摘要：探究活动是小学科学课程的主体活动，更是培养学生科学素养的载体。教师有针对性地优化活动材料，能引领探究自主、有效、深入，更好地发挥探究式学习的教育功能。作者结合多年教学实践，发现优化材料的便捷性、直观性和结构性能促进学生探究活动更自主、更有效、更深入。

　　关键词:小学科学,活动材料,深度探究

　　小学科学课程是义务教育阶段一门以培养学生科学素质为目标的课程。科学探究是学生学习掌握基础科学知识和技能、培养科学兴趣和思维习惯、弘扬科学精神的主要途径。但在当前的科学课堂上，学生探究学习的质量普遍不高，很多活动仅停留在表面，没有取得预期的效果。为解决上述问题，在日常的教学活动中，教师可采取提高材料的便捷性、直观性、结构性的方法，助力学生深度探究。

　　一、提高材料的便捷性，促进学生自主探究

　　（一）善用“简化”材料，引导学生自主活动

　　在实验教学中，教师为学生准备材料是为了让学生操作、观察和思考。因此，活动装置和材料除了能方便学生操作外，还要能引导学生自主活动[1]。“简化”并不是简单地删减器材，而是减少学生无效操作的时间，简化教师无效的讲解，节约更多的时间让学生自主活动。

　　案例1：五年级（下册）“摆的研究”一课，需要同时研究“摆的快慢和摆锤重量及摆绳长度的关系”。在实际操作过程中，笔者发现学生在绳子的打结和取一倍长、两倍长、三倍长上面花费了很长的时间，有些学生还不能正确改变摆绳长短，需要教师就“如何改变摆绳长短”做说明，导致整个活动时间拉长，而后观察和研讨阶段草草了事，没有达到预期的教学目标。

　　为了能让活动操作更简化、更具引导性，为学生留出充足的观察和研讨时间，笔者对原有装置（如图1）做了改进（如图2），把原本上面的木棒改成扁平的PV管，根据绳子长度在管上标注一倍长、两倍长、三倍长，且钻孔后插上铜棒，并在绳子的终端系上一个小垫圈，便于扣在铜棒上。这样，学生在研究“摆的快慢与摆绳长度关系”时，只需一拉一扣就可以改变和固定摆绳的长度。此外，学生一看到材料，不需要教师讲解，就能自主完成探究活动，大大缩减了活动时间。在后面对数据的分析上，因为有了充足的时间，分析和研讨也就更充分。

　　（二）巧用“陌生”材料，引导学生自主发现

　　有时候改进材料，不一定需要做到如何精美、如何创新，改进的灵感往往来源于上一堂课学生的反馈。

　　在探究活动中，一些材料会经常出现在学生面前，如烧杯、水槽等。当这些材料突然有了变化，成了“陌生”的材料，学生就会特别关注，有关注就会产生自主探究的冲动，进而会主动思考，发现其中的问题，并探究现象产生的原因[2]。

　　案例2：在“用橡皮泥造船”一课中，为了方便学生更好地测试小船，教师将烧杯改成了水槽，虽然方便操作，但学生很难观察到水位的变化。所以完成活动时，学生的发现仅停留在“我们的船造得内部空间大一点可以装更多货物”，却很少观察到，装载不同货物时水位上升的幅度是不同的。

　　为了便于学生更自主地观察，笔者在水槽一侧贴上一条防水刻度条（如图3）。一个简单的操作便可以引发学生对这个刻度条的关注。当教师提问：“还有其他新的发现吗？”学生自然就会从刻度条观察到，随着载重量的增加，水位是不断上升的，从而为后面对排开水量的研究作铺垫。当然，为了使水位变化效果更明显，教师还可以在水中添加染色剂。

　　二、提高材料的直观性，促进学生有效探究

　　（一）呈现直观模型，使学生获得感性认识

　　学生对事物的认识以感性认识为主。在具体实践中，很多知识点的概念和规律都很抽象，常规的教学手段很难让学生有效获得感性认识。自制教具有很强的科学特色。教师可以把课本中抽象的理论知识直观化、形象化，用形象、逼真的自制教具来演示，帮助学生获得感性认识[3]。

　　案例3：以“我们是怎么听到声音的”一课为例，耳朵内的结构非常复杂，又难以观察。学校现有的模型只能呈现形状但不能看到具体振动传递过程。因此，笔者所在学校一位教师设计了两个直观模型。听小骨是人体内最小的三块骨头，位于人的中耳，鼓膜内侧，与鼓膜相连。随着声波进入耳道，鼓膜将声波转化为振动，进而带动听小骨振动，听小骨将振动传递给内耳。

　　听小骨模拟学具（如图4），用三个相互接触的乒乓球模拟“听小骨”与橡皮膜模拟的“鼓膜”紧贴。在“耳道”另一侧敲击小鼓，可以观察到“听小骨”随着“鼓膜”的振动而振动。这很好地体现了听小骨传递振动的功能。

　　耳蜗是螺旋形骨管，内部结构较复杂。耳蜗骨管分成上下两部分，两管中充满外淋巴液。外界声波通过淋巴液而震动盖膜，盖膜又触动了毛细胞，最后由毛细胞转换成神经冲动经听觉神经而传到听觉中枢。具体设计如下：以实物展现耳蜗（如图5），用大蜗牛壳模拟耳蜗，耳蜗内装有导电性良好的浓盐水模拟耳蜗内的液体，用二极管和简单电路模拟神经系统。随着听小骨的振动传来，耳蜗内液体震荡，二极管时亮时灭。模拟耳蜗振动转化为听觉信号，由听觉神经传递给大脑，人就听到声音了。

　　（二）采集真实数据，助推学生有效研讨

　　在探究活动中，数据采集的正确性或者规律性往往能方便学生更快地得出实验结论。但是在平时的课堂实验中，由于材料或学生操作不规范等问题，经常出现无效数据或误差较大的数据，这不仅延长了学生操作的时间，还给学生分析数据造成了干扰。适当地对原有材料进行改进，可以减少很多无效数据或大误差数据的产生。有了真实的数据，学生才能更好地去分析，展开有效的研讨[4]。

　　案例4：在四年级（上册）“让小车运动起来”一课中，原本为了防止小车冲出桌面，需要学生用手在桌子边缘挡住，但在实际操作中会出现车子没到边缘就被按住的问题，从而影响数据的准确性。为了便于四年级学生操作，教具增加了一个定滑轮装置（如图6），这个装置既解决了让小车停下来的问题，又解放了学生的双手，还能减少绳子与桌子的摩擦，使数据更准确。但新的问题又出现了：由于加了定滑轮，绳子与桌面间的摩擦几乎没有了，另外，由于有些桌子本就不平，有些组用一个垫圈就能让小车运动起来，不方便学生理解“一定的力才能让小车运动起来”，把垫圈改太小又不便于学生操作。综合后面“几个垫圈能让小车运动起来”时小车不能跑直线的问题，给小车加重（如图7）是能完美解决问题的办法。但也不是简单地加重，而是要在反复调试过程中探索加多重效果是最好的。所以，教师在为学生准备器材时，需要不断地做下水实验，最终目的是减少由于器材原因而出现的数据不准确问题，方便学生对整体数据的分析，提升探究效率。

      三、提高材料的结构性，促进学生深入探究

　　（一）设计“矛盾”结构，激发学生探究欲望

　　不同的材料预示着不同的现象。在对一个活动研讨一致时，教师再呈现与该探究活动看似相似，实则不同的材料，在教材内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”，可以使学生原有认知与眼前现象发生强烈的冲突，从而使其提出科学问题，激发进一步探究的欲望[5]。

　　案例5：五年级（下册）“摆的研究”一课主要是研究“摆的快慢与什么因素有关”。在学生研讨得出了“摆的快慢只与摆绳的长度有关，与摆锤重量无关”的结论后，课堂教学并没有结束。此时，教师拿出两个绳长一样、摆锤长短不一样的摆（如图8），让学生猜一猜二者摆动的快慢是怎样的。几乎所有学生都认为两个摆摆动的快慢是一样的，因为在前面的活动中学生已经得到了结论：摆的快慢只与摆绳长短有关，与摆锤重量是无关的。在学生猜测完后，教师再让学生用前面活动的方法证实自己的猜想是否正确。学生通过实验验证发现：摆锤短的那个摆摆动得快，摆锤长的摆摆动得慢。这时候学生就会质疑，为什么会这样？教图8绳长一样，摆锤不一样的两个摆师在学生探究欲望最强时，提出：“通过这个活动，你有什么新发现？又产生了什么新的问题？”学生踊跃地举手。有的学生认为“摆摆动的快慢可能还与摆锤的长短有关”，有的学生则质疑今天得到的“摆摆动的快慢与摆绳长短有关”是否完全准确等。在一堂课即将结束时，教师适当设计“矛盾”结构，能让学生产生一种强烈的探究欲望，还能为下一节课的探究做好铺垫。

　　（二）设计“放大”结构，强化实证意识

　　在科学实验中，并不是所有的现象都是显而易见的，有些现象不明显，有些很微小。教师只有将这些微小或不明显的现象放大，才能使学生进行下一步探究。在科学教学中，教师通过对已有材料的组合，把原本并不明显的实验现象变成定量的数据分析，不仅能放大实验现象，还能增强学生的证据意识。

　　案例6：在“用橡皮泥造船”一课中，虽然通过带刻度的水槽条能发现，随着载重量的增加，水位上升更多，猜测排开的水量更大，但如果载重量相差不大，效果并不是很明显。用数据来证明猜想，更能增强学生的实证意识。

　　在这个活动中，笔者用大的溢水烧杯和量筒组合在一起，做成一个排开水量的放大装置（如图9），为了看得更清楚，分别在水中加入染色剂，便于学生观察。不同载重的小船放到溢水烧杯中，排开的水就会流入量筒。读出量筒的读数就能知道具体排开的水量。教师通过已有两个装置的组合达到更好的实验效果，能够增强学生的实证意识。

　　四、结束语

　　总之，教师要依据教学目标及现有的实验材料，改进或自制教具学具，呈现相应的有利于学生探究的器材，利用器材调控学生的思维，在课堂上将科学实验的教学价值最大限度地发挥出来，进一步激发学生的探究热情，引导学生用教学具经历活动，用活动带动思维，用思维改善活动，使探究活动层层推进、有序进行。这样的科学课堂使学生真正成为探究活动的主体，并在深度探究中不断地提升科学素养。

参考文献

　　[1]喻伯军.小学科学教学关键问题指导[M].北京:高等教育出版社,2020.

　　[2]张红霞.科学究竟是什么[M].北京:教育科学出版社,2003.

　　[3]祝守宏.例谈小学科学实验器材改进与准备原则[J].天津教育,2020(27):177-178.

　　[4]章杰.对小学科学教材中部分实验器材的改进与思考[J].实验教学与仪器,2020,37(Z1):123-126.

　　[5]李文霞.基于科学思维的小学科学教学探析[J].考试周刊,2023(46):19-22.