科学区（发现区和自然角）中的材料（包括工具），对幼儿的探究和发现有着重要的意义：材料是幼儿学习和探究的刺激物、中介和桥梁；是教育目标和内容的物化，是教师引发、支持幼儿探究，实现教育目标和内容的载体。如何使投放的材料具有结构？什么样的投放方式是适宜的、如何在幼儿的兴趣需求与关键经验之间的关系建立联系？思考和厘清这些问题能够提高科学区的质量，促进幼儿积极主动而有效的学习。

材料的结构和逻辑联系

结构一词指的是相互关联的方式。科学教育中的材料的结构，意思是指材料在被使用时能揭示自然现象间的某种关系。这种关系的型式即是现象之上的概念。例如，磁铁、铁块、镍块和铜块这几种材料集合起来就有了一种结构：铁和镍与磁铁能发生相互作用；但磁铁和铜之间却不发生相互作用。这样，就有了一种关系型式：磁铁和某些金属能发生相互作用，而和另一些金属则不能。人们在操作这些材料时发现的这一现象的概念，便是磁铁的特性。这些材料的结构有着内在的关系。可是，材料也还有外在的，或称赋予的关系。假如我们面前摆放着以下材料：树叶、口红、硬币、锥子、瓶盖、饼干、皮带，它们之间不能发生什么相互作用去揭示任何自然现象；没有什么关系型式。但是，我们也可以给它们强加上一个关系。如可以用许多方法把它们分类，分为天然的和人造的物体，或者按动物、植物或矿物来分类，或者考虑到它们都是固体。一旦为一组东西建立起一个分类标准，结果就有了一种关系的型式。因此，分类也可以被看作是一种结构的型式。可见，结构可以指一种内在的关系的型式(属于全体)，也可以是一种外在的关系(强加给一组东西的)。

为了支持幼儿的科学探究，我们强调为幼儿提供有适宜结构的材料。作为教师要研究并清楚地知道各种材料的结构及其所蕴涵的关系，只有这样，才能有效地引导幼儿通过操作各种物体和材料发现各种关系，获得有关的经验。一般来说，幼儿通过探究和操作常见的各种材料，会发现三种最主要的关系：

1.材料的特性。任何材料都有颜色、形状、大小、重量、质地、弹性等材料的基本特性。幼儿在了解材料的基本特性之后，进而能了解到一些材料对制造某些东西来说可能比其他材料好(又坚固、又便宜、又美观)，但其他方面可能不太好(更重，难于切割)。

2.材料的变化。一些材料制成的物体可以通过压扁、弯曲、拧、伸长等过程变形。一些材料(如水、巧克力、面包、糖等)在加热或冷却时会发生变化。纸屑、纽扣、钉子等放入水杯中会发生不同的变化。

3.重要的相互关系。如，沉浮、生锈、摩擦力、磁力等物体间相互作用时表现出的特点。

依据这种基本关系的线索，我们要可以研究为幼儿提供的材料所具有的结构及其所蕴涵的具体关系，以及幼儿在探究和操作这些具体材料时发现这些关系的顺序(这种顺序反映着幼儿认识水平的发展进程)。

从上述关系可以看出，有些关系会体现出层次性和渐进性，而有些关系则不会；有些关系在不同的年龄阶段会呈现出层次性，而在同一年龄班可能大致相同。所以，我认为所有的材料都要有结构，结构也可以说是某种逻辑联系，但不一定都呈现出层次，因此也没有必要所有的材料都追求层次性，实际上也不可能做到。

所谓“层次”，是指“事物的次序，排列先后的顺序”。以磁铁为例，幼儿能够探究和发现4个基本概念：磁铁能吸引金属制成的物品，但不是所有的金属；磁铁具有两极，同极相斥，异极相吸；磁力能够穿透各种材料；磁力是可变的。我们会组织不同的活动让幼儿通过探究获得上述概念中的某一个，不同的活动需要具有不同结构的材料。但探究这4个概念的活动却没有绝对固定的先后顺序。幼儿对颜色的探究则会呈现出层次性和先后顺序。当我们为幼儿提供红、黄、蓝三种基本颜色的液体，让幼儿自由操作和发现时，幼儿会先后发现以下几种主要的关系：两种颜色混合生成新的颜色；发现固定的搭配关系；发现深浅与量的关系。幼儿面对三种基本颜色的液体，他们最想做、最先做的事就是混合，他们把各种颜色放在一起搅拌、添加、覆盖等，这个过程持续很长时间，于是他们感知到了颜色混合可变成另一种颜色的特性。此后，他们才可能注意到固定的搭配。再后来，幼儿才可能去探究颜色深浅与量的关系。

在自然角中，我们也可以把动植物及种植和养护所需要的物品都看作“材料”，这就是广义的材料。我们给幼儿呈现的动植物也应有一定的结构，但并没有明显的层次性。因为这些材料展现给幼儿的是一种植物或动物生长的过程、需要的条件和对周围环境的适应、以及生物的多样性。

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