《形狀變了》教學改進及分析

楊清茹

摘要在科學課教學中，教師圍繞科學概念的建構(gòu)有層次地組織教學，可以讓學生經(jīng)歷概念建構(gòu)的過程，有效地組織和記憶知識，也有助于他們提升探究能力，發(fā)展科學素養(yǎng)。本文通過《形狀變了》一課，確定合適的教學目標，有效進行教學設計，讓學生理解“力也可以使硬材料物體的形狀發(fā)生改變”，需要教師精心設計學習活動，優(yōu)選探究材料。

關鍵詞 教學改進 課程教學 學習活動

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.18.030

Teaching Improvement and Analysis of“Shape Changed”

YANG Qingru

（Zhengzhou High-tech Zone Wankecheng Primary School， Zhengzhou， Henan 450066）

Abstract： In science teaching， teachers organize teaching around the construction of scientific concepts hier？ archically， which can make students experience the process of concept construction， effectively organize and memorize knowledge， and also help them improve their inquiry ability and develop scientific literacy. In this pa？ per， through the "shape changed" lesson， to determine the appropriate teaching objectives， effective teaching de？ sign， so that students understand "force can also make the shape of hard material objects change"， teachers need to carefully design learning activities， optimize inquiry materials.

Keywords： teaching improvement； course teaching； learning activities

在科學課教學中，教師圍繞科學概念的建構(gòu)有層次地組織教學，不僅可以讓學生經(jīng)歷概念建構(gòu)的過程，有效地組織和記憶知識，而且有助于他們提升探究能力，發(fā)展科學素養(yǎng)。

基于學習進階設計教學

學習進階是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑的描述，一般呈現(xiàn)為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯(lián)的概念序列。因此，教師在進行教學設計時要注意密切聯(lián)系學生的學習過程，把握科學概念進階的內(nèi)在邏輯。對《形狀變了》一課，筆者做了以下教學設計：

1.做彈簧游戲，激趣導入

（1）回憶推力和拉力并應用于游戲。

（2）發(fā)現(xiàn)彈簧的形狀改變。

2.探究形狀改變的原因

（1）力改變軟材料物體的形狀。

①出示材料包，提出探究要求。

②學生自主探究，交流方法。

③師生共同歸納，發(fā)現(xiàn)力改變軟材料物體的形狀。

④深入思考：力能否改變硬材料物體的形狀。

（2）力改變硬材料物體的形狀。

①制訂實驗方案。

②小組合作進行實驗，觀察擠壓塑料瓶和玻璃瓶產(chǎn)生的現(xiàn)象并完成記錄單。

③驗證桌子是否會發(fā)生形變。

④全班交流發(fā)現(xiàn)，得出結(jié)論：力能改變硬材料物體的形狀。

3.反思評價，拓展思維

（1）學生分享收獲。

（2）出示力能改變物體形狀的相關試題，檢測學生的掌握情況。

（3）總結(jié)評價。

這樣設計，教學步驟較為清晰，基本遵循了教材的內(nèi)容安排，探究活動充足。但是，這些教學活動是否真的能讓學生理解力能使硬材料物體的形狀發(fā)生改變呢？對于二年級學生來說，他們需要掌握到什么程度才算達成教學目標？活動中所涉及的物體微小形變該如何處理？這些都需要進一步研究。

把握學生認知起點

學生是學習活動的主體。我們要以合理的學習進階引導他們完成科學概念的建構(gòu)，必須先了解他們的認知起點。筆者在充分分析二年級學生的認知和心理特點的基礎上，主要采用觀察和訪談的方法來調(diào)查他們的已有認知。

首先，筆者讓學生觀察下面兩幅圖片，說出兩者的區(qū)別并分析其原因。很多學生一眼就能看出兩者的區(qū)別，同時能用“變形”“形狀變了”等詞匯進行描述，而對于“為什么會變”，很多學生認為是用手捏的，少部分學生說是因為力。這說明多數(shù)學生還不了解力與物體的形狀變化之間的關系。

筆者按壓桌面讓學生觀察其是否發(fā)生形變，很多學生不假思索地回答沒有，部分學生說時間久了桌子的中間會向下凹，極少數(shù)學生回答有形變，但追問其原因則無法回答。

通過觀察和訪談可以發(fā)現(xiàn)，學生在日常生活中對推力和拉力以及用手可以使軟材料變形有一定的了解，而且知道不接觸無法改變其形狀。通過談話，筆者進一步了解到85%的學生認為力不能使硬材料物體的形狀發(fā)生改變。經(jīng)過一年的科學學習，二年級學生對科學課堂已逐漸適應，對于科學探究過程已有了初步的感知和體會，但借助現(xiàn)象得出結(jié)論并形成概念的證據(jù)意識還需要得到進一步培養(yǎng)。

優(yōu)化探究活動

1.抓住學生興趣點，多種方法改變形狀

考慮到學生的年齡特點，結(jié)合本課的教學目標，筆者發(fā)現(xiàn)教材導入環(huán)節(jié)使用的跳跳球在實際教學中會分散學生的注意力，對于教師的課堂把控能力要求較高。再結(jié)合前一課學過的《推力和拉力》，筆者將導入環(huán)節(jié)換成做彈簧游戲，每位學生都親自嘗試用推和拉的方式觀察彈簧的形狀改變，具體、形象、直觀的實驗現(xiàn)象更能激發(fā)學生的探究欲望，自然而然地導入新課。

2.優(yōu)化改進實驗，摒棄無關因素干擾

探究力能否使玻璃瓶的形狀發(fā)生變化的實驗，教材設計的材料是用玻璃瓶和玻璃管，但使用不同規(guī)格的玻璃瓶，實驗效果也會有所不同。有的教師選用了口服液瓶子及配套的吸管，在授課過程中發(fā)現(xiàn)把瓶子握在手中，瓶子內(nèi)的液體會受熱膨脹，順著吸管上升。如果不能排除這一因素的干擾，就不能證明是力的作用使玻璃瓶的形狀發(fā)生了變化。可見，只有選用合適的有結(jié)構(gòu)的實驗材料，才能準確得出實驗結(jié)論，幫助學生建立正確的科學認知。經(jīng)過多次下水實驗，筆者最后選用了250 mL的圓形燒瓶，指導學生墊上隔熱的塑料墊進行擠壓。這樣不僅避免了液體受熱膨脹這一因素的干擾，而且圓形燒瓶瓶身較薄，用力擠壓能夠明顯看到吸管中的水柱上升。

優(yōu)化教學流程

在科學知識目標方面，本課的教學重點是讓學生知道力可以使物體的形狀發(fā)生改變。這里的物體既包括軟材料物體，也包括硬材料物體。由于力更易于使軟材料的物體發(fā)生形變，因此引導學生通過實驗發(fā)現(xiàn)力可以改變彈簧、氣球等軟材料物體的形狀是達成本課科學知識目標的基礎。

在教學時，首先利用低年級學生活潑好動的特點，采用游戲形式，引導他們在推拉彈簧的體驗中感受力的作用，激發(fā)他們進一步探究的興趣。在“彈簧游戲”之后，再提供氣球等材料，引導學生嘗試用不同的方法對其用力，觀察物體的變化，從而認識到“力可以使軟材料物體的形狀發(fā)生改變”。

由于硬材料物體不容易發(fā)生形變，而且學生已經(jīng)形成了“力只能使軟物體的形狀發(fā)生改變”的前認知，“力可以使硬材料物體的形狀發(fā)生改變”就成為本節(jié)課要突破的難點。

筆者首先引導學生完成玻璃瓶實驗，幫助他們認識力可以使玻璃瓶的形狀發(fā)生改變。然而，在實際教學中發(fā)現(xiàn)，從擠壓玻璃瓶可以使玻璃管中的液面上升這一實驗現(xiàn)象到期望的結(jié)論，對于二年級學生來說，需要經(jīng)過一系列相對抽象的理性分析，讓他們難以建構(gòu)科學概念。所以，在教學中筆者又增加了激光筆實驗，學生按壓桌面時，激光筆發(fā)出的光經(jīng)過鏡子反射后照射在墻上的光點會動，以此證明桌子在壓力作用下發(fā)生了形變。這樣，學生對力也可以使硬材料物體的形狀發(fā)生改變有了更直觀的理解，從而有效突破了本節(jié)課的教學難點。

經(jīng)過前概念調(diào)查、試教、優(yōu)化、改進、完善等過程，筆者確定了本節(jié)課教學最終的思路：首先，通過趣味性的彈簧游戲?qū)耄葟土暳艘还?jié)課的推力和拉力，又可以激發(fā)了學生的探究興趣；為學生提供氣球等材料，引導他們嘗試用不同的方法對其用力，觀察形狀的變化，從而認識到“力可以使軟材料物體的形狀發(fā)生改變”；學生通過玻璃瓶實驗、激光筆實驗，進一步認識到“力也可以使硬材料物體的形狀發(fā)生改變”；將兩者整合在一起，引導學生建構(gòu)“力使物體的形狀發(fā)生改變”的科學概念；最后，通過交流分享課堂的收獲和隨堂練習，評價學生的學習成果。

教學反思

1.了解學生的“最近發(fā)展區(qū)”

維果茨基提出的“最近發(fā)展區(qū)”指學生實際的發(fā)展水平與潛在的發(fā)展水平之間的差距，前者主要指學生已經(jīng)具有的獨立解決問題的能力，后者主要指在成人的指導下或是與更有能力的同伴合作時表現(xiàn)出的解決問題的能力。他主張教學應當基于學生現(xiàn)有的發(fā)展水平，引領他們發(fā)展。因此，課堂教學首先要了解學生的“最近發(fā)展區(qū)”，確定合適的教學目標，有效進行教學設計。

2.有結(jié)構(gòu)的材料和活動是學生學習進階的階梯

科學概念的建構(gòu)通常需要經(jīng)歷如下過程：進入學習的情境；實驗探究，經(jīng)歷概念的動態(tài)生成；通過比較、分析、綜合等思維過程得出科學概念；應用概念解釋情境中的問題。具體到本節(jié)課，如何讓學生理解“力也可以使硬材料物體的形狀發(fā)生改變”，需要教師精心設計學習活動，優(yōu)選探究材料。