三材料的结构（第1页）

三、材料的结构

结构一词指的是相互关联的方式。

在建筑上，结构指的是一座建筑物的各个部件同墙、地板等受到的应力和张力之间的关系，以及同该建筑物的功用之间的关系。

科学教育中的材料的结构，是指材料在被使用时能揭示自然现象间的某种关系。这种关系的形式即是现象的概念。[5]例如，磁铁、铁块、镍块和铜块这几种材料集合到一起，就有了一种结构。磁铁和铁、镍能相互作用有关系，因为铁和镍与磁铁能发生相互作用；但磁铁和铜之间却不能发生相互作用。这样，我们就有了一种关系形式：磁铁和某些金属能发生相互作用，和另一些金属则不发生相互作用。人们在支配和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某种内在的关系，所以这种形式是属于全体的。可是，材料也还有外在的，或武断地强加上去的关系。假如我们面前摆放着这些材料：一片叶子、一支口红、一枚硬币、一把锥子、一个瓶盖、一块饼干、一条皮带。这些东西不能发生什么相互作用去揭示任何自然现象，它们相互之间的关系也没有什么形式。但是，我们也可以给它们强加上一个关系。比如，我们可以用许多不同的方法把它们分类，从而给它们强加上一种关系——把它们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。把物体这样分成大类和小类，我们就有了一个分类——一个便于寻找、有用的安排。一旦为一组东西建立起一个分类，结果就有了一种关系的形式。因此，分类也可以被看做是一种结构的形式。

可见，结构可以指一种内在的关系的形式（属于全体），也可以是一种外在的关系（强加给一组东西的），科学教育中的材料结构的概念，是指内在的关系——一种和自然界的现象相关联的形式。

虽然结构和概念两者都指关系，有时可以用做同义词，可是概念指的关系总是抽象的，而结构指的关系可以是抽象的，也可以是不抽象的。一幢建筑物的结构是具体的，这里不能用概念这个词。一种分类，正如我们刚才所见的，有一个结构——一种关系的形式——但那并不是概念。因此，结构所包含的意思比概念要广，因为它既可以用于具体的事物，也可以用于抽象的事物。而概念则总是抽象的。

在学前儿童科学教育中，我们给幼儿提供的材料都有结构。作为教师要研究各种材料的结构及其所蕴涵的关系，只有清楚地知道每一种材料的结构和其具有的关系，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，获得有关的各种经验。

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、抻长等过程变形。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

这是指如沉浮、生锈、摩擦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，我们要仔细研究我们为幼儿提供的材料所具有的结构，这种结构所蕴涵的具体关系，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）。

下面列举的是幼儿园常见的几种材料所能揭示的主要关系。

（1）颜色

为幼儿提供红、黄、蓝三种基本颜色的**，让幼儿自由操作和发现。

幼儿通过操作这些材料可能发现以下几种主要的关系：

●两种或两种以上的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**，他们最想做的事就是混合。他们可能拿一只小碗，把各种颜色都加一些试试会怎么样。他们不断地加，不断地搅拌。他们也可能拿一支笔，不断地蘸各种颜色往纸上画，常常用一种颜色再盖上另一种颜色。这个过程要持续很长时间，他们一直兴趣盎然地做这件事。也正是在这个过程中，幼儿感知到了颜色混合可变成另一种颜色的特性。

当幼儿对颜色混合会变成新的颜色有了充分的认识之后，他才可能注意到固定的搭配。教师可以通过适宜的引导，使幼儿关注到这种关系。

幼儿在对固定搭配有了充分的经验后，才可能去探究颜色深浅与量的关系。

（2）有关电的材料

我们为幼儿提供的有关电的材料主要有电线两根、小灯泡、两节电池、纸片、各种金属片、塑料片、木片……

幼儿通过探索和操作上述材料，可以逐渐发现如下各种关系：

●接亮的关系——电路。

●亮度与电池数量的关系。

●导电与材料的关系。

●电工工具的材料与安全性的关系。

幼儿首先要探索出完整的电路，懂得如何使灯泡亮起来（或使小风扇转起来），然后才可能去探索和发现电池增多时灯泡亮度加大以及哪些材料导电、哪些材料不导电，最后还能把这一经验用于解释和解决实际问题，从而获得实际生活的能力和学会保护自己。

（3）有关磁力的材料

由于磁铁的神奇特性很容易引起幼儿的探究和操作兴趣，为幼儿提供各种形状的磁铁以及铁钉、曲别针、大头针、木条、塑料片等材料。幼儿通过操作这些材料，可以发现许多关系：