科学探究中材料结构性初探

——小学科学探究中结构性材料有效利用的研究【内容摘要】教师通过精心设计、选择、提供有结构、有价值的材料，这是有效探究式教学得以开展的根本，是学生自主参与实践，自行探究的前提，也是促进学生形成一定科学素养的关键。

本文围绕小学科学探究教学中结构性材料的界定、选择、使用三个层面的问题进行了实践研究，力求为一线教师提供一些有价值的参考。

【关键词】有效探究材料组合小学科学课程是以培养科学素质为宗旨的科学启蒙课程。

从新课程改革在观念充分突出了“以人为本”的素质教育思想，是把“让每一个学生个性获得充分发展”的价值观看作根本的落脚点，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。

科学课必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动，然而准备教学材料是科学老师实施探究活动最头疼的一件事，也是最费时间甚至金钱的一件事。

虽然，实验室有一些教学具，但在新教材面前，实验室的那些材料就显得“英雄无用武之地了”。

因此，教师精心设计、选择、提供有结构的材料是探究式教学得以开展的根本，是学生参与实践，自行探究的前提，也是促进学生形成科学素养的关键。

一、拨开迷雾 -------- 识得结构性材料的庐山面目结构性材料是我们教师经过精心设计与典型教学材料的组合，有丰富内在联系的材料，蕴含着某些关系和规律的典型教学材料的组合。

这种材料组合，既能揭示教学内容有关一系列现象，体现教材的科学性，又要符合学生年龄特征和认知规律，还应贴近学生的日常生活，具有趣味性，使学生喜欢。

如《水的浮力》一课，教师为学生准备了木板，小刀、泡沫塑料、钉子、铁质钩码、小皮球、回形针、橡皮泥、锡箔等材料，有些能浮的，有些能沉的，还有些既能浮又能沉的，还有一系列重量相等、体积不同的材料和体积相等、重量不同的材料用来探究物体的沉浮的规律。

这些有结构的材料集合在一起为学生创设了一个乐于探究的环境。

有时教师由于准备不充分，临时找一些代替品，就会无法达到学习的最佳效果。

中学化学探索材料的结构和性质化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化过程的科学。

在中学化学课程中，我们经常会探索不同材料的结构和性质。

本文将从原子结构、分子结构和晶体结构等方面来深入分析和探讨中学化学中的材料以及它们的结构与性质的关系。

一、原子结构对材料性质的影响原子是构成所有物质的基本单位，它的结构对于材料的性质具有重要影响。

例如，在金属中，金属原子以金属键相互连接，而且呈现出电子云的共用现象。

这种共享电子云的特性使得金属具有优良的热导电性和电导性。

此外，原子的结构也影响着材料的硬度和脆性。

比如，金刚石由碳原子通过共价键连接而成，每个碳原子都与四个邻近的碳原子相连，形成了坚硬且密实的结构，使得金刚石具有极高的硬度。

而在金属结构中，金属原子之间的"海洋"电子结构使金属具有较高的延展性和可塑性。

二、分子结构对材料性质的影响分子是由两个或多个原子通过共价键连接而成的结构。

分子的结构决定着材料的物理性质和化学性质。

以水分子为例，水分子由两个氢原子和一个氧原子通过共价键连接而成。

由于氧原子对电子的亲和力较大，水分子中的氧原子带有部分负电荷，而氢原子带有部分正电荷。

这使得水分子成为一个极性分子，具有较强的极性作用力。

由于极性作用力的存在，水分子能够形成氢键，这种氢键的存在决定了水的高沸点、高表面张力和高比热容等性质。

同样，其他分子也会因为分子结构的不同而具有不同的性质，比如醇类分子的极性使其具有良好的溶解性，而烷烃分子的非极性使其具有较低的沸点和溶解度。

三、晶体结构对材料性质的影响晶体是由原子、分子或离子以特定的周期性排列而成的固体。

晶体的结构对其性质具有决定性的影响。

以盐类晶体为例，盐类晶体由阳离子和阴离子以离子键连接而成。

在盐类晶体中，阳离子和阴离子呈现出紧密有序的排列，因此盐类晶体具有高熔点和脆性。

晶体中的空间排列方式也对材料的性质产生重要影响。

比如，金刚石是由碳原子以面心立方结构排列而成的，其硬度非常高。

小学科学教学中“有结构材料”的研究在小学的科学课程中，我们可以看到许多关于材料的探索，其中“有结构材料”也不例外。

本文将就小学科学教学中“有结构材料”的研究进行浅谈，并探讨这种材料在教学中的具体应用。

一、小学科学教学中“有结构材料”概述有结构材料是指那些具有明显结构性质的材料，例如砖块、积木等。

它们可以被组合成复杂的形状和结构，从而展现出不同的性质和特点。

在小学科学教学中，有结构材料的研究主要涉及其材料特性、组合方法和应用。

1.1 材料特性有结构材料的材料特性很多，包括颜色、形状、大小、重量、硬度、质地、透明度等。

比如，砖块是一种有结构材料，它的特性包括红色、长方形、大小不一、重量较重、硬度较高等；而积木则是一种更多元化的有结构材料，其不同的分支种类中包括各种图案、形状、大小、颜色等，还可以有不同的材质如木头、塑料等。

通过学习这些材料特性，可以帮助小学生更好地把握材料特点和用途，并进行更好的识别。

1.2 组合方法有结构材料的组合方法也很多，可以用翻转、旋转、堆叠和连接等方式将它们组合成不同的形状。

例如，积木可以通过旋转、堆叠和连接等方式来完成各种建筑和故事情节，而砖块也可以通过堆叠和连接等方式来搭建不同的建筑。

1.3 应用有结构材料在小学科学教学中的应用也很广泛。

它们可以被用于研究平衡、强度、稳定性、自然现象等各种科学问题。

同时，它们也可以被用于创意艺术、故事教学、角色扮演和其他探索活动。

例如，学生可以通过拼搭积木来理解建筑结构、复杂系统和平衡问题，或者通过利用砖块来制作自己的城市、编写故事和创作角色扮演中的道具。

二、小学科学教学中“有结构材料”的教学策略在小学科学教学中，教师可以采用以下几个策略将“有结构材料”的研究引入教学中：2.1 图像和实物展示通过图像和实物展示不同的有结构材料，教师可以帮助学生识别和了解这些材料的特点和组合方法。

教师可以利用电子白板或PPT展示不同的有结构材料，并详细解释它们的特点和用途，或者带着学生接触实际的有结构材料，让学生触摸、看看、听等多角度感受这些材料，培养好奇心、专注度和兴趣。

利用结构性材料进行科学探究浅探利用结构性材料进行科学探究浅探[摘要] ?小学科学课程标准年级?修改稿，确立小学科学课程改革的重点是以提高学生的科学素养为宗旨。

实验是学生学习科学、提高科学素养的主要途径。

善用小学仪器组合，构建实验效益平台，有利于到达提高小学科学课课堂教学效益的目的。

[关键词]课程标准;科学;操作;实验平台科学课是科学启蒙课程。

学生学习科学、实现科学探究的主要途径是科学实验，而实验材料是科学探究活动的基石。

结构性实验材料在使用上具有很大的优势，能使科学探究活动更具丰富性，操作起来也更加便捷，实验的结果或数据也更加精密。

因此，指导学生学会用有结构性实验材料进行探究，能提高他们认识问题、探究问题、解决问题的能力，提高科学素养。

这也就要求教师在小学科学实验中，多给学生一些表现的时机，让学生多动手，多动脑，多利用结构性材料获得科学的体验。

一、利用结构性材料开展科学探究的重要性结构性材料结构是指科学实验中教师所采用的材料的种类、组合、数量以及投放的次序，是被教师精心设计和优化过了的典型材料的组合。

这种有结构的材料，既符合小学生的年龄特征和认知规律，贴近其日常生活，又能通过实验材料揭示与教学内容有关的一系列现象，表达出科学性。

同时，结构性实验材料的选择，还能有效地调控教学，使学生能通过对材料的探索来发现问题、解决问题，在有限的探究中获得更多有价值的成果，为科学课程的有效教学奠定根底。

科学课是对学生进行科学启蒙教育的学科教育，是科学教育的主阵地。

其包含着系统、全面、标准的科学教育内容，尤其是利用结构性材料开展科学探究，对学生科学素养的提升，具有重要的意义。

首先，利用结构性材料开展科学教学是培养学生观察能力的极好途径。

通过科学课中的结构性材料，教师可以不用做过多的提示或要求，学生就能够十分积极地投入到教学中，在科学探究中仔细观察，用手去摸、用鼻子去闻、用放大镜去照、用显微镜看实验材料，并做好认真记录，完成教师预定的教学方案和要求。

浅析结构性实验材料在小学科学教学中的应用科学实验材料是小学科学教师开展各类科学教学实践活动的重要工具之一，更是在科学实践过程中培养学生科学能力、科学精神、科学思维、探究能力、创新能力等的重要手段。

调查发现，实验材料的合理运用，还可以改善、调动小学生科学学习情感，使之能够真正爱上科学、迷上科学，在提升学生科学素养的过程中还可以促进学生高阶思维的形成与发展。

结构性实验材料就是结合实验具体需求对相应实验材料进行合理的组合，确定实验材料所应用的具体顺序，以此来提高实验的准确性以及科学性，最终促使学生能够高效完成相关知识的深层次建构以及学科素养的进一步发展［1］。

因此，结构性实验材料在小学科学教学或是实验教学中的应用，既可以有效提升教学效能，又可以引发学生科学学习兴趣、培养学生科学思维以及探究能力，在提高科学教学（尤其是科学实验教学）质量的同时，也有效促进了学生科学素养的形成与发展。

一、结构性实验材料的分类及教学应用范围结构性实验材料主要分为以下几大类：第一，引导型实验材料。

引导型实验材料的主要应用目的就是利用实验材料来引导、激发学生进行科学学习、实践以及自主探究的积极性，使学生能够在该实验材料的影响下高质、高效地完成科学知识的学习活动。

第二，认知型实验材料。

认知型实验材料的主要应用目的就是促进学生对相关科学概念、科学规律的认知与理解，为进一步提高学生对科学知识要点、难点或是科学实验理念的理解提供保障。

第三，模拟型实验材料。

模拟型实验材料的主要应用目的就是有效降低科学知识的抽象性，提高学生的理解程度，为提高学生科学学习、实践的质量提供保障。

第四，探究型实验材料。

探究型实验材料的主要应用目的就是激发、调动学生利用探究型实验材料自主开展一些科学知识的探究、探索活动，以培养学生科学精神、实践能力以及创新能力。

第五，拓展型实验材料。

拓展型实验材料的主要应用目的就是在开展科学教学或是实践的基础上还可以引导学生就一些拓展型实验材料进行个性化的科学实验探究，以此来改善、培养学生探究意识、科学思维、科学精神以及创新能力，最终为促进学生科学素养的形成与发展奠定基础［2］。

小学科学教学中“有结构材料”的研究小学科学教学的目的主要是让学生掌握自然科学的一些基本概念和基础知识，同时培养学生的科学素养和创新意识，使他们能够应用这些知识去解决实际问题。

在教学中，教师需要使用一些教具和材料来帮助学生理解和记忆知识点，其中有结构材料是当中的重要组成部分。

本文将着重探讨小学科学教学中有结构材料的研究成果和应用。

一、有结构材料的定义和分类有结构材料通常被定义为能够用于建立模型或复制物品的材料。

它们可以分为三大类：自然界中的有机和无机材料、制造的材料，以及再生和回收材料。

这些材料可以被用于制作模型、树立观念、促进学习和提高学生的创新能力。

二、有结构材料在小学科学教学中的应用1. 三维建模有结构材料是一个有效的学习工具，可以用于学习三维建模。

三维建模是日益流行的一种技能，它涵盖软件设计、工程建模、数字娱乐、产品原型开发等多个领域。

使用有结构材料建立模型，不仅能够实现非常高的精度，而且能够使学生更好地理解物体的构造和特征。

2. 外形建议外形建议是教学中用于促进学生思考或解决问题的一种方法。

有结构材料可以用于创造三维的、可见和可触摸的物体，使学生能够亲身体验并探索如何改变其形状、大小和姿态，从而发掘出不同的建议。

3. 探索科学原理对于需要进行实验探究的科学原理，有结构材料可以用于解释物理、化学、生物等科学原理。

在这些实验过程中，学生能够直观感受到分子结构、量子力学等抽象概念，且由于有结构材料可以任意组合拼接，所以学生还能够自己设计和构建实验。

三、有结构材料在小学科学教学中的的局限性和应对措施然而，在使用有结构材料的过程中也存在着一些限制。

例如，一些学生可能会在使用它们时浪费太多时间和注意力；另一些学生可能会它们实现的效果并不符合预期。

针对这些问题，教师需要采取相应的措施。

例如，他们可以定期监督课堂上的学生活动，及时为学生解决问题，促进学生的动手实践能力；同时，他们可以加强对有结构材料的引导，帮助学生理解并承认这些材料所能提供的帮助。

浅析结构性实验材料在小学科学教学中的应用摘要：由于素质教育的推行，课程的平衡性在教育实践中受到了越来越的关注。

所以科学这门课在小学教育中得到广泛的开设，重点用来训练学生的实践意识和探究能力。

科学探究中，资料是根本，没有对资料的正确探究，其作用非常有限，所以注重科学探究中的资料研究有着重大的作用。

关键词：小学科学；结构性；实验材料引言：科学研究试验材料针对学生的科学素养提高有着很重大的意义，而在其中的科学研究试验中，起到作用的试验材质结构性特征越明显，科学研究效应表现就会越明显。

之于是说对结构特点明显的试验材质利用效果比较显著，首先是因为由于结构化材质的数据更具备典型性，而且在实验操作领域方面也更具便利性，而且如果小学生使用了结构化材质，其剖析问题、解决的困难就会明显大大降低。

从学生的角度做出发，由于学生的智力水平有限，思维发展也不健全，而且对繁杂的实验操作所起的效率也不甚理想，但是结构化材料利用方法简便，而且层次丰富，这对学生的科研思维培养来说仍有很重要的意义，因而在具体研究探索科学教学中对结构化实验材料的设计工作实践意义更加明显。

一、结构性实验材料的基本认识在科研具体课程中，教师们通过对实验物料的筛选与综合研究，并根据物料出现的具体时间可以使其所提出的问题产生结构性。

由于结构化的实验物料往往带有后续性质，从而可以使学生从具体的课题探索中进行思想的进一步深入，从而带动了学生探索性思想的进一步提高，所以在科研课程中，教师使用结构化物料的重要性尤为明显。

对当前在社会科学研究中的结构化物料可以进行简单的归纳，并根据其在科学教学中所起的重要意义以及在实际的表现，可以将其分成五种，依次为指导型实验物料、探索型实验物料、模仿型实验物料、探索型实验物料和开拓型实验物料。

这些建筑材料在实际的科研教学中使用方法有所不同，具体的方法也不同，据此进行调查与探讨才能有效的利用相关资源。

二、结构性实验材料的设计方法(一)认知型材料的利用所谓的认知类教材主要指的是可以帮助学生对一定知识理解的教材。