課后延時服務(wù)興趣班“氣球的反沖運動”活動設(shè)計思考

劉永春

〔摘? ? 要〕趣味的科學(xué)實踐活動，能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，感受實踐過程的樂趣，讓學(xué)習(xí)樂起來；開放的科學(xué)實踐活動，能促使學(xué)生樂于思索，勇于發(fā)現(xiàn)，活躍思維，讓能力強起來。本文以課后延時服務(wù)興趣班“氣球的反沖運動”活動為例，分析思考小學(xué)科學(xué)實踐活動的設(shè)計與開展，促進教學(xué)提質(zhì)增效。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；課后延時服務(wù)；實踐活動；設(shè)計

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 19-0043-03

小學(xué)科學(xué)實踐活動一般采用小組、小社團等學(xué)習(xí)共同體的組織形式，開展有特定教育目的和科普意義的實踐活動。實踐活動一般是以問題、生活、實踐為取向，注重的是實踐，強調(diào)的是參與性，為學(xué)生創(chuàng)造一個相對獨立的學(xué)習(xí)空間。這恰好可以彌補部分科學(xué)課程編排不能兼顧地方特色和區(qū)域差異的不足?？茖W(xué)實踐活動的實踐性、參與性能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進學(xué)生探究能力的提升和創(chuàng)造力的培養(yǎng)?！半p減”政策指出：學(xué)校要充分用好課后服務(wù)時間，為學(xué)有余力的學(xué)生拓展學(xué)習(xí)空間，開展豐富多彩的科普、勞動等活動。因此設(shè)計好和開展好小學(xué)科學(xué)實踐活動，對彌補教材編寫的局限性、落實課后服務(wù)、促進教育教學(xué)提質(zhì)增效具有重要意義。

小學(xué)科學(xué)是以探究為核心、以實驗為基礎(chǔ)，強調(diào)科學(xué)思維和實踐的學(xué)科。受學(xué)生認知能力、地點、時間、器材等局限，有些實驗的完成比較困難或不易達到應(yīng)有的實驗效果，因此教師要對原教材設(shè)計的實驗進行改進或重新設(shè)計。本文以課后延時服務(wù)中小學(xué)科學(xué)實踐活動“氣球的反沖運動”為例展開思考。

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，力是改變物體快慢的原因，給物體施加力可以改變物體的運動狀態(tài)。學(xué)生可以通過觀察、實驗等方式感知、了解力對物體運動狀態(tài)的改變。氣球是學(xué)生熟悉的玩具，學(xué)生知道當(dāng)氣球里的氣體向外噴出時，會產(chǎn)生反沖力，推動氣球運動起來。學(xué)生對“反沖力”一詞并不陌生，但是，他們也許沒有認真思考過：反沖力如何用在小車的動力上，可以驅(qū)動小車行駛得更遠？本次的實踐活動在學(xué)生已有知識經(jīng)驗和課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，進一步探討如何用氣球作為動力驅(qū)動小車（物體）并讓小車（物體）行駛得更遠?；顒舆€引入更多的情境思考，將課本中的地面實驗延伸到空中，通過實驗引發(fā)沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進一步活躍和拓寬學(xué)生思維。

一、指向概念目標(biāo)，理解概念內(nèi)涵

小學(xué)科學(xué)實踐活動設(shè)計必須明確和圍繞概念目標(biāo)展開，以幫助學(xué)生理解和鞏固科學(xué)概念、培養(yǎng)動手實踐能力和科學(xué)探究精神為前提。

本次實踐活動概念目標(biāo)明確：知道氣球里的氣體噴出時，會產(chǎn)生反沖力?；顒右潦?，就讓學(xué)生在愉快地玩氣球中感受反沖力。學(xué)生在玩的過程中就會不斷嘗試不同的玩法：用手感受氣球里噴出的氣體；觀察氣球大小對氣球在空中運動時長的影響；比較氣球噴氣方向變化與氣球運動方向的關(guān)系；用氣球投籃（嘗試讓氣球穿過籃筐）……在活動中不斷引導(dǎo)學(xué)生在具體的情境中，反復(fù)固化概念知識。這樣的體驗過程會讓學(xué)生對反沖力的大小、方向有更直觀的認知，幫助學(xué)生建立對“反沖力”概念內(nèi)涵的理解。在玩氣球過程中，引導(dǎo)學(xué)生思考利用反沖力如何驅(qū)動物體，猜測討論影響氣球小車行駛距離的可能因素有哪些，并根據(jù)實驗條件選擇其中可能性較大的因素進行實驗研究。

二、改進實驗材料，突出實驗現(xiàn)象

在科學(xué)教材中設(shè)計的氣球反沖實驗，是在地面用氣球驅(qū)動小車開展實驗。在實際的教學(xué)過程中或多或少會碰到因?qū)嶒炇摇⒔淌液推鞑牡木窒?，使活動開展不暢或者實驗現(xiàn)象不明顯的情況。為改變原有器材阻力大、不易固定、效果不明顯等問題，本次實踐活動在地面實驗中選擇了教材中的四輪小車，網(wǎng)購了氣球動力小車活動套材、空氣槳電動賽車套材等。通過不斷地體驗實驗，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：原來四輪小車在反沖力的作用下行走距離基本不到1米（現(xiàn)象不明顯）且氣球固定比較麻煩；而網(wǎng)購的套材小車方向又不易控制。通過不斷嘗試和調(diào)整，最終拆解下空氣槳電動小車支架和氣球小車的噴氣裝置，篩選組合出實驗現(xiàn)象最明顯且易操作的組合套件。雖然前期在器材甄選過程中花了較多時間，但是為學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動手能力的培養(yǎng)，突出實驗現(xiàn)象和后期實驗數(shù)據(jù)的分析奠定了良好基礎(chǔ)。

三、注重過程體驗，激發(fā)探究樂趣

興趣是推動學(xué)生求知的內(nèi)在力量，因此在實踐活動中要讓學(xué)生充分參與到實踐活動過程中來，增強體驗感，使學(xué)生產(chǎn)生向往、探索的欲望，讓活動更具有探索性和趣味性，激發(fā)學(xué)生探究欲望和樂趣。本次實踐活動，無論是問題的提出、材料的選擇、方案的設(shè)計、實踐的過程，還是結(jié)論的分析，學(xué)生都充分地參與了，每組和每位學(xué)生都有相應(yīng)的任務(wù)及分工，避免了學(xué)生因未參與實踐過程而感到枯燥無味。

比如，在預(yù)實驗中探討器材的選取時，師生共同通過大量選取身邊可能實現(xiàn)氣球反沖運動的器材，如，窗簾軌道、齒輪、魚絲線、窗簾掛鉤等材料，設(shè)計滑行軌道和運動物體，在不斷測試中，選擇了相對較粗的魚絲線和塑料套管作為空中滑行的軌道和運動物體；用空氣槳小車車身和固定氣球的支架組合成阻力更小、更好固定氣球的裝置，替代課本中配套的小車，讓實驗效果更加明顯。學(xué)生在不斷預(yù)實驗中，充分參與到實驗過程中來，既在實踐中動手動腦激發(fā)思維，也充分激發(fā)了探究科學(xué)的樂趣。

四、利用有利時機，碰撞思維火花

根據(jù)生活經(jīng)驗，我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)實生活中利用氣球反沖力運動的案例，多為空中的熱氣球、噴氣式飛機、火箭等，而在地面利用反沖力運動的例子比較少見。因此，本次實踐活動在原有“不貼近”生活的地面實驗基礎(chǔ)上，增設(shè)了更貼近生活的空中“氣球反沖運動”實驗情境。同樣通過引導(dǎo)學(xué)生通過活動前的體驗實驗，選擇合適的實驗器材和設(shè)計實驗方案，突出實驗現(xiàn)象。

有意思的是，通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，空中實驗和地面實驗總結(jié)出的規(guī)律是有區(qū)別的。

差異一：同樣使用2號噴嘴，氣球大小為5筒氣，地面行駛距離為6.03米，空中行駛距離為1.61米。

差異二：同樣使用1號、2號、3號、4號噴嘴，在地面反沖實驗中，我們發(fā)現(xiàn)：噴嘴越大，行駛的距離越遠；而在空中反沖實驗中，并不像我們預(yù)測的那樣，噴嘴越大，行駛得越遠。

對實驗獲得的第一手數(shù)據(jù)，教師利用有利時機，適時引導(dǎo)學(xué)生思考、分析兩者出現(xiàn)的差異，碰撞思維火花，將探究引向深處。

差異一分析：空中反沖實驗運動裝置前進過程中有卡頓現(xiàn)象，導(dǎo)致總體行駛距離不遠，和地面反沖實驗行駛距離差距大。分析原因可能是：空中氣球驅(qū)動力太小、裝置太重或摩擦力太大（滑動摩擦）；地面反沖實驗用的小車是通過實驗篩選重組的，輪子摩擦力?。L動摩擦），而且利用慣性還可以行駛一定距離；空中反沖實驗用的是滑動的塑料桿，滑動摩擦力比滾動摩擦更大；地面氣球大小5筒氣的行駛距離可與空中15筒氣行駛距離接近，基于這種情況我們考慮需要對空中的實驗裝置再次進行改進。

差異二分析：根據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，地面反沖實驗噴嘴越大行駛的距離越遠（如圖1所示）；而空中反沖實驗2號噴嘴行駛的距離最遠，根據(jù)柱狀圖走勢分析，我們覺得行駛最大值有可能在1～2號或2～3號噴嘴之間某個大小的噴嘴（如圖2所示），并不是噴嘴越大行駛的距離越遠，不能簡單地將地面反沖實驗規(guī)律應(yīng)用于空中反沖實驗。

五、立足教學(xué)實際，完善實驗設(shè)計

實驗設(shè)計是學(xué)生開展探究活動的基礎(chǔ)，是個復(fù)雜的工程，也是個思維訓(xùn)練的過程。學(xué)生通過參與實驗設(shè)計，不斷嘗試改進完善實驗設(shè)計，掌握實驗設(shè)計的方法，養(yǎng)成積極動手、動腦的好習(xí)慣。本次實踐活動中，在對前期實驗所得的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象綜合分析基礎(chǔ)上，進一步引導(dǎo)學(xué)生改進空中實驗裝置（去掉氣球平衡杠和固定氣球橡皮筋以減輕重量，縮短固定氣球的軌道桿以減輕重量和減小摩擦）。實驗都用3號噴嘴，氣球大小都為15筒氣，測得改進后的實驗裝置確實行駛距離更遠，由原來的行駛6.89米增加到9.49米（如圖3所示），不僅驗證了猜想，學(xué)生從中還獲得了成功的喜悅。

因此教師在教學(xué)中讓學(xué)生主動思考、提出自己的設(shè)想、親歷科學(xué)探究的過程是十分必要的。教師在教學(xué)中立足教學(xué)實際，在完善實驗設(shè)計上下大氣力是非常值得的。

“氣球的反沖運動”實驗記錄單三

2022年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)集中體現(xiàn)在科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、態(tài)度責(zé)任等方面。而這些方面能力的形成主要來源于科學(xué)探究活動。本次實踐活動在原有“不貼近”生活的地面實驗基礎(chǔ)上，增設(shè)了更貼近生活的空中“氣球反沖”實驗情境，引導(dǎo)學(xué)生通過活動前的體驗實驗選擇合適的實驗器材和設(shè)計實驗方案。學(xué)生在探究實踐中，通過猜測、設(shè)計方案、實驗、數(shù)據(jù)分析和交流討論等活動，引發(fā)沖突，不斷調(diào)整改進實驗設(shè)計方案，滲透工程設(shè)計理念，活躍和拓寬思維，尋找更多有價值的研究問題，以延續(xù)探究實踐，提升學(xué)生核心素養(yǎng)，進而促進教育教學(xué)提質(zhì)增效。

【本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度教改專項課題“基于課后延時服務(wù)的小學(xué)科學(xué)興趣班活動內(nèi)容設(shè)計研究”?的階段性成果，課題立項編號Fjjgzx21-191】

參考文獻

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[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.