《彈簧測(cè)力計(jì)》一課教學(xué)思考從獲取知識(shí)到提高能力素質(zhì)

◇李錫珍（浙江：衢州市衢江區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)）

在區(qū)域內(nèi)疑難問題研討活動(dòng)中，教師共同提出了一個(gè)問題：認(rèn)識(shí)測(cè)量工具課程（如《彈簧測(cè)力計(jì)》《認(rèn)識(shí)氣溫計(jì)》《認(rèn)識(shí)量筒》）存在知識(shí)有余但能力不足的局面。分析原因，主要有如下3 個(gè)方面：首先，認(rèn)識(shí)測(cè)量工具的課程，課堂上需要學(xué)生掌握工具的結(jié)構(gòu)、原理、操作方法及注意事項(xiàng)等，知識(shí)技能多而雜。其次，學(xué)生在生活中幾乎沒有接觸過這類測(cè)量工具，教師的教學(xué)重點(diǎn)往往是：認(rèn)識(shí)并學(xué)會(huì)使用彈簧測(cè)力計(jì)；引出測(cè)量工具，介紹工具的結(jié)構(gòu)及用途；進(jìn)行測(cè)量的示范和講解，強(qiáng)調(diào)測(cè)量中的注意事項(xiàng)，讓學(xué)生進(jìn)行測(cè)量。這種教師通過介紹、示范和講解等方法進(jìn)行的課堂教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)沒有自主性。最后，由于教師傳授的知識(shí)和技能，學(xué)生往往知其然而不知其所以然，在測(cè)量的過程中頻繁出錯(cuò)。教師通過不斷強(qiáng)化記憶和訓(xùn)練，以提升學(xué)生的操作技能，但課堂收效甚微。

針對(duì)該問題，區(qū)域內(nèi)組織了優(yōu)質(zhì)課的同課異構(gòu)，教學(xué)的內(nèi)容為教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)上《彈簧測(cè)力計(jì)》這一課，之后又開展了《認(rèn)識(shí)氣溫計(jì)》這一課的同課異構(gòu)。通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的觀察，發(fā)現(xiàn)測(cè)量工具課型可以通過注重知識(shí)遷移、重現(xiàn)發(fā)明過程、設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)和合理使用說明書等方法展開設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主獲取知識(shí)技能，提升能力素養(yǎng)，從而打破認(rèn)識(shí)測(cè)量課型知識(shí)有余但能力不足的局面，實(shí)現(xiàn)富有能力素養(yǎng)的科學(xué)課堂。

一、實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移

（一）由生活向新知遷移

開門見山地介紹新工具，會(huì)讓學(xué)生有一種距離感。我們根據(jù)工具的原理或結(jié)構(gòu)，從學(xué)生生活中尋找熟悉的事物遷移到工具原理或結(jié)構(gòu)，幫助其搭建工具與生活經(jīng)驗(yàn)的橋梁，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)輕松有趣。在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生變得更為自信，在課堂上更愿意舉手交流自己的觀點(diǎn)。如，彈簧測(cè)力計(jì)一課的引課：

師（出示拉力器）：你們知道這是什么嗎？

生：拉力器。

師：我今天要用它來比較力氣的大小，誰愿意上來比一比力氣？

（兩個(gè)學(xué)生分別拉拉力器。）

師：你們比出誰的力氣大了嗎？你的判斷理由是什么？

生：A 同學(xué)的力氣大，因?yàn)樗睦ζ骼酶L。

師：所以，你發(fā)現(xiàn)了彈簧的什么規(guī)律？

生：力越大，彈簧越長。

師（出示兩根長短不同的彈簧）：長彈簧用小力拉，短彈簧用大力拉。這個(gè)現(xiàn)象支持你的觀點(diǎn)嗎？你準(zhǔn)備怎么修正觀點(diǎn)？

學(xué)生交流討論后得出結(jié)論：彈簧受力大，伸長長。

從學(xué)生生活中熟悉的拉力器的使用現(xiàn)象，概括出彈簧測(cè)力計(jì)的原理“受力大，伸長長”。這種從生活經(jīng)驗(yàn)中概括出的新知，與學(xué)生原來的知識(shí)網(wǎng)有鏈接。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中需要提取該知識(shí)時(shí)，就會(huì)通過知識(shí)網(wǎng)之間的鏈接間接提取。就好比人體神經(jīng)末梢和大腦的關(guān)系，當(dāng)我們手被針扎到了，神經(jīng)末梢馬上會(huì)把這種信息通過神經(jīng)系統(tǒng)傳遞給大腦，大腦做出反應(yīng)一樣，都是有路徑的。

（二）由舊知向新知遷移

各種測(cè)量工具的結(jié)構(gòu)和使用，有很多相通的地方：每種測(cè)量儀器都有刻度、測(cè)量范圍、單位；測(cè)量時(shí)視線要平視；等。學(xué)生會(huì)一種測(cè)量工具讀數(shù)，就能遷移到新的測(cè)量工具上，用同樣的方法去讀另一種測(cè)量工具的讀數(shù)。

舊知新識(shí)images/BZ_49_261_1913_696_2221.png力單位是（ ）測(cè)量范圍（）每一大格表示（ ）一大格有小格（ ）每一小格表示（ ）（注：用局部放大圖主要為了方便對(duì)比）images/BZ_49_746_1913_888_2383.png

當(dāng)教師幫助學(xué)生建立舊知與新知的橋梁，學(xué)生把從氣溫計(jì)學(xué)到的讀數(shù)技能遷移到彈簧測(cè)力計(jì)上，就能順利讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。如果在學(xué)習(xí)尺子測(cè)量長度后，開始用遷移法讀取其他測(cè)量工具（量筒、溫度計(jì)、氣溫計(jì)等）的讀數(shù)，漸漸地，這種讀數(shù)技能便轉(zhuǎn)化為測(cè)量能力。

二、經(jīng)歷發(fā)明過程

推動(dòng)創(chuàng)新必須堅(jiān)持問題導(dǎo)向，通過發(fā)現(xiàn)問題、篩選問題、研究問題、解決問題，不斷推動(dòng)社會(huì)發(fā)展進(jìn)步。因此，《彈簧測(cè)力計(jì)》這節(jié)課可以改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，把創(chuàng)新思維作為這節(jié)課的生長點(diǎn)。教師帶著學(xué)生回到問題的最原始階段：怎么測(cè)量力的大小，一起經(jīng)歷彈簧測(cè)力計(jì)的設(shè)計(jì)過程，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)產(chǎn)生獲得知識(shí)的成就感，激發(fā)求知的欲望。

教師提前在黑板上方掛一根大號(hào)的耐疲勞彈簧。

環(huán)節(jié)1：提供一個(gè)100g 的物體。提問：它產(chǎn)生的力能使彈簧伸長多長呢？學(xué)生猜測(cè)后，教師演示并追問：怎么知道彈簧伸長了多長？從而確定零刻度和100 克物體產(chǎn)生的重力使彈簧伸長的長度。（設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生構(gòu)建零刻度和指針的前概念。）

環(huán)節(jié)2：提供一個(gè)200g 的物體。提問：它產(chǎn)生的力能使彈簧伸長多長呢？學(xué)生猜測(cè)后，教師演示、標(biāo)記。（設(shè)計(jì)意圖：在100g物體伸長長度標(biāo)記線的基礎(chǔ)上，又畫了一條200g 物體伸長長度的標(biāo)記線，學(xué)生比較兩根標(biāo)記線，直觀地感知標(biāo)記分布是均勻的，產(chǎn)生了刻度的意識(shí)。）

環(huán)節(jié)3：在彈簧上掛一個(gè)未知重量的物體，標(biāo)記伸長的長度。提問：它受到了相當(dāng)于多少克物體的重力？（設(shè)計(jì)意圖：通過解決未知物體的重量，讓學(xué)生在環(huán)節(jié)2 建立的關(guān)于刻度的意識(shí)外顯，并且能利用其解決環(huán)節(jié)3 的問題。如此，學(xué)生由內(nèi)而外地構(gòu)建了彈簧測(cè)力計(jì)刻度的概念。）

環(huán)節(jié)4：我的體重50 千克，能全部掛在彈簧上，從彈簧伸長長度測(cè)出我受到的重力嗎？（設(shè)計(jì)意圖：了解彈簧只有在一定范圍內(nèi)發(fā)生形變才能恢復(fù)原狀，為后面彈簧測(cè)力計(jì)不能測(cè)量超過量程的物體做鋪墊。）

由此可見：首先，學(xué)生通過經(jīng)歷彈簧測(cè)力計(jì)的發(fā)現(xiàn)過程，對(duì)彈簧測(cè)力有了一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí)。此時(shí)，學(xué)生面對(duì)測(cè)力計(jì)的結(jié)構(gòu)、操作，知其然又知其所以然，學(xué)習(xí)更為輕松。其次，為后面制作橡皮筋測(cè)力計(jì)做了如何確定零刻度、怎么劃分刻度等鋪墊。小組學(xué)生能協(xié)助完成橡皮筋測(cè)力計(jì)的設(shè)計(jì)與制作，獲得成功的體驗(yàn)感。最后，讓學(xué)生一起經(jīng)歷彈簧測(cè)力計(jì)的設(shè)計(jì)過程，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)產(chǎn)生獲得知識(shí)的成就感，激發(fā)求知的欲望。

三、設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)

現(xiàn)代教學(xué)論和教育心理學(xué)提出，要重視研究和利用各種實(shí)踐形式，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的智力。在教學(xué)中，要注意引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手，讓他們?cè)趯?shí)踐活動(dòng)中主動(dòng)獲取知識(shí)、探索規(guī)律，并應(yīng)用知識(shí)解決問題。

（一）找共性，知結(jié)構(gòu)

教學(xué)彈簧測(cè)力計(jì)的結(jié)構(gòu)時(shí)，可通過“找共性”的方法開展實(shí)踐活動(dòng)。

如，教師提供幾種彈簧測(cè)力計(jì)的圖片，學(xué)生通過尋找各種彈簧測(cè)力計(jì)的共同點(diǎn)，明確彈簧測(cè)力計(jì)是由提環(huán)、彈簧、指針、刻度板、掛鉤等部分組成及各部分的作用。

除此之外，我們也可以組織學(xué)生尋找彈簧測(cè)力計(jì)和自制的簡易測(cè)力計(jì)之間的相似結(jié)構(gòu)，通過自制簡易測(cè)力計(jì)各個(gè)結(jié)構(gòu)的作用，了解彈簧測(cè)力計(jì)的提環(huán)、彈簧、指針、刻度板、掛鉤及這些結(jié)構(gòu)的作用。

（二）找問題，思操作

有的技能訓(xùn)練不需先示范、模仿，而是要讓學(xué)生嘗試錯(cuò)誤，“笨拙”地摸索，讓他們有發(fā)揮自己智慧的機(jī)會(huì)。如，在彈簧測(cè)力計(jì)的測(cè)量過程，學(xué)生閱讀測(cè)量方法后，給每個(gè)學(xué)生一根彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)鉤碼，讓學(xué)生測(cè)量1 個(gè)鉤碼的重量。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)得的鉤碼重量有0.4N、0.5N、0.6N等不同的答案。這時(shí)教師要認(rèn)真對(duì)待測(cè)量數(shù)據(jù)的差異，追問：“你們是怎么測(cè)的？哪一種測(cè)量方法更準(zhǔn)確？”

這樣學(xué)生結(jié)合實(shí)際操作，在討論和質(zhì)疑中、在失敗和反省中，認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)規(guī)范，從而得出彈簧測(cè)力計(jì)的正確操作方法，達(dá)到規(guī)范的認(rèn)同，形成規(guī)范的意識(shí)，自覺規(guī)范的行為。這樣的自省性規(guī)范比他律性規(guī)范更有效。

四、合理使用說明書

現(xiàn)在的人沒有看說明書的習(xí)慣，往往拿到一件新產(chǎn)品，直接上手摸索，對(duì)說明書視而不見——我相信，90%以上的人都中招了！像說明書這樣的應(yīng)用文的學(xué)習(xí)，在語文教學(xué)評(píng)價(jià)中已得到非常高的重視，在紙筆測(cè)試中，非連續(xù)性文本的閱讀就是體現(xiàn)。在認(rèn)識(shí)測(cè)量工具的學(xué)習(xí)中，說明書的應(yīng)用，則是一個(gè)非常好的實(shí)踐機(jī)會(huì)。它不僅能提高學(xué)生獲取信息的能力，還能培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。這個(gè)好習(xí)慣對(duì)于學(xué)生來講終身受益。

《彈簧測(cè)力計(jì)》這一課的測(cè)量過程，教師不需要給學(xué)生過多示范和講解，提供一份彈簧測(cè)力計(jì)使用說明書、一根彈簧測(cè)力計(jì)和若干測(cè)量的物體即可。學(xué)生可根據(jù)說明書自主學(xué)習(xí)測(cè)量。當(dāng)然，如果學(xué)生第一次接觸說明書，或者工具本身自帶的說明書比較復(fù)雜，教師可以根據(jù)教學(xué)需要，進(jìn)行適當(dāng)修改。下圖便是原說明書和修改過的說明書對(duì)比。

images/BZ_50_1696_1417_2227_1796.png說明書用途：測(cè)量力的大小，稱物體的重量。系中學(xué)物理力學(xué)教學(xué)演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)常用僅器之一。構(gòu)造：由具有優(yōu)良測(cè)量性能的耐疲勞彈簧，可抽移彈性刻度板，提環(huán)、拉桿指針和工程塑料罩殼等構(gòu)成，刻度10NX0.2N，5NX0.1N、2.5NX0.05N。技術(shù)性能：零點(diǎn)平均示差不大于四分之一分度。任一點(diǎn)的平均示差不大于二分之一分度。任一點(diǎn)的重復(fù)稱量的最大示差不大于四分之一分度。其他符合JY0127-91《教學(xué)測(cè)力計(jì)》的有關(guān)規(guī)定。用 法：使用時(shí)提著秤上圓環(huán)，從上端抽動(dòng)刻度板使指針對(duì)準(zhǔn)零位。讓要測(cè)的力沿彈簧的軸向作用在掛鉤上，指針最后所指刻度就是所測(cè)力的數(shù)量。水平或傾斜測(cè)力時(shí)，也要使指針在所測(cè)力方向上調(diào)試對(duì)零位，所測(cè)得的數(shù)目比不調(diào)零位的準(zhǔn)確。注意事項(xiàng)：1.所測(cè)力不要超過刻度限量。2.保護(hù)面板，勿與酸堿物接觸。3.出廠時(shí)條形盒測(cè)力計(jì)已用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)，不要隨意打開撥弄或調(diào)節(jié)彈簧，以免破壞準(zhǔn)確度。

學(xué)生根據(jù)簡化后的說明書，嘗試用彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)量。整個(gè)學(xué)習(xí)過程學(xué)生均是主動(dòng)參與，獲得的成就感會(huì)更強(qiáng)。通過這樣的學(xué)習(xí)，學(xué)生在以后使用新的工具時(shí)，第一個(gè)會(huì)想到說明書。教學(xué)中，教師不僅讓學(xué)生養(yǎng)成了看說明書的好習(xí)慣，同時(shí)還養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。

知識(shí)是教學(xué)的重點(diǎn)，但絕不是全部，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)技能的過程中提高能力素質(zhì)，才是目的。教師不但要關(guān)心學(xué)生獲得了多少知識(shí)，更要重視知識(shí)獲取的過程。讓學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)獲取的過程，將更有利于他們終身學(xué)習(xí)和發(fā)展。