《筆桿上橡膠套的作用》教學(xué)案例與評(píng)析

許佳 信海鳳

摘要通過對(duì)筆桿上橡膠套的作用的研究，認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)和探究摩擦力的作用。親歷從學(xué)習(xí)用品中發(fā)現(xiàn)科學(xué)的奧秘，嘗試用科學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象。借助一個(gè)完整的教學(xué)過程，利用歸納思想，凸顯科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)和科學(xué)思維能力。

關(guān)鍵詞摩擦力;歸納;科學(xué)素養(yǎng);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.36.010

Teaching Case and Evaluation of "the Function of Rubber Sleeve on Pen Holder"

XU Jia，XIN Haifeng

（Fanrong Branch of Primary School Attached to Northeast Normal University，Changchun，Jilin 130021）

Abstract：Through the study of the function of the rubber sleeve on the pen holder，we can understand，experience and explore the function of friction. Personally discover the mysteries of science from school supplies and try to explain life phenomena with scientific knowledge. With the help of a complete teaching process and inductive thought，highlight the core literacy and scientific thinking ability of science.

Keywords：friction;induce;scientific literacy;experimental teaching

1教學(xué)分析

《筆桿上橡膠套的作用》是人教鄂教版《科學(xué)》三年級(jí)下冊(cè)第四單元“學(xué)習(xí)用品中的科學(xué)”的第2課。本單元共有三課，分別研究筆芯為什么能夠伸縮、筆桿上橡膠套的作用、橡皮泥在水中的沉浮。通過這些活動(dòng)引出對(duì)彈力、摩擦力和浮力的探究，鼓勵(lì)學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)、利用科學(xué)，樹立愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的觀念。本課在前一課使用測力計(jì)的基礎(chǔ)上，研究摩擦力的大小與什么因素有關(guān)。

本課在課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)的主要概念是：力作用于物體，可以改變物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本課對(duì)應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容是：有的力直接施加在物體上，有的力可以通過看不見的物質(zhì)施加在物體上;物體運(yùn)動(dòng)的改變和施加在物體上的力有關(guān)。對(duì)應(yīng)的中年級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)為：知道日常生活中常見的摩擦力、彈力、浮力等都是直接施加在物體上的力;舉例說明給物體施加力，可以改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢，也可以使物體啟動(dòng)或停止。

課前，我們通過訪談，調(diào)查學(xué)生對(duì)生活中摩擦力相關(guān)現(xiàn)象的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生在生活中都感受過摩擦力，但只有少部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)摩擦力有大小的差別，極個(gè)別學(xué)生知道摩擦力大小與接觸面有關(guān)，幾乎沒有學(xué)生知道桌面上移動(dòng)的物體所受的摩擦力大小與物體的重量有關(guān)。據(jù)此，我們確定了以下教學(xué)目標(biāo)：

知道一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)，在這兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生摩擦力。

知道與物體接觸面越光滑，摩擦力越小;接觸面越粗糙，摩擦力越大。

知道在桌面上移動(dòng)的物體重量越大，摩擦力越大;重量越小，摩擦力越小。

能夠按照正確的操作方法測量摩擦力的大小。

在科學(xué)探究中能夠以事實(shí)為依據(jù)，不從眾，面對(duì)有說服力的證據(jù)，能調(diào)整自己的觀點(diǎn)。

了解科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活和思維方式的影響。

本課的教學(xué)難點(diǎn)是：根據(jù)猜想設(shè)計(jì)出測量摩擦力的實(shí)驗(yàn)方案;使彈簧測力計(jì)在拉動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)保持勻速運(yùn)動(dòng)并與桌面平行。

2簡要教學(xué)流程

2.1情境引入

通過談話引出探究問題：有些圓珠筆的筆桿上有一截橡膠套，它有什么作用呢？引導(dǎo)學(xué)生思考橡膠套的作用，說出自己的觀點(diǎn)以及理由。這樣，就將學(xué)生思維聚焦到筆桿上小小的橡膠套，引導(dǎo)學(xué)生從學(xué)習(xí)用品的使用細(xì)節(jié)出發(fā)，發(fā)現(xiàn)生活中無處不在的科學(xué)問題。

2.2認(rèn)識(shí)摩擦力

將帶有橡膠套的圓珠筆放在桌面上滾動(dòng)或摩擦，去掉橡膠套后再把它放在桌面上滾動(dòng)或摩擦。對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)，小組討論自己的發(fā)現(xiàn)，由此引出摩擦力。然后簡單解釋什么是摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí)，在這兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙滑動(dòng)的力，這種力就是摩擦力。這樣也回應(yīng)了情境引入中提出的問題：筆桿上的橡膠套具有增大摩擦的作用。

2.3體驗(yàn)生活中的摩擦力

知道什么是摩擦力后，學(xué)生的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)還不夠豐富，需要進(jìn)一步體驗(yàn)?zāi)Σ亮Γ瑸橄乱徊教骄磕Σ亮Φ拇笮∨c什么因素有關(guān)作鋪墊。教師向?qū)W生介紹一些生活中的摩擦力現(xiàn)象，并讓他們以小組為單位進(jìn)行體驗(yàn)，包括拖拽凳子、擦橡皮、擦黑板等。體驗(yàn)完畢，引導(dǎo)學(xué)生在小組內(nèi)說一說有什么發(fā)現(xiàn)，然后全班交流。橡皮擦所用的材料表面粗糙程度不同，旨在讓學(xué)生體驗(yàn)材料的表面粗糙程度對(duì)摩擦力大小的影響。拖拽不同重量的凳子是讓學(xué)生體驗(yàn)不同重量物體的摩擦力。體驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生要帶著問題去體驗(yàn)，比如，什么情況下感受到的摩擦力大？什么情況下感受到的摩擦力小？

2.4探究影響摩擦力大小的因素

學(xué)生體驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)摩擦力有大小，意識(shí)到物體的重量和物體表面的粗糙程度與摩擦力大小有關(guān)。這些猜測還需要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，教師可以順勢(shì)引導(dǎo)他們通過控制實(shí)驗(yàn)變量的方法來探究影響摩擦力大小的因素。

2.4.1探究摩擦力與物體重量的關(guān)系

按照教材呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)生用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)物體，將彈簧測力計(jì)讀數(shù)記錄在活動(dòng)手冊(cè)上。實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：在其他條件相同的情況下，摩擦力與該物體的重量有關(guān)，重量越大，摩擦力越大;重量越小，摩擦力越小。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素是測力計(jì)要與桌面保持水平，學(xué)生要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)物體，在物體勻速運(yùn)動(dòng)的情況下記錄數(shù)據(jù)。

2.4.2探究摩擦力與接觸面光滑程度的關(guān)系

按照教材呈現(xiàn)的方法，學(xué)生用彈簧測力計(jì)沿水平方向勻速拉動(dòng)物體，先在光滑的桌面上拉，再在地毯、棉布上拉，分別將彈簧測力計(jì)的讀數(shù)記錄在活動(dòng)手冊(cè)上。實(shí)驗(yàn)也重復(fù)三次，學(xué)生分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：摩擦力的大小與物體接觸面光滑程度有關(guān)，在其他條件相同的情況下，接觸面越光滑，摩擦力越小;接觸面越粗糙，摩擦力越大。

2.5拓展與應(yīng)用

全班總結(jié)概括后，教師出示生活中應(yīng)用摩擦力的照片，讓學(xué)生觀察，進(jìn)一步討論摩擦力的正面和負(fù)面作用，討論人們?cè)谏a(chǎn)生活中是怎樣根據(jù)需要增大或減小摩擦力的，并舉例說明。本課從學(xué)生生活切入，再到生活中解決問題，將學(xué)生的學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活建立聯(lián)系，達(dá)到知識(shí)遷移和學(xué)以致用的目的。

3教學(xué)評(píng)析

本課圍繞“筆桿上的橡膠套有什么作用”這一問題展開，探究影響摩擦力大小的因素，凸顯了人教鄂教版小學(xué)《科學(xué)》教材關(guān)注學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn)，達(dá)成了課程標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.1精心設(shè)計(jì)探究活動(dòng)

教師從生活問題入手，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)平時(shí)沒有注意到的問題，將學(xué)生的思維聚焦到一個(gè)小小的筆套上。學(xué)生通過探究、討論，發(fā)現(xiàn)筆桿上的橡膠套的奧秘，很自然地引出摩擦力的概念。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)生活中的摩擦力，設(shè)計(jì)有結(jié)構(gòu)的體驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生帶著問題有目的地體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)影響摩擦力大小的因素。接著，設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)探究影響摩擦力大小的因素。在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，教師注意到了實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的挑戰(zhàn)，采取了先演示再讓他們動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的方式，起到了示范和引導(dǎo)作用。學(xué)生在學(xué)會(huì)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，順利地完成了第二個(gè)實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)探究過程中，學(xué)生有充分的科學(xué)探究機(jī)會(huì)，像科學(xué)家那樣思考和探究，體驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)的樂趣，在提高科學(xué)探究能力的同時(shí)，建構(gòu)了科學(xué)概念，發(fā)展了尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。

3.2嘗試多種教學(xué)策略

如何讓彈簧測力計(jì)在拉動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)保持勻速和水平是本課的教學(xué)難點(diǎn)。教師先引導(dǎo)學(xué)生思考如何測量摩擦力的大小，學(xué)生想到可以利用上一節(jié)課學(xué)習(xí)的彈簧測力計(jì)來測量，但他們的經(jīng)驗(yàn)是豎直使用彈簧測力計(jì)，而摩擦力產(chǎn)生于兩種物體之間的接觸面上，并且是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生的，它的方向是水平的。在這個(gè)環(huán)節(jié)，教師采用引導(dǎo)試錯(cuò)的策略，先讓學(xué)生自由嘗試，發(fā)現(xiàn)開始拉動(dòng)彈簧測力計(jì)時(shí)，示數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)不準(zhǔn)確。在學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上，師生共同討論出解決方案，即要將速度降下來，并在足夠大的場地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也就是運(yùn)動(dòng)距離要足夠長。教師指導(dǎo)學(xué)生慢慢地水平拉動(dòng)彈簧測力計(jì)并保持一定的速度，其他學(xué)生觀察物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并讀數(shù)，即在勻速運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行讀數(shù)，這樣就解決了讀數(shù)不準(zhǔn)的問題。

此外，實(shí)驗(yàn)中如何控制變量也是本課難點(diǎn)。如控制其他條件不變，只改變物體的重量，四年級(jí)學(xué)生很難想到方法。這時(shí)教師出示鉤碼盒，利用它可以增減物體的重量，同時(shí)確保接觸面不變，這樣就解決了控制變量的問題。

3.3培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

本課讓學(xué)生經(jīng)歷了自主探究的過程，經(jīng)歷了從個(gè)別到一般的歸納過程，經(jīng)歷了探究、發(fā)現(xiàn)、推測、建構(gòu)的過程，經(jīng)歷了沉思、自省的思維過程。每個(gè)活動(dòng)結(jié)束后，教師都不急于給出答案，而是讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題和得出結(jié)論。在探究和論證過程，通過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)搜集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和歸納，得出結(jié)論，而不是通過簡單的一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，使學(xué)生體會(huì)了科學(xué)論證在科學(xué)探究中的作用。這樣教學(xué)，學(xué)生的科學(xué)思維得到了發(fā)展，提升了他們的科學(xué)素養(yǎng)。

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