圍繞主要概念展開小車運動的實驗教學

季亮

[摘 要]小學科學實驗教學最大的困惑是如何揭示繁雜的科學事實下面隱藏的科學知識。教師面對教學實際需要一個骨架，需要一個模型。怎樣圍繞主要概念展開實驗教學？ 以五年級上冊4單元《運動與力》一課為例進行探討。

[關(guān)鍵詞]主要概念；單元目標；分解概念；統(tǒng)攝性知識；主要知識概念

[中圖分類號] G623.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068（2017）30-0082-02

一、問題的提出與背景

小學科學實驗教學最大的困惑是如何揭示繁雜的科學事實下面隱藏的科學知識。五年級上冊4單元《運動與力》就是這樣，教師面對教學實際需要一個骨架，需要一個模型。教師怎樣通過教學過程逐漸在學生科學探究的過程中形成一個科學模型？即怎樣圍繞主要概念展開實驗教學。

二、研究的思路與方法

1.教法的思路

教師一定要組織學生閱讀每一單元的單元導語。教師要善于抓住單元學習的總目標——初步了解物體運動與受到的力的關(guān)系；善于演示實驗吸引學生，讓學生在豐富有趣的分組實驗過程中注意發(fā)現(xiàn)科學事實性知識；善于歸納每一個實驗的統(tǒng)攝性知識點；在每個實驗中間要善于組織學生前后貫通上下勾連。最后在單元的結(jié)束進行實驗，具體操作形成主要概念。

2.具體操作方法

教師要善于備課，積極準備學生分組實驗的資源包。讓每一個實驗操作難度適合學生的年齡特點和學生的發(fā)展，讓學生感到操作不困難又不容易。實驗過程中合作交流，實驗過后有成就感。這樣學生會保持旺盛的興致，不斷質(zhì)疑產(chǎn)生問題并會不斷追究一個滿意的結(jié)果。這個結(jié)果就是學生在豐富的科學事實基礎(chǔ)上歸納出統(tǒng)攝性知識。再把一個個統(tǒng)攝性知識相互聯(lián)系，從而歸納出單元主要概念“初步了解物體運動與受到的力的關(guān)系”。

三、教師教學設(shè)計為目標定位

小學科學課第一困難就是教師對課程標準的解讀。很多時候你會發(fā)現(xiàn)教師只注意那些科學事實知識和每節(jié)課的統(tǒng)攝性知識，很少在解讀《科學課程標準》的基礎(chǔ)上去備課。五年級上冊4單元《運動與力》核心性概念是什么？我們科學教師按照科學標準的指示尋找《運動與力》主題是力的作用和運動。單元科學主要概念是“物體總以不同形式在運動”“運動表現(xiàn)為一個物體相對于另一個物體位置的變化”“力作用于物體會改變物體的運動狀態(tài)，產(chǎn)生力的作用需要能量”。落實到具體的每一節(jié)課就會出現(xiàn)分解概念，也可以表現(xiàn)為統(tǒng)攝性知識。舉《4.2用橡皮筋作動力》實驗教學為例。因為這一課就是通過實驗“在小車安裝橡皮筋，橡皮筋變形形成彈力，彈力促使小車克服與桌面的摩擦力向前運動，運動方向和彈力方向一致”，由此了解運動與力的作用。

具體分解這一課科學知識內(nèi)容標準：

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從上面內(nèi)容，可以分析出這樣的教學思路：

①主要概念是“力作用于物體會改變物體的運動狀態(tài)”。

②統(tǒng)攝性知識是“有的力直接施加在物體上；物體運動狀態(tài)改變的多少和施加在物體上的力有關(guān)”。

③科學事實知識是“橡皮筋纏繞方向與小車運動方向有關(guān)系；橡皮筋纏繞圈數(shù)多少與產(chǎn)生彈力大小有關(guān)系”。

這樣教師就應(yīng)該在具體的科學探究事實基礎(chǔ)上歸納上位統(tǒng)攝性知識。然后把統(tǒng)攝性知識串聯(lián)歸納上升到主要概念知識。

四、學生具體的科學實驗需要教師

1.學生需要教師制作合適的小車，才能開展正確的實驗活動

小學生太小了，不可能離開教師的幫助去學習。小學科學實驗教學中科學教師面臨最大的困難就是缺少科學實驗教學的資源包。國家頒布的《小學數(shù)學科學教學儀器配備標準》中標明基本配備和選擇配備。就拿儀器小車為例，只適用于《運動與力》單元的第一課《4.1我們的小纜車》教學中使用，后邊的《4.2用橡皮筋作動力》《4.3像火箭那樣驅(qū)動小車》《4.7運動與設(shè)計》《4.8設(shè)計制作小賽車》這四節(jié)課根本不能使用。假如教師放棄實驗，學生損失太大。因此，要進行實驗，教師第一準備的儀器材料就是小車。教師先利用學生廢棄的學具袋里廢棄的玩具按照書中的方式制作反沖力小車、橡皮筋彈力小車，然后再按照教學設(shè)計自己先像學生那樣做實驗，檢查自己的作品，最后再升級，到淘寶網(wǎng)站購買合適的小車。在具體實驗時，再設(shè)計小車運動的跑道和標尺距離。這樣一來，學生才會在教師的腳手架上開展實驗探究活動。

2.學生需要教師演示實驗才能明確目標和方法

學生需要明確目標。一般情況下學生不明白為什么做實驗，不清楚怎樣做實驗，也不清楚實驗最后的結(jié)果。因為年齡的特點只要看到實驗器材就會高興，老師提什么要求都馬上答應(yīng)，不管自己聽懂了沒有，反正只要讓自己動手操作就行。有的課堂實況亂哄哄的，鬧劇一般開始，鬧劇一樣的結(jié)束，學生什么都沒有學會。這樣的實驗課是失敗的。因此，教師必須讓學生明確課題，課題就是目標，就是要建立科學模型，到達核心性知識概念的目標。如《4.2用橡皮筋作動力》一課目標就是用橡皮筋作動力讓小車做線性運動。學生還要弄清楚一個知識概念：橡皮筋一樣的物體會變形具有彈性，彈性就有彈力，彈力能讓小車做線性運動。

教師不應(yīng)直接告訴實驗步驟和實驗方法，而是要進行必要的演示實驗，必須讓學生觀察清楚，明確實驗步驟。在《4.2用橡皮筋作動力》的演示實驗中，我選擇和教科書上一樣的小車。在備課時發(fā)現(xiàn)小車本身輕，靜摩擦力不夠支持彈力克服靜摩擦力向前做功，小車輪原地打轉(zhuǎn)。于是我只好在車身上配加200克重物。我在小車前車框架安裝好橡皮筋，準備好12輛小車，然后按照書中指示纏繞橡皮筋，再鋪設(shè)12塊兩米粗糙模板兩側(cè)有沿的軌道。軌道側(cè)面有長度距離標識。最后把小車放在軌道上，小車開始運動。這一操作過程，學生都在一旁觀察，教學效果很好。

3.學生需要教師指導看書才能明確實驗步驟和預(yù)期效果

學生安裝好小車，教師就應(yīng)指導學生仔細閱讀實驗要求，弄清楚問題：橡皮筋纏繞圈數(shù)與小車行駛的距離的關(guān)系。同時閱讀課本抓住注意事項，尤其是表格的內(nèi)容：纏繞幾圈，做幾次實驗，應(yīng)該觀察什么，記錄什么。這樣訓練就可以讓學生養(yǎng)成習慣，只要實驗就應(yīng)該仔細看表格里行列的內(nèi)容。這樣，通過閱讀，學生學會明確實驗方法和步驟，事半功倍。

4.學生需要教師及時幫助和指導小組合作

實驗分組時教師絕對不能袖手旁觀，應(yīng)進行巡視，并在巡視過程中及時發(fā)現(xiàn)問題及時指點幫助，組織學生解決困難，發(fā)揮每一個學生的作用，做好分工，責任到位?！?.2用橡皮筋作動力》的分組實驗中，小組成員集體觀察，分工負責，或纏繞橡皮筋，或測量距離，或觀察小車運動并記錄運動距離。四個人每人都有事做，時時都在合作，共存共榮。

學生需要教師及時撥亂反正，指點迷津。實驗結(jié)束只能得到科學事實性知識，比如這節(jié)課就是橡皮筋纏繞圈數(shù)越多，小車運動距離越遠。教師應(yīng)該指導學生通過后邊的補充實驗，即“使用拉簧和壓簧，可使物體變形會產(chǎn)生彈力”，使學生的認知得到提升，從而把之前的實驗得出的結(jié)論改成橡皮筋纏繞圈數(shù)越多，彈力越大，小車運動距離越遠。而到了《4.3像火箭那樣驅(qū)動小車》課堂最后階段教師則可通過引領(lǐng)學生總結(jié)前三節(jié)課，發(fā)現(xiàn)拉力（小鐵環(huán)重力）、彈力（橡皮筋的彈力）、反沖力（氣球里的空氣壓力），這些力作用在小車上可以讓小車運動。這就是在教師的及時點撥下，學生在事實知識上歸納出的統(tǒng)攝性知識。等到第八課《設(shè)計制作小賽車》時，教師再引導學生在具體制作過程中解決動力問題、摩擦力問題、車架機械結(jié)構(gòu)問題，從而將過去所獲得的統(tǒng)攝性知識上升到主要知識概念：“物體總以不同形式在運動”“運動表現(xiàn)為一個物體相對于另一個物體位置的變化”“力作用于物體會改變物體的運動狀態(tài)，產(chǎn)生力的作用需要能量”。

總之，學生的知識概念的上升離不開科學的實驗及集體論證。

（責編 韋淑紅）endprint