实验教学中结构性材料的选择与使用
杨春明
在素质教育背景下，科学已经成为小学阶段的核心课程之一。小学科学教学的开展离不开各种实验材料，教师对结构性材料的选择和使用要遵循一定的原则和方法。在选择科学结构性材料时，要考虑学生的兴趣、材料的生活性、教学目标的实现性、对学生思维的拓展等;在使用科学结构性材料时，要考虑材料出示的时机、顺序以及材料的数量等。只有科学选择与使用结构性材料，才能保证科学教学的质量，进而提升小学生的综合素质。
随着素质教育的深入，科学在小学教育中的重要性不断提升，科学教学可以很好地培养小学生的思考探究能力、创新能力及想象力，对小学生的成长发展大有助益。在科学教学中，结构性材料可以有效提升科学教学的质量和效率。所谓结构性材料，是指教师精心设计的与教学内容密切相关、符合教学需求和学生认知的材料组合。结构性材料的选择和使用是否合理，直接影响科学实验的效果好坏，进而影响科学教学质量的高低。因此，小学科学结构性材料的选择与使用策略值得深入研究和探索。
一、实验教学中结构性材料的选择原则
小学科学教学中包含大量的实验内容，而材料是决定实验效果的核心要素。教师要根据结构性材料的标准和要求，从多方面考虑，选择合适的结构性材料开展科学教学。具体来说，应遵循以下几个原则。
（一）能够激发学生学习兴趣
小学生正处于好奇心和求知欲旺盛的年龄，学习和探究兴趣是影响他们学习积极性的重要因素。在科学教学中，如果教师所选的结构性材料缺乏趣味性，无法引发他们的学习兴趣，则科学教学的效果会受到较大影响。因此，教师在选择机构性材料时，要充分考虑小学生的年龄、性格、兴趣爱好等要素，选择合适教学的材料。基于小学生的年龄和认知，他们通常对新奇的、好玩的、效果特殊的、颜色形状独特的、超出他们认知的材料有兴趣和好奇心，教师要根据教学需求，侧重选择一些小学生感兴趣的材料开展教学。例如，科学课程中有关于空气重量的实验，教师可以先通过问题吸引学生的好奇心：我们呼吸的空气也是有重量的，你们知道怎样证明吗？在激发了学生的学习兴趣后，教师可以选择天平、气球、针等实验材料，然后将气球吹大，引导学生思考吹到气球里的空气有没有重量。在开始实验时，教师将气球吹成同样大小，放在天平上并调整到平衡状态，然后将其中一个气球扎破，这时天平会失去平衡，学生可以直观地看到空气是有重量的。这个实验内容和材料的选择，对小学生来说是新奇和不可思议的，可以很好地培养学生对科学的学习兴趣和探究欲望。
（二）贴近小学生的日常生活
科学课程是一门贴近生活、探究发现生活中的知识和规律的学科，与人们的生活息息相关。小学生知识储备和认知水平有限，对生活中的事物更加熟悉，运用生活化素材开展教学能够取得更好的效果。基于此，教师在开展小学科学教学时，要多选择学生熟悉的、贴近学生日常生活的结构性材料进行教学。生活化的结构性材料不仅简单易得、安全性高，还能引导小学生更好地将科学内容与生活联系起来，运用所学的科学原理解释生活中的各种现象，提升学生运用知识的能力和对科学的兴趣，因此在选择科学结构性材料时，生活化材料是必不可少的。例如，在学习溶于水的物质内容时，教师可以选择生活中常见的糖、盐、洗衣粉、食用油、面粉等，这些物质都是学生比较熟悉的，在讲解溶解实验时可以引导学生操作，学生也更容易理解其中的科学原理，从而提升科学教学效率。又如，在学习固体、液体和气体部分的内容时，教师可以选择冰块、水、热水作为实验材料，让学生通过观察、触摸等方法认识固体、液体和气体，接下来可以顺理成章地引入固体、液体和气体的概念、性质和特征。材料是学生熟悉的，教学过程就会显得更加有趣。
（三）有利于教学目标的实现
结构性材料是科学教学中不可或缺的辅助工具。选择合适的结构性材料能够更好地帮助学生理解相关科学知识、概念和原理，实现既定的教学目标。如果教学材料选择不当，可能会使实验现象不够明显，教学结论的得出比较模糊，不利于学生理解科学知识和内容，教师的教学目标和意图也不能很好地实现。基于此，教师在选择结构性材料时，要根据教学目标和教学意图进行思考和筛选，选择最有效的结构性材料，提升科学教学的效率。例如，在探究物质的吸热和散热问题时，教师可以根据教学目标选择合适的材料。第一步，先探究不同材质物质吸热散热的区别，可以分别选择一块布和一块锡箔纸，包住温度计后放在阳光下，一段时间后，从温度计的读数中得出两种物质吸热能力的高低，然后将温度计放入室内，一定时间后再读数，总结两者散热能力的高低。第二步，探究相同材质不同颜色物质的吸热散热情况，选择黑白两种颜色的同种布料，按照第一步的操作步骤进行实验，观察颜色对吸热散热能力的影响，最终得出实验结论，在相同材质条件下，颜色也是影响物质吸热散热能力的要素。通过这两组材料选择，分组实验、层层推进，学生可以清晰地看到实验的结果，并得出相关结论，教学目标和教师的教学意图得到了很好的实现，科学教学质量得到了保证。
（四）有利于拓展小学生思维
小学科学课程的最终目标是培养小学生的科学精神、创新能力和思考探究能力，而科学是一门开放性较强的课程，课程内容、形式、资源、空间等都较为开放。这就需要学生在学习过程中具备开放式性思维，不断扩大思考探究的深度和广度，只有这样，才能实现科学教学的目标。基于此，教师在选择结构性材料时，要选择开放性的、能够拓展学生思维的材料，让学生有更多探究的方向和空间，在探究中發散思维，培养创造力和想象力。在以往的科学教学中，很多教师对材料的创新不够重视，机械地沿用陈旧材料，导致学生的思维方向和方法比较固定，难以培养发散性思维。因此，教师要重视材料创新，多选择开放性的材料组织教学。例如，在教学液体的浮力内容时，教师给学生提供一些物品，如鸡蛋、装水的瓶子、乒乓球等，让学生观察这些物品能否浮在水上，如果沉到水底，有什么办法可以让它们浮上来。学生可以自己选择实验所需的材料来解决问题，为学生发散思维提供条件。学生通过实验发现，鸡蛋和装水的瓶子是沉在水底的，于是有的学生向水里加盐，有的向水里加糖，增大溶液的浓度来增加浮力，有的将瓶里的水倒掉使瓶子浮上来，学生的思考方向和方法多种多样，很好地拓展了学生思维。
二、实验中教学中结构性材料的使用策略
在小学科学教学中，教师通过各方面综合考虑选择了合适的结构性材料后，还要采取科学的使用策略。只有这样，才能真正发挥结构性材料的作用，提升科学教学效果。
（一）选择合适的时机向学生出示材料
教师在开展科学教学时，选择合适的时机向学生出示材料是非常重要的，材料出示时机不恰当会大大影响教学效果。小学生活泼好动，好奇心强，自制力不足，如果教师在课堂开始时就发放材料，学生通常就会将全部注意力放到材料上，无心关注教师的讲课内容，也就无法掌握实验原理、操作方法、注意事项等要点，不仅课堂纪律难以保证，还会因为学生不认真听讲而致实验失败或发生危險。例如，在学习电路实验内容时，如果一开始就发放材料，大多数学生会自己摸索尝试，无心听课，不仅不能掌握正确的实验方法，还有可能因为连错电路而损坏材料。因此，教师要选择合适的时机出示材料，在学生充分了解实验的知识和操作方法后再出示，保证材料在教学中能发挥最大效能，提升科学教学的质量。
（二）选择合适的顺序给学生发放材料
在科学教学中，有很多内容的讲解需要多种材料辅助，同时，不同实验的步骤、材料的使用顺序等各不相同，如果不能合理使用材料将大大影响科学教学效果。教师在给学生发放材料时，如果一次性全部投放给学生，很多学生无法科学安排和使用，尤其是需要分层探究或者进行对比的实验，有的学生没有完全掌握实验思路和方法，盲目操作无法得出正确结论。例如，在探究物质吸热散热能力的实验中，教师如果一股脑把不同材质、不同颜色的材料都投放给学生，学生可能会感觉混乱、无从下手，实验难以正确开展。因此，教师要根据教学要求，层层推进，按照实验顺序分步骤发放材料，学生完成一阶段的实验后再发放下一阶段的实验材料，引导学生逐步探索，掌握正确的探究方法。
（三）保证充足的数量为学生提供材料
小学科学强调培养小学生的思考探究能力、创新能力和想象力，这些能力的培养除了在课堂中学习科学知识外，还需要小学生积极参与实践，自己动手操作实验。此外，小学生充满活力、动手欲望强烈，因此指导他们自己操作探索可以很好地提升科学教学效率。基于此，教师要为学生提供充足的结构性材料，让每个学生都有动手实践的机会，如果材料不足，不仅会不可避免地在学生间发生争夺和矛盾，还会给没有材料的学生带来心理打击，影响他们的学习信心。因此，教师在准备材料时，对于单独操作的实验，要做到每人一份，对于分组实验，要保证每个小组都有充足的材料，只有这样才能保证学生的科学能力得到尽可能有效的培养。
三、结语
总之，素质教育背景下，科学是提升小学生综合素质的必修科目，对小学生的成长发展有重要作用，而结构性材料的选择和使用是影响科学教学效果的核心要素。因此，教师要重视研究结构性材料的选择和使用策略，从学生兴趣、材料生活化、教学目标实现、思维拓展等多个角度入手选择材料，并运用科学方法，保证材料的合理使用，不断提高材料的使用效果，进而提升科学教学质量，为小学生科学素养的培养提供助力。
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