用數(shù)學(xué)練習(xí)方式推進(jìn)科學(xué)測量工具的結(jié)構(gòu)化使用

陳微剛

《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中的科學(xué)探究分目標(biāo)要求小學(xué)生在科學(xué)課學(xué)習(xí)中能用簡單的測量工具（尺、測力計(jì)、天平、量筒、溫度計(jì)、秒表等）對物體進(jìn)行定量觀察、采集數(shù)據(jù)，并作簡單記錄。學(xué)會用簡單測量工具是一種技能的學(xué)習(xí)，技能的學(xué)習(xí)就需要大量的訓(xùn)練，在反復(fù)訓(xùn)練中逐漸形成測量工具使用技能?，F(xiàn)行的教科版科學(xué)教材也安排了專門的測量工具使用指導(dǎo)課，如《測量力的大小》《溫度與溫度計(jì)》等。但在實(shí)際教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)許多科學(xué)教師所安排的測量工具使用訓(xùn)練活動總是方式方法單一、缺乏梯度與層次、比較膚淺、不夠深入?？v觀小學(xué)階段的各門學(xué)科，在運(yùn)用有梯度的練習(xí)來發(fā)展小學(xué)生的學(xué)科技能方面做得好的當(dāng)屬數(shù)學(xué)學(xué)科，因此在科學(xué)教學(xué)中應(yīng)該用數(shù)學(xué)練習(xí)的方式來設(shè)計(jì)測量工具使用訓(xùn)練活動，推進(jìn)小學(xué)生測量工具的結(jié)構(gòu)化使用，促進(jìn)小學(xué)生測量工具使用技能的形成。筆者就以教科版科學(xué)教材五年級上冊《測量力的大小》為例來談?wù)劀y量工具使用訓(xùn)練活動的設(shè)計(jì)。

一、 基本式訓(xùn)練

當(dāng)測量工具的使用講解結(jié)束后，就應(yīng)該及時(shí)安排鞏固訓(xùn)練活動，但最開始的訓(xùn)練應(yīng)安排基本式訓(xùn)練，即與講解中教師的測量演示相同或相接近的訓(xùn)練，這樣學(xué)生容易接受，重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生對測量工具使用要領(lǐng)的理解與實(shí)踐應(yīng)用，訓(xùn)練次數(shù)不宜多，測量2到3種典型的材料即可。在《測量力的大小》的教學(xué)中，教師作演示時(shí)是在測量物體重力大小，因此第一個(gè)訓(xùn)練活動筆者安排了學(xué)生測量重力的大小，而且選擇了鉤碼、筆袋、書本等三種典型的材料，訓(xùn)練測量時(shí)主要觀察學(xué)生有沒有在測量前先校0刻度線、讀數(shù)時(shí)是否做到平視……測量結(jié)果也只做報(bào)數(shù)式的交流，因而整個(gè)活動用時(shí)短而精練。

二、 變化式訓(xùn)練

在實(shí)際使用測量工具時(shí)，我們不可能總是用同一方式去測量單一對象的某個(gè)變化量，每一種測量工具應(yīng)該會有多種測量方式，使它能適應(yīng)不同對象的測量需要，從而最大限度地發(fā)揮測量工具的功用。當(dāng)學(xué)生通過基本式訓(xùn)練學(xué)會測量工具的最基本功能后，就應(yīng)該適當(dāng)變化測量方式，訓(xùn)練測量不同對象的不同變化量，增加學(xué)生對測量工具使用認(rèn)識的廣度與深度，知道測量工具既可以這樣測量，也可以那樣測量。在《測量力的大小》教學(xué)中，在學(xué)生經(jīng)歷用測力計(jì)測量重力的訓(xùn)練活動后，教師安排了測一個(gè)水平拉力的變化式訓(xùn)練活動，要求學(xué)生使用測力計(jì)測量鉤碼、筆袋、書本等物體在桌面上拉動時(shí)的拉力大小，當(dāng)然在測量之前也要提出新的操作要領(lǐng)：測力計(jì)要保持與桌面水平；拉動時(shí)速度保持不變；在運(yùn)動中讀數(shù)等，這樣的訓(xùn)練活動不但增加了測量活動的深度，同時(shí)也為后續(xù)摩擦力的研究活動做了操作層面的鋪墊，使學(xué)生在研究摩擦力時(shí)有更多的時(shí)間和精力去關(guān)注“摩擦力大小與哪些因素有關(guān)”這個(gè)學(xué)習(xí)重點(diǎn)，可謂一舉多得。

三、 提高式訓(xùn)練

使用測量工具進(jìn)行的測量活動不僅是動手操作層面的活動，而且要有動腦思維的參與，這種思維有時(shí)是順向的，有時(shí)也會是逆向的。上述基本式訓(xùn)練和變化式訓(xùn)練活動所進(jìn)行的測量物體變化量的活動是一種順向思維，但在實(shí)際使用測量工具時(shí)，還有一種功用是根據(jù)設(shè)定的變化量去設(shè)置物體的變化，這是一種逆向的思維，在測量訓(xùn)練活動中也應(yīng)該讓學(xué)生經(jīng)歷，這樣，訓(xùn)練的度會更廣一些。在《測量力的大小》教學(xué)時(shí)，教師就設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)提高式的訓(xùn)練活動：用測力計(jì)分別測出1牛頓、2牛頓、3牛頓彈力的皮筋變化，這是對測力計(jì)測力活動的反向應(yīng)用，不但有助于學(xué)生逆向思維的發(fā)展，而且還與后續(xù)自制測力計(jì)活動自然融合，把這一提高式訓(xùn)練活動中測得的1牛頓、2牛頓、3牛頓彈力的皮筋變化記錄在一個(gè)平板上，只要畫上刻度線就可以輕易完成自制測力計(jì)的制作。

四、 綜合式訓(xùn)練

使用測量工具進(jìn)行科學(xué)測量的最終目的是采集和積累數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行精準(zhǔn)化的定量分析，探索發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律。為此在測量工具使用指導(dǎo)課中也應(yīng)設(shè)計(jì)綜合性的測量探索活動，讓學(xué)生在活動中不僅可以進(jìn)一步提高測量工具的綜合使用技能，而且還能發(fā)展學(xué)生采集數(shù)據(jù)、積累數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)的能力，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律，建構(gòu)科學(xué)概念。如在《測量力的大小》教學(xué)中，筆者就設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)綜合式訓(xùn)練活動：用測力計(jì)和直尺分別測出掛1個(gè)鉤碼、2個(gè)鉤碼、3個(gè)鉤碼時(shí)皮筋的彈力大小和伸長長度，如下表：

彈力大小和皮筋伸長長度的關(guān)系

通過這樣的綜合式訓(xùn)練活動，學(xué)生很自然地發(fā)展了自己綜合運(yùn)用測量工具進(jìn)行科學(xué)數(shù)據(jù)采集的技能，同時(shí)通過分析發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律：（在彈性限度內(nèi)）皮筋拉伸越長，拉力越大。

五、 開放式訓(xùn)練

科學(xué)課程應(yīng)具有開放性，這是小學(xué)科學(xué)課程的基本理念。因此在測量工具使用指導(dǎo)課中也應(yīng)設(shè)計(jì)開放式訓(xùn)練活動，給學(xué)生想象、創(chuàng)新的空間與時(shí)間，讓測量工具的使用在學(xué)生各種科學(xué)探究活動中得以應(yīng)用，增加觀察實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。如《測量力的大小》教學(xué)結(jié)束前，筆者布置了這樣一個(gè)開放式任務(wù)：用自制測力計(jì)測量氣球反沖力的大小，課內(nèi)探究時(shí)間不夠，可以延伸到課外，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)測量方案，課外繼續(xù)開展測量活動，在提高測力計(jì)使用技能的同時(shí)，創(chuàng)新能力也得到有效提升。

【責(zé)任編輯：陳國慶】