)生的注意力直接引向現(xiàn)象背后隱藏的問(wèn)題，學(xué)生的思維脫離了模糊狀態(tài)，變得清晰且具有方向性。從以上活動(dòng)來(lái)看，添加的材料與之前的材料間有著密切的關(guān)聯(lián)，兩者相互作用，使得探究活動(dòng)有梯度，促進(jìn)學(xué)生思維的深入發(fā)展。2.優(yōu)質(zhì)引進(jìn)材料的設(shè)計(jì)當(dāng)一種優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)材料被引進(jìn)科學(xué)課堂中，需要教師不斷挖掘它的教學(xué)作用，精心設(shè)計(jì)，為教學(xué)服務(wù)。首先，原理匹配。優(yōu)質(zhì)材料的運(yùn)行原理應(yīng)該與教材中內(nèi)容相匹配。如《空氣小車(chē)跑跑跑》一課中，林老師選擇的空氣小車(chē)與蘇教版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第一單元第一課《空氣占據(jù)空間》中，擠壓注射器里的空氣，實(shí)驗(yàn)原理相同：壓縮空氣有彈性。其次，凸顯趣味。優(yōu)質(zhì)材料要比原教材中的材料更貼近學(xué)生生活，更容易引起兒童的興趣?？諝庑≤?chē)比普通的針筒更容易引發(fā)孩子的探究欲望，原來(lái)我們自己的玩具也可以用來(lái)科學(xué)學(xué)習(xí)。接著，活動(dòng)多樣。對(duì)于優(yōu)質(zhì)材料的探究活動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)既可以有定性的活動(dòng)，也可以有定量的活動(dòng)，活動(dòng)形式不能單一呈現(xiàn)。如《空氣小車(chē)跑跑跑》中，林老師引導(dǎo)學(xué)生用“○”表示空氣微粒，以定性的方式探究壓縮空氣有彈性；再以數(shù)據(jù)記錄的形式，這種定量方法來(lái)探究小車(chē)運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)近與空氣壓縮程度的關(guān)系。然后，注重學(xué)情。優(yōu)質(zhì)材料的引進(jìn)要重點(diǎn)考慮學(xué)生實(shí)際接受能力，考慮到他們的年齡特征和兒童發(fā)展規(guī)律，不能為了博取聽(tīng)眾眼球而隨意引進(jìn)。在本文上一節(jié)提到的優(yōu)質(zhì)材料引進(jìn)中，授課教師引進(jìn)的厚度儀和數(shù)字式紙張水分儀，操作簡(jiǎn)便，在一部分學(xué)生“試水”實(shí)驗(yàn)測(cè)試成功后，教師確保學(xué)生在操作上沒(méi)有問(wèn)題，再進(jìn)行實(shí)際的教學(xué)操作，這樣的優(yōu)質(zhì)材料引進(jìn)才會(huì)讓探究更有效。教師對(duì)材料的關(guān)注，換取創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料的發(fā)現(xiàn)并不是一蹴而就的，這需要教師和學(xué)生的共同關(guān)注，只有“擁有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛”，才能從各個(gè)方面看到創(chuàng)新材料的“身影”。在發(fā)現(xiàn)和尋求的過(guò)程中，教師自身能力能得到發(fā)展，也能幫助學(xué)生延展思維的“觸角”和開(kāi)拓眼界，不會(huì)桎梏在科學(xué)課堂的“信息繭房”中。教師自身多關(guān)注作為教師自身來(lái)說(shuō)，善于挖掘教材實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)新點(diǎn)，可