科學(xué)現(xiàn)象教學(xué)課堂中的問(wèn)題主線(xiàn)與思維發(fā)展

周淑儀　何建東

“神奇的電磁鐵”選自義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《小學(xué)科學(xué)（粵教科技版）》六年級(jí)下冊(cè)第2單元“能量及其轉(zhuǎn)換”第12課。本單元圍繞能量展開(kāi)，教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生從具體事例和裝置中認(rèn)識(shí)各種形式的能量，知道能量之間是能夠轉(zhuǎn)換的?；趯W(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)能量形式的轉(zhuǎn)換，本課將對(duì)能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行更深入的探究：電能如何轉(zhuǎn)換成磁能。以具體裝置—電磁鐵—讓學(xué)生深入體會(huì)能量的轉(zhuǎn)換，在探究中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，得出電磁鐵的神奇特性。本課采取問(wèn)題主線(xiàn)教學(xué)，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行問(wèn)題凝練，根據(jù)核心問(wèn)題有層次地設(shè)計(jì)了2個(gè)探究活動(dòng)，活動(dòng)一：如何制作一個(gè)電磁鐵;活動(dòng)二：電磁鐵有哪些特性。活動(dòng)以問(wèn)題形式一次性呈現(xiàn)，讓學(xué)生圍繞核心問(wèn)題開(kāi)展自主探究，在完整的探究過(guò)程中培養(yǎng)結(jié)構(gòu)化思維。

一、 教學(xué)過(guò)程

1.環(huán)節(jié)一：現(xiàn)象引入——?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)情境，凝練核心問(wèn)題

師：老師這里有一根鐵棒，一條磁鐵。現(xiàn)在我想把回形針吸起來(lái)，你們建議我選擇哪一種工具？

生：磁鐵。

師：（演示磁鐵能吸起回形針）磁鐵能非常輕易地把回形針吸起來(lái)。那鐵棒能吸起回形針嗎？

生：不能。

師：老師這就給大家變一個(gè)小魔術(shù)，這是一個(gè)神奇的紙盒。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，當(dāng)鐵棒放入紙盒后，再靠近回形針時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象呢？

生1：我發(fā)現(xiàn)一開(kāi)始鐵棒是吸不起回形針的，當(dāng)鐵棒放進(jìn)小盒子后，能吸起一堆回形針。

師：這位同學(xué)描述得很詳細(xì)，這是我們剛才看到的現(xiàn)象，接下來(lái)你對(duì)什么科學(xué)問(wèn)題感興趣呢？

生1：為什么普通的鐵棒不能吸起回形針，而放進(jìn)盒子的鐵棒就能吸起來(lái)呢？

生2：我想知道盒子里面藏有什么。

生3：能吸起回形針的鐵棒是不是像磁鐵一樣？

【點(diǎn)評(píng)】教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，巧設(shè)懸念，令學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突，引發(fā)了好奇心，點(diǎn)燃學(xué)生探究電磁鐵的激情。從而引導(dǎo)學(xué)生提出感興趣的科學(xué)問(wèn)題，順勢(shì)進(jìn)入探究。

2.環(huán)節(jié)二：探究活動(dòng)——分解核心問(wèn)題，搭建探究支架

師：請(qǐng)一個(gè)同學(xué)上來(lái)為我們揭秘紙盒，看看里面到底藏著什么材料。

生1：（拆開(kāi)紙盒）里面有電池、導(dǎo)線(xiàn)和鐵棒。

師：這些材料就能讓鐵棒擁有磁性嗎？它們是如何組裝的？我們來(lái)觀察一下這個(gè)裝置的效果圖。誰(shuí)能給我們說(shuō)一說(shuō)？

生2：把導(dǎo)線(xiàn)朝一個(gè)方向纏繞在鐵棒上，然后把電池安裝在電池盒里，兩端連接在導(dǎo)線(xiàn)上，給導(dǎo)線(xiàn)通電。

師：你從完成的效果圖中就能知道如何組裝，非常厲害！鐵棒繞上導(dǎo)線(xiàn)，通電后鐵棒有了磁性，它和磁鐵很像，但得通電才有磁性，你能給這樣的裝置起個(gè)名字嗎？

生2：電磁鐵。

師：這個(gè)名字不錯(cuò)。你知道電磁鐵的磁能是由什么能量轉(zhuǎn)換而來(lái)的嗎？

生3：電磁鐵的磁能是由電能轉(zhuǎn)換而來(lái)的。

師：是的，電磁鐵是一種能將電能轉(zhuǎn)換成磁能的裝置。通電才有磁性，這是電磁鐵一個(gè)神奇的特性！電磁鐵還有哪些神奇的特性呢？要探究這個(gè)問(wèn)題，我們首先要做一個(gè)電磁鐵。如何制作一個(gè)電磁鐵？電磁鐵有哪些特性？請(qǐng)同學(xué)們借助學(xué)習(xí)單，完成探究任務(wù)。需要注意的是：在這個(gè)電路中，導(dǎo)線(xiàn)會(huì)因通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)燙，因此我們每一次測(cè)試完成后都要馬上斷開(kāi)電源！現(xiàn)在開(kāi)始探究！

（學(xué)生分組探究，教師巡視指導(dǎo)。）

【點(diǎn)評(píng)】教師帶領(lǐng)學(xué)生揭秘“暗盒”，觀察盒子里的材料，并從裝置效果圖中思考電磁鐵的組裝以及其中的能量轉(zhuǎn)換，發(fā)現(xiàn)電磁鐵的神奇特性，為學(xué)生后續(xù)的自主探究鋪路?！叭绾沃谱饕粋€(gè)電磁鐵？”“電磁鐵有哪些特征？”兩個(gè)問(wèn)題同時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生，給予學(xué)生充足的自主探究時(shí)間，采用大開(kāi)大合的教學(xué)策略，讓問(wèn)題主線(xiàn)落到實(shí)處。

3.環(huán)節(jié)三：?jiǎn)栴}解決——解決核心問(wèn)題，建構(gòu)科學(xué)概念

師：哪個(gè)小組愿意跟大家分享一下你們組在探究過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)？

生1：我們首先將導(dǎo)線(xiàn)均勻并向同一方向繞于鐵棒上，將導(dǎo)線(xiàn)兩端連接在電池盒上，通電。

師：你們是如何判斷鐵棒是否有磁性的呢？

生1：通過(guò)看它能不能吸起回形針來(lái)判斷鐵棒有沒(méi)有磁性。我們發(fā)現(xiàn)鐵棒兩端的磁性最強(qiáng)，并且一樣強(qiáng)。鐵棒中間幾乎沒(méi)有磁性。

師：其他小組的發(fā)現(xiàn)和他們一樣嗎？

生2：我們的發(fā)現(xiàn)和他們組的一樣，我們認(rèn)為電磁鐵的中間部分就像條形磁鐵的中間，磁力非常弱，幾乎沒(méi)有。

師：請(qǐng)你向大家演示。

生2：（拿起條形磁鐵，分別演示磁鐵中間段和兩端各自吸起回形針的情況）磁鐵的中間部分幾乎沒(méi)有磁力，不能吸起回形針。（接著拿起電磁鐵裝置來(lái)演示）我們可以看到這現(xiàn)象和磁鐵幾乎是一樣的。

師：謝謝你的對(duì)比演示，讓我們發(fā)現(xiàn)了電磁鐵和磁鐵的一些共同點(diǎn)。電磁鐵又有哪些特征是磁鐵不具備的呢？

生3：我們小組發(fā)現(xiàn)電磁鐵的磁極能調(diào)換！

師：你們是如何發(fā)現(xiàn)的？

生3：我們選擇用指南針來(lái)判斷電磁鐵兩端的磁極。依據(jù)的原理是：當(dāng)指南針遇到相同的磁極時(shí)，紅色指針會(huì)和磁極相斥。當(dāng)指南針遇到相反的磁極時(shí)就會(huì)相吸。根據(jù)這個(gè)原理，我們判斷出鐵棒的螺紋端是南極，圓端是北極。

生4：當(dāng)我們調(diào)轉(zhuǎn)電磁鐵裝置正負(fù)極兩端接線(xiàn)后，再次通電，發(fā)現(xiàn)圓端是南極，螺紋端才是北極。從這個(gè)現(xiàn)象中，我們小組得出了這樣的結(jié)論：電磁鐵不僅有磁極，隨著正負(fù)極接線(xiàn)的調(diào)換，電磁鐵的磁極方向還會(huì)改變。

師：你們小組不僅善于動(dòng)手探究，還善于總結(jié)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了電磁鐵不僅有南極和北極，磁極方向還能調(diào)換。這也是電磁鐵的神奇的地方。其他小組在探究過(guò)程中還有什么發(fā)現(xiàn)呢？

生5：我們小組發(fā)現(xiàn)不僅可以用指南針來(lái)判斷南北極，還能用磁鐵來(lái)判斷。

師：你覺(jué)得哪一種更好用？

生5：我覺(jué)得兩者各有好處。指南針的體積小一點(diǎn)，更靈敏。而磁鐵上標(biāo)明南北極，更方便判斷磁極方向。

師：你真的非常細(xì)心。同學(xué)們通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)了電磁鐵神奇的特征，比如，有磁極，在改變裝置正負(fù)極接線(xiàn)的時(shí)候，磁極方向能改變。

【點(diǎn)評(píng)】在教師設(shè)置的層層深入的問(wèn)題情境中，學(xué)生通過(guò)多層次、多渠道的分享交流、批判反思，從認(rèn)知沖突到認(rèn)知統(tǒng)一，逐步發(fā)現(xiàn)電磁鐵的規(guī)律，建構(gòu)“電磁鐵是電能轉(zhuǎn)化為磁能的一種裝置”的科學(xué)概念。

4.環(huán)節(jié)四：?jiǎn)栴}拓展——拓展核心問(wèn)題，突破三大壁壘

師：老師發(fā)現(xiàn)有的組做的電磁鐵能吸起九枚回形針，有的組只能吸起兩三枚，這是為什么？

生1：因?yàn)樗麄兊碾姶盆F磁力不夠，所以只能吸起少量的回形針。

師：如何增大電磁鐵的磁力？

生1：我覺(jué)得可以通過(guò)增加電池的數(shù)量來(lái)增大電力。

生2：我認(rèn)為可以把導(dǎo)線(xiàn)多繞幾圈，增加線(xiàn)圈的匝數(shù)。

師：這兩位同學(xué)思維很活躍！這些猜想能行得通嗎？你打算如何設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)？我們下節(jié)課就來(lái)比一比誰(shuí)的電磁鐵吸起的回形針最多。期待同學(xué)們課后探究！

【點(diǎn)評(píng)】“如何增大電磁鐵的磁力？”是對(duì)電磁鐵課內(nèi)知識(shí)的延伸，以比賽形式來(lái)增加探究的趣味性，實(shí)現(xiàn)知識(shí)概念和探究能力的遷移，讓探究活動(dòng)不因下課鈴聲響起而結(jié)束。

二、教學(xué)評(píng)析

教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)巧設(shè)懸念，讓學(xué)生看到鐵棒被放進(jìn)鐵盒子后能夠吸起回形針這一現(xiàn)象，引發(fā)了學(xué)生對(duì)電磁鐵的好奇心和探究欲，讓學(xué)生圍繞電磁鐵的神奇之處展開(kāi)學(xué)習(xí)。教師把活動(dòng)一和活動(dòng)二以問(wèn)題形式一次性呈現(xiàn)，讓學(xué)生圍繞核心問(wèn)題開(kāi)展自主探究，這是一個(gè)創(chuàng)新之舉，避免了一問(wèn)一答式的碎片化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了大開(kāi)大合。在具體操作上，教師安排了足夠的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生深入探究“如何制作電磁鐵”“電磁鐵有哪些特性”，讓學(xué)生經(jīng)歷了電磁鐵結(jié)構(gòu)分析、電磁鐵制作、電磁鐵吸起回形針這種自主探究的學(xué)習(xí)過(guò)程，從而自主建構(gòu)“電磁鐵是電能轉(zhuǎn)化為磁能的一種裝置”這一科學(xué)概念。

在聽(tīng)課過(guò)程中，邵同學(xué)和組員在開(kāi)始用指南針尋找磁極的方向時(shí)，組員將指南針?lè)旁阼F棒一端，邵同學(xué)觀察到指南針的指針指向北方，認(rèn)為這是電磁鐵的北極。這時(shí)有組員提出了質(zhì)疑，并說(shuō)磁鐵有同極相斥，異極相吸的特性，認(rèn)為這應(yīng)該是電磁鐵的南極。邵同學(xué)聽(tīng)后點(diǎn)了點(diǎn)頭?？梢?jiàn)在邵同學(xué)及組員在學(xué)習(xí)過(guò)程方面親歷了探究與協(xié)同，展開(kāi)了建構(gòu)與反思，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生。

本課教學(xué)從問(wèn)題提出、問(wèn)題探究到問(wèn)題解決、問(wèn)題拓展，都指向思維的培養(yǎng)，變“教教材”為“用教材”，變知識(shí)主線(xiàn)為問(wèn)題主線(xiàn)，變知識(shí)課堂為思維課堂。學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，條理清晰的課堂發(fā)言、強(qiáng)烈的質(zhì)疑批判精神，讓課堂閃耀著思維的光芒。

（作者單位：1.廣東省東莞松山湖中心小學(xué);2.廣東省東莞市教育局教研室）

責(zé)任編輯：孫昕

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