《自制指南針》教學(xué)案例及評(píng)析

楊茂杏 羅文詩(shī) 李彤

教學(xué)目標(biāo)

科學(xué)：知道指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，培養(yǎng)愛(ài)國(guó)主義情感。通過(guò)指南針了解常見(jiàn)的科技產(chǎn)品改善和方便了我們的生活。

技術(shù)：掌握“連接”技巧之一：使互相接觸的兩個(gè)物體能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。能確定并標(biāo)注磁針的南北極。

工程：了解工程的基本步驟：任務(wù)—設(shè)計(jì)—制作—評(píng)估—改進(jìn)。初步體驗(yàn)完整的工程過(guò)程。

數(shù)學(xué)：借助現(xiàn)實(shí)的教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)辨認(rèn)方向的意識(shí)，發(fā)展空間思維。

教學(xué)重、難點(diǎn)

1.了解工程的基本步驟：任務(wù)—設(shè)計(jì)—制作—評(píng)估—改進(jìn)。

2.理解指南針的制作要點(diǎn)，掌握使磁針靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的幾種簡(jiǎn)單方法。

教學(xué)準(zhǔn)備

縫衣針（已磁化）、小泡沫塊、水、塑料殼（半球形）、玻璃片、細(xì)線(xiàn)、軟白板、白板筆、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)記錄表等。

教學(xué)流程

1.確定任務(wù)

（1）談話(huà)導(dǎo)入

指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一，由我國(guó)傳到世界各地，對(duì)古代世界貿(mào)易和交流起到了重要作用，對(duì)人類(lèi)進(jìn)步和發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

（2）學(xué)習(xí)新知

世界上最早的指南針叫“司南”。“司南”為什么能指示南北方向，它有什么特點(diǎn)呢？請(qǐng)看微課介紹：

指南針是利用磁針指示方向的儀器，是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。古人早就認(rèn)識(shí)到，要使指南針準(zhǔn)確地指示南北方向，磁針與接觸面之間必須轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。

兩千多年前，人們把天然磁石制成球形的底，并且放在一個(gè)光滑的銅盤(pán)上，由于減小接觸面積，磁石能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)它靜止后勺柄總是指向南方，人們稱(chēng)它為“司南”。這是世界上最早的指南針。

現(xiàn)在，人們制造出了各種各樣的指南針，并廣泛應(yīng)用在航海、旅行中。

（3）明確目標(biāo)

我國(guó)古代勞動(dòng)人民非常有智慧，早在九百多年前我國(guó)海船已使用指南針導(dǎo)航。學(xué)生制作一個(gè)指南針，為進(jìn)行野外探險(xiǎn)活動(dòng)做準(zhǔn)備。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)微課的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解了指南針發(fā)展的歷史，培養(yǎng)了他們的愛(ài)國(guó)情感和民族自豪感;在此基礎(chǔ)上，設(shè)置野外探險(xiǎn)活動(dòng)的情境，從而產(chǎn)生“制作指南針”的需求和任務(wù)。

2.學(xué)習(xí)新知

（1）閱讀

北宋科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》記載了四種制作指南針的方式（如圖1）。

（2）分析

物體在水面上也是能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的，但磁針會(huì)下沉，就把磁針?lè)旁谀緣K上，使磁針浮在水面，實(shí)現(xiàn)了靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方式被稱(chēng)為“水浮法”。

磁針懸掛在空中，它與空氣的接觸摩擦極小，能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方式被稱(chēng)為“懸空法”。

磁針平放在碗沿或指甲上，磁針與碗沿或指甲的接觸面積小，實(shí)現(xiàn)了磁針的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。這兩種方式被稱(chēng)為“尖頂法”。

這些指南針的共同特點(diǎn)——靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，指示南北。

（3）小結(jié)

指南針利用了“磁鐵能指南北”的原理，它就是能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針。磁針的常見(jiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)方式有“水浮”“懸空”“尖頂”三種。

3.模仿設(shè)計(jì)

（1）流程設(shè)計(jì)

在工程與技術(shù)領(lǐng)域要制作一個(gè)作品，一般要經(jīng)歷以下五個(gè)流程：任務(wù)—設(shè)計(jì)—制作—評(píng)估—改進(jìn)。認(rèn)識(shí)流程圖，有利于我們掌握制作的步驟和進(jìn)度。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（出示材料超市：磁針、小泡沫塊、細(xì)線(xiàn)、水、半球形塑料殼等）學(xué)生根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖選擇材料。

模仿《夢(mèng)溪筆談》中的記載，選擇一種指南針類(lèi)型，并設(shè)計(jì)它的結(jié)構(gòu)。

學(xué)生在軟白板上畫(huà)設(shè)計(jì)圖，充分利用白板的空間，設(shè)計(jì)圖不要過(guò)小。

（3）交流

教師在黑板上張貼部分小組的設(shè)計(jì)圖。

指導(dǎo)交流。（提供語(yǔ)言模板：我們?cè)O(shè)計(jì)的是? ? ?式指南針，打算用? ? ?材料。請(qǐng)大家提出寶貴意見(jiàn)。謝謝?。?/p>

設(shè)計(jì)意圖：工程的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)。在低年段，學(xué)生主要通過(guò)口述、圖示等方式表達(dá)自己的設(shè)計(jì)與想法，并完成任務(wù)。一份完整的設(shè)計(jì)方案包括作品名稱(chēng)、作品結(jié)構(gòu)、材料與工具、制作步驟、人員分工等，其中主要內(nèi)容是流程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。本課基于低年段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，指導(dǎo)他們模仿已有設(shè)計(jì)方案，完成簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)工作，并交流設(shè)計(jì)方案。

4.實(shí)施制作

（1）了解制作步驟

學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作簡(jiǎn)易指南針。制作完成后，要反復(fù)測(cè)試指南針是否能指南北。（教師提前在實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)方位貼出“南”“北”）確認(rèn)之后，在磁針上標(biāo)注它的南極。

（2）提示制作要求

設(shè)計(jì)圖是學(xué)生的行動(dòng)指南，應(yīng)放在桌子前方，它將始終指引著學(xué)生的制作過(guò)程。作品的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是：靈活轉(zhuǎn)動(dòng)、能指南北。提示：制作過(guò)程中，要不斷調(diào)試，并以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷作品是否達(dá)標(biāo)。

（3）制作與測(cè)試

學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)方案，開(kāi)始制作自己的指南針。做完后，反復(fù)測(cè)試指南針的效果。根據(jù)已知方位，確定指南針指示南方的部位，并在此端做一個(gè)記號(hào)。

開(kāi)展比一比活動(dòng)，看誰(shuí)做的指南針轉(zhuǎn)動(dòng)得最靈活、能準(zhǔn)確指示南北方向。

設(shè)計(jì)意圖：制作是將設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化為實(shí)際作品的過(guò)程，按圖施工、受評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的約束是學(xué)生要達(dá)到的行為準(zhǔn)則。懸空式、尖頂式指南針做法較難，為避免材料種類(lèi)繁多產(chǎn)生干擾，也可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)材料進(jìn)行改進(jìn)。

5.自我評(píng)估

評(píng)估是一件嚴(yán)肅的事情，要以認(rèn)真、負(fù)責(zé)的態(tài)度去評(píng)估。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)主要是靈活轉(zhuǎn)動(dòng)和能指南北。

采用“自評(píng)”的方式，學(xué)生根據(jù)以上兩個(gè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)自己的作品，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)就在對(duì)應(yīng)的括號(hào)里打“√”。

設(shè)計(jì)意圖：評(píng)估有助于促進(jìn)學(xué)生的反思，找出工程與技術(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn)。評(píng)估的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要易理解、可執(zhí)行，并且要提前讓學(xué)生了解評(píng)估的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)始終約束著他們的制作過(guò)程。

6.改進(jìn)作品

學(xué)生制作指南針后，教師提出新的情境：在野外探險(xiǎn)時(shí)，可能會(huì)遇到大風(fēng)天氣，這會(huì)影響指南針的準(zhǔn)確程度，該如何改進(jìn)指南針呢？

（出示透明飯盒、紙袋等材料）教師提問(wèn)：請(qǐng)大家選擇材料來(lái)進(jìn)行防風(fēng)改進(jìn)，并陳述選材的理由。如果適度考慮防風(fēng)的要求，你會(huì)怎樣改進(jìn)自己的作品？

請(qǐng)學(xué)生說(shuō)說(shuō)本課的學(xué)習(xí)收獲、制作感受、改進(jìn)設(shè)想。

設(shè)計(jì)意圖：改進(jìn)有兩種類(lèi)型，可以是改正原工程項(xiàng)目的缺陷，也可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上樹(shù)立新目標(biāo)，不斷創(chuàng)新。本課要求學(xué)生對(duì)所制作的指南針進(jìn)行“防風(fēng)”設(shè)計(jì)，了解改進(jìn)的基本步驟后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身需求做創(chuàng)新性改進(jìn)。

案例評(píng)析

1.關(guān)注兒童，尊重學(xué)情

《自制指南針》是二年級(jí)技術(shù)與工程領(lǐng)域的內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)建議教師指導(dǎo)學(xué)生綜合所學(xué)的各方面知識(shí)，親歷解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，體會(huì)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)和制作作品的成功與樂(lè)趣。

但是這類(lèi)活動(dòng)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的要求相對(duì)較高，小學(xué)低年段學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力較弱，他們不了解工程項(xiàng)目的基本實(shí)施步驟，對(duì)工具與材料的性能認(rèn)知有限，制作時(shí)的專(zhuān)注度也不高，導(dǎo)致工程與技術(shù)類(lèi)活動(dòng)的效率較低。

本課基于低年段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，巧妙地布置要完成的任務(wù)，遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)原則，以模仿的學(xué)習(xí)方式引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“任務(wù)—設(shè)計(jì)—制作—評(píng)估—改進(jìn)”的活動(dòng)流程，讓學(xué)生“跳一跳摘桃子”，體驗(yàn)動(dòng)手的樂(lè)趣，有效提升低年段學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力。

2.強(qiáng)調(diào)流程，重視設(shè)計(jì)

優(yōu)秀的設(shè)計(jì)是工程成功的前提，工程組織和實(shí)施都會(huì)遵守一個(gè)非常重要的規(guī)定，那就是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖來(lái)制作，不能隨意更改設(shè)計(jì)方案。但大多學(xué)生缺少整體觀念，在制作時(shí)將設(shè)計(jì)圖作為一種擺設(shè)，不按設(shè)計(jì)圖進(jìn)行制作。本課強(qiáng)調(diào)流程圖和結(jié)構(gòu)圖的意義和繪制要求，將設(shè)計(jì)圖始終擺放在顯眼的地方，來(lái)彰顯設(shè)計(jì)圖在技術(shù)與工程領(lǐng)域的地位和作用，使“尊重設(shè)計(jì)”的理念深深扎根在每一個(gè)學(xué)生的心里。

為了幫助學(xué)生了解制作的步驟，教師在學(xué)生的設(shè)計(jì)方案、教師的板書(shū)、多媒體課件等多處出現(xiàn)工程的流程圖：任務(wù)—設(shè)計(jì)—制作—評(píng)估—改進(jìn)。反復(fù)強(qiáng)調(diào)流程，有利于學(xué)生對(duì)工程形成整體的認(rèn)識(shí)，并根據(jù)工程要求和進(jìn)度適當(dāng)調(diào)節(jié)自己的行為。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是學(xué)生制作的依據(jù)。在動(dòng)手做之前，學(xué)生應(yīng)當(dāng)對(duì)作品的結(jié)構(gòu)有清晰的認(rèn)識(shí)。本課讓學(xué)生用白板筆在磁性軟白板上畫(huà)圖設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生提出了三點(diǎn)要求：要畫(huà)出整體結(jié)構(gòu)，細(xì)節(jié)部分可以放大;標(biāo)出所用的材料;畫(huà)圖不要過(guò)小，要便于其他同學(xué)觀看。學(xué)生完成設(shè)計(jì)后，把磁性軟白板直接貼在黑板上，全班進(jìn)行交流。其他小組的同學(xué)可以提問(wèn)咨詢(xún)，也可以給予建設(shè)性的意見(jiàn)，隨后各組再對(duì)原結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行修改。

3.依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，有效評(píng)估

技術(shù)與工程領(lǐng)域的教學(xué)經(jīng)常要指導(dǎo)學(xué)生制作具體的作品，在制作過(guò)程中幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)現(xiàn)象、掌握技術(shù)，還要對(duì)自己和他人的作品進(jìn)行評(píng)估、提出改進(jìn)建議。很多時(shí)候由于低年段學(xué)生不理解這個(gè)環(huán)節(jié)的目的，也沒(méi)有掌握評(píng)估的正確方法，使評(píng)估效果大打折扣，導(dǎo)致這一環(huán)節(jié)在課堂上流于形式。

教師在工程項(xiàng)目的前期，讓學(xué)生了解評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，明確工程評(píng)估的目的，端正評(píng)估的態(tài)度。把評(píng)估內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)粘貼在設(shè)計(jì)方案中，要求學(xué)生按標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作。在學(xué)生經(jīng)歷了動(dòng)手做的體驗(yàn)活動(dòng)后，教師根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和實(shí)際能力來(lái)組織自評(píng)，幫助他們體驗(yàn)評(píng)委的工作。評(píng)估的方式盡量簡(jiǎn)單高效，避免做無(wú)用功，真正發(fā)揮評(píng)估在指引方向、檢測(cè)效果等方面的功能。

廣東省深圳市福田區(qū)教育科學(xué)

研究院附屬小學(xué)（518040）

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