通過(guò)《靈活巧妙的剪刀》教學(xué)理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

陳麗蘭

〔摘? ? 要〕? 在現(xiàn)代教育中，跨學(xué)科教學(xué)已成為一種重要的教學(xué)方式，通過(guò)整合不同學(xué)科的知識(shí)，學(xué)生可以更好地理解實(shí)際問(wèn)題，提高綜合思維能力。為了加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)學(xué)科跨學(xué)科概念結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)，在分析了新教科版小學(xué)科學(xué)教材對(duì)此概念的構(gòu)建規(guī)律之后，以《靈活巧妙的剪刀》一課內(nèi)容為例展開(kāi)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；結(jié)構(gòu)與功能；跨學(xué)科概念；教學(xué)實(shí)踐

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號(hào)〕? 1674-6317? ? （2024）? 14? ? 058-060

在現(xiàn)代教育中，跨學(xué)科教學(xué)已成為一種重要的教學(xué)方式，通過(guò)整合不同學(xué)科的知識(shí)，學(xué)生可以更好地理解實(shí)際問(wèn)題，提高綜合思維能力?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》設(shè)置了13個(gè)學(xué)科核心概念，是學(xué)生在義務(wù)教育階段應(yīng)該掌握的核心內(nèi)容。通過(guò)對(duì)學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)和拓展，進(jìn)一步理解物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、系統(tǒng)與模型、穩(wěn)定與變化四個(gè)跨學(xué)科概念。物體的結(jié)構(gòu)是指其各個(gè)組成部分的安排方式，物體的功能是指它所具有的作用和效果。物體的結(jié)構(gòu)決定功能，功能又影響結(jié)構(gòu)，它們共同決定了物體的性質(zhì)和作用。理解物體的結(jié)構(gòu)與功能可以幫助我們更好地了解物體的性質(zhì)和作用，更好地利用和改造物體，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)需求的需要。在我們的日常生活中，結(jié)構(gòu)與功能的概念無(wú)處不在，它是一個(gè)重要的跨學(xué)科概念，涵蓋了生物學(xué)、物理學(xué)、社會(huì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解和掌握這兩個(gè)概念關(guān)系是理解許多學(xué)科的基礎(chǔ)。為了加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)學(xué)科跨學(xué)科概念結(jié)構(gòu)與功能教學(xué)，本文在分析了新教科版小學(xué)科學(xué)教材對(duì)此概念的構(gòu)建規(guī)律之后，以《靈活巧妙的剪刀》一課內(nèi)容為例展開(kāi)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐，落實(shí)跨學(xué)科概念結(jié)構(gòu)與功能的教學(xué)。

一、喚醒生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

剪刀是一種常見(jiàn)的手工工具，主要用于剪切布料、紙張等。剪刀主要由兩部分組成：一部分是兩個(gè)刀片組成的切割部分，另一部分是手柄和軸心組成的握持部分。剪刀的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，如服裝設(shè)計(jì)、剪紙藝術(shù)、園藝修剪等，所有的學(xué)生都有使用剪刀剪東西的生活經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)播放《中國(guó)剪紙》視頻短片，讓學(xué)生感嘆民俗文化精湛的技藝，再順勢(shì)引出“這些漂亮的窗花圖片是用什么工具做成的呢？”“生活中你還會(huì)用剪刀做什么事呢？”等問(wèn)題，通過(guò)剪紙藝術(shù)喚起學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)學(xué)生開(kāi)始思考生活中剪刀的用途時(shí)，已經(jīng)聚焦到了本課的主題。當(dāng)然，學(xué)生思考更多的是自己使用過(guò)程中的感受和剪刀所能解決的問(wèn)題，但對(duì)剪刀本身的研究卻很少：剪刀為什么要設(shè)計(jì)成這樣？它的結(jié)構(gòu)與功能有什么聯(lián)系？用此類(lèi)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生探究、了解剪刀的學(xué)習(xí)興趣。

二、結(jié)構(gòu)決定功能，幫助學(xué)生理解概念

探究環(huán)節(jié)展示生活中常用的普通剪刀圖片和實(shí)物，讓學(xué)生仔細(xì)觀察剪刀的結(jié)構(gòu)。學(xué)生可以近距離觀察剪刀的各個(gè)部分，如刀片、手柄、軸心等，并描述其外觀和特點(diǎn)，這一環(huán)節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和描述能力。隨后師生共同回憶本單元學(xué)過(guò)的工具菜刀、撬棍、水龍頭等運(yùn)用的簡(jiǎn)單機(jī)械原理，借助圖片的對(duì)比讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)剪刀是一種組合工具，剪刀上有刀具的斜面和撬棍的杠桿這兩個(gè)功能，杠桿、斜面具有省力、方便的作用。剪刀是一種組合工具，那剪刀又有什么樣的功能呢？引發(fā)學(xué)生了解剪刀的結(jié)構(gòu)后，他們又產(chǎn)生了迫切想要試驗(yàn)使用剪刀功能的欲望。

原教材的第一個(gè)任務(wù)，是用剪刀把圓形和方形的紙和布料裁剪下來(lái)。任務(wù)簡(jiǎn)單、學(xué)生有體驗(yàn)，但對(duì)剪刀的斜面和杠桿原理使用的好處較難理解到位。通過(guò)遵循教材知識(shí)邏輯，對(duì)教材內(nèi)容和體系進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整、重建，將本課此任務(wù)重構(gòu)為對(duì)比“用手撕、用小刀割、用剪刀剪”三種方法來(lái)制作窗花。其與課前的剪紙視頻介紹前后呼應(yīng)，在探究對(duì)比中增加實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的趣味性，最后讓學(xué)生匯報(bào)對(duì)比三種方法使用后的感受。師生共同探討對(duì)比“三種制作窗花的方法哪種效果最好？”“與它的結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？”等問(wèn)題，得出“剪刀的刀刃是斜面，刀刃鋒利的結(jié)構(gòu)，使得制作窗花時(shí)沿著實(shí)線(xiàn)取出圖案的時(shí)候可以省力、省時(shí)，制作窗花的效果平整、美觀”“剪刀的把手能夠控制刀刃移動(dòng)的方向和開(kāi)合的角度，所以制作窗花時(shí)更加靈活”等結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和動(dòng)手能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)對(duì)比不同方式、不同工具的制作效果，親身體驗(yàn)剪刀的功能，分享使用剪刀的經(jīng)驗(yàn)和感受，突出本課重點(diǎn)，理解本課剪刀結(jié)構(gòu)決定著它的功能的科學(xué)概念，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的理解，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

三、功能影響結(jié)構(gòu)，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

展示解剖剪，設(shè)置懸念提問(wèn)：“你們認(rèn)識(shí)這種剪刀嗎？”“你覺(jué)得醫(yī)生用的解剖剪和我們剛剛使用的剪刀一樣嗎？哪里不一樣？”通過(guò)對(duì)比不同引出“解剖剪為什么要設(shè)計(jì)成這樣呢？”“這種剪刀在外科手術(shù)中發(fā)揮著什么作用呢？”等問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)剪切分離網(wǎng)線(xiàn)模擬外科醫(yī)生做手術(shù)測(cè)試剪刀的功能，體驗(yàn)不同種類(lèi)剪刀的區(qū)別，在特定的任務(wù)中功能又是怎樣影響剪刀結(jié)構(gòu)的。

通過(guò)完成特定的任務(wù)，對(duì)比不同剪刀完成的效果。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生知道外科醫(yī)生的解剖剪在模擬外科手術(shù)時(shí)完成效果最好，在手術(shù)中起到了剪開(kāi)、分離、剪斷的作用。刀尖細(xì)、刀刃薄，方便我們把需要剪斷的網(wǎng)線(xiàn)跟其他網(wǎng)線(xiàn)分離開(kāi)來(lái)。刀刃鋒利，刀柄較長(zhǎng)，方便我們剪開(kāi)外皮和剪斷網(wǎng)線(xiàn)。剪刀在使用時(shí)，刀刃和把手繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)可以看作杠桿。解剖剪的把手長(zhǎng)，刀刃短，即用力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離比阻力點(diǎn)到支點(diǎn)的距離遠(yuǎn)，它是省力杠桿。當(dāng)把手移動(dòng)較長(zhǎng)距離時(shí)，刀尖只移動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)距離，從而使控制更加精準(zhǔn)。由于手術(shù)過(guò)程必須精確無(wú)誤，特定的功能需求影響剪刀結(jié)構(gòu)類(lèi)型，從而更好地完成相應(yīng)的任務(wù)。

四、課外閱讀拓展，強(qiáng)化學(xué)生態(tài)度責(zé)任

閱讀，是一種通過(guò)語(yǔ)言文字獲取信息、啟迪心智、認(rèn)識(shí)世界、發(fā)展思維的活動(dòng)。讓學(xué)生通過(guò)閱讀拓展資料，說(shuō)說(shuō)剪刀“靈活巧妙”體現(xiàn)在什么地方，讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納總結(jié)，如“剪刀是一種組合工具，既有杠桿的特點(diǎn)，又有斜面的特點(diǎn)；通過(guò)改變杠桿的長(zhǎng)短，改變斜面的狀態(tài)，剪刀就可以適用不同的工作”。剪刀是一種可以靈活、精細(xì)加工的工具，生活中有各種各樣的剪刀，比如裁衣剪、理發(fā)剪、解剖剪等。通過(guò)仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)各類(lèi)剪刀的不同結(jié)構(gòu)，裁衣剪的刀刃厚且長(zhǎng)，理發(fā)剪的刀刃薄且長(zhǎng)、刀刃是梳齒狀的，解剖剪的刀刃短而尖等。

教師追問(wèn)：“為什么要這么設(shè)計(jì)？這樣設(shè)計(jì)有什么作用嗎？”讓學(xué)生意識(shí)到剪刀的發(fā)明得益于技術(shù)的進(jìn)步，多種多樣的剪刀也是人們?cè)诠ぷ?、生活等過(guò)程中，隨著經(jīng)驗(yàn)的累積、認(rèn)知的深入，不斷改進(jìn)和發(fā)展的結(jié)果。剪刀有許多不同的分類(lèi)，發(fā)明這些剪刀，也是為了滿(mǎn)足人們?cè)谕瓿刹煌蝿?wù)時(shí)的需要，特定的工具為我們的生活帶來(lái)了更多的便利。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和創(chuàng)新思維。例如，讓學(xué)生思考如何改進(jìn)剪刀的結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其某項(xiàng)功能，或者如何設(shè)計(jì)一種新的工具以滿(mǎn)足特定的功能需求等，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。還可以請(qǐng)學(xué)生課后充分發(fā)揮想象，根據(jù)未來(lái)生活的需要，想想未來(lái)會(huì)發(fā)展出怎樣的剪刀。

在《靈活巧妙的剪刀》這一課的教學(xué)實(shí)踐中，遵循學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)安排學(xué)習(xí)進(jìn)階及探究實(shí)踐活動(dòng)。將剪刀的結(jié)構(gòu)與功能作為課堂教學(xué)的主線(xiàn)，讓學(xué)生在觀察剪刀的結(jié)構(gòu)及運(yùn)用的簡(jiǎn)單機(jī)械原理后，通過(guò)體驗(yàn)不同方法制作窗花和使用不同剪刀模擬醫(yī)生做外科手術(shù)的探究活動(dòng)，讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn)使用不同工具的感受，并通過(guò)分析、比較、推理等思維方法，深化學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)決定功能、功能又影響著結(jié)構(gòu)”這一跨學(xué)科概念的感知。學(xué)生可以通過(guò)觀察、分析、實(shí)踐和總結(jié)等環(huán)節(jié)，體驗(yàn)跨學(xué)科概念——結(jié)構(gòu)與功能的實(shí)際應(yīng)用和重要性，以及鍛煉觀察能力、分析能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。首先，學(xué)生的思維能力得到了提高，開(kāi)始主動(dòng)思考事物的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與其表現(xiàn)出的功能之間的關(guān)系。其次，學(xué)生的實(shí)踐能力也得到了提高，開(kāi)始嘗試通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)。最后，學(xué)生解決問(wèn)題的能力也得到了提高，開(kāi)始學(xué)會(huì)如何運(yùn)用這一概念分析并解決問(wèn)題。理解這一概念并將其應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，對(duì)于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力具有重要意義，并且可以推廣到其他領(lǐng)域，幫助學(xué)生深入理解科學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用的廣泛性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決問(wèn)題能力，為學(xué)生的全面發(fā)展打好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]張婕.基于跨學(xué)科概念的信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)融合[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2023（8）：78-80.

[2]張玉華.核心素養(yǎng)視域下跨學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)涵認(rèn)識(shí)與實(shí)踐路徑[J].上海教育科研，2022（5）.