《物體的形狀改變以后》教學(xué)實(shí)錄與評析

王永青 顧長明

教學(xué)分析

《物體的形狀改變以后》是《無處不在的力》單元的第2課，屬于課程標(biāo)準(zhǔn)中“物質(zhì)世界”領(lǐng)域“運(yùn)動與力”的相關(guān)內(nèi)容。本課首先通過四個(gè)“有結(jié)構(gòu)”的物體在施加力和去掉力的作用下分別由形變到恢復(fù)原狀或達(dá)到極限而恢復(fù)不到原狀，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物體的彈性和彈力，同時(shí)讓學(xué)生通過對微觀形變的放大觀察，認(rèn)識彈性具有普遍性。其次，讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的探究過程——研究外力和物體形變的關(guān)系。以探究拉力與彈簧的拉伸長度的關(guān)系為例，可以設(shè)計(jì)完整的探究流程：根據(jù)現(xiàn)象提出問題（拉力與彈簧的拉伸長度的關(guān)系）—猜想假設(shè)（拉力越大，彈簧的拉伸長度越長;拉力越小，彈簧的拉伸長度越短）—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（測量彈簧長度的變化）—分析數(shù)據(jù)（通過數(shù)據(jù)的變化觀察規(guī)律）—拓展應(yīng)用（啟發(fā)學(xué)生學(xué)以致用，運(yùn)用彈性知識改變、造福我們的生活）。

本課的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)如下：

1.能夠通過動手探究發(fā)現(xiàn)生活中彈性物體的共同點(diǎn)，認(rèn)識彈性和彈力的定義。

2.能夠設(shè)計(jì)并做好研究彈簧伸長的長度與拉力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，了解彈性具有一定的限度。

3.培養(yǎng)學(xué)生研究生活中的有關(guān)彈性的現(xiàn)象。在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)中體驗(yàn)到探究的樂趣，樂于與他人合作，學(xué)會創(chuàng)造。

教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)游戲情境，激發(fā)探究欲望

師：同學(xué)們，我們先來做個(gè)游戲：比一比，誰的力氣大！怎么比呢？老師今天帶來一個(gè)拉力器?，F(xiàn)在請兩位同學(xué)上來比一比，聽清比賽要求：（出示圖片）雙手用勁向兩端拉拉力器，其他同學(xué)都是評委，請認(rèn)真看誰獲勝？

生：把彈簧拉得最長的人獲勝。

師：為什么，你評判標(biāo)準(zhǔn)是什么？

生：他的力氣大使彈簧的形狀改變量變最大。

師：為什么彈簧拉得長就證明他的力氣大呢？我們就帶著這個(gè)問題來學(xué)習(xí)今天的新課《物體的形狀改變以后》。

評析：教師利用拉力器比誰的力氣大，一方面讓學(xué)生通過“做”體會用力讓彈簧形狀改變，另一方面為本課探究彈簧拉伸長度與拉力的關(guān)系作鋪墊，埋下“思”的伏筆。創(chuàng)設(shè)這樣的情境引入課題，旨在引起學(xué)生的有意注意，讓學(xué)生快速投入接下來的探究活動中。

2.觀察體會感知，合理類推

（1）認(rèn)識物體的彈性

師：這里有一把尺子，我對它用力，向下掰，再去掉力，你們發(fā)現(xiàn)了什么？

生：老師用力時(shí)，尺子變彎;去掉力之后，尺子又變直了。

師：我繼續(xù)用力掰尺子呢？

生：更彎了。

師：可以把尺子的兩端掰到一起嗎？

生：不可以，尺子會被掰斷的。

師：很好！在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們要保護(hù)材料不被破壞。老師準(zhǔn)備了幾個(gè)橡皮筋、壓簧、太空泥，我們先對它們施加力，再去掉力。大家一邊做，一邊觀察物體的變化，并按要求填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)。）

師：請大家匯報(bào)一下你們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

生：拉橡皮筋，橡皮筋變長，去掉力，橡皮筋又恢復(fù)到原來的樣子。

生：壓壓簧，壓簧變短，放手后，又恢復(fù)原狀。

生：捏太空泥，會變癟，松手后，還是癟的。

師：有沒有補(bǔ)充，或有什么新的發(fā)現(xiàn)？

生：對物體施加力，這些物體的形狀都改變了。

生：去掉力后，有的物體恢復(fù)原狀，有的則不能。

生：為什么太空泥去掉力之后不能恢復(fù)原狀？

師：這個(gè)問題值得我們思考，那為什么橡皮筋又可以恢復(fù)原狀呢？

生：橡皮筋有彈性。

師：你是怎么理解彈性的呢？

生：對物體施加力，物體變形，去掉力后，物體又恢復(fù)原狀的性質(zhì)叫彈性。

師：當(dāng)物體受到外力時(shí)，形狀或體積發(fā)生改變，去掉外力后，又恢復(fù)到原來的形狀或體積，這種性質(zhì)叫作“彈性”。

（2）認(rèn)識彈力

師：當(dāng)你壓壓簧時(shí)，你的手有什么感覺？

生：壓壓簧時(shí)，壓簧也在反彈我。

師：這種能使物體恢復(fù)原來的形狀或體積的力叫作彈力。我們生活中還有沒有這種具有彈性的物體？

生：籃球、跳床。

生：氣球、弓箭。

評析：教師引導(dǎo)學(xué)生通過比較、分析、歸納，以“做”導(dǎo)“思”，以“思”形成認(rèn)知，得出“彈性”“彈力”的定義，喚起學(xué)生的生活想象，對現(xiàn)實(shí)的表象進(jìn)行合理的概括，逐步形成科學(xué)表象，為下面不易發(fā)現(xiàn)的彈性形變奠定基礎(chǔ)。

（3）認(rèn)識不易察覺的彈性現(xiàn)象

師：同學(xué)們剛才提到的都是變化明顯的彈性現(xiàn)象，有沒有物體沒有彈性呢？

生：有，桌子就沒有彈性。

師：我這里有個(gè)玻璃瓶，它有彈性嗎？

生：沒有。

師：確定沒有嗎？老師做了一個(gè)裝置：裝滿紅墨水的玻璃瓶，用橡皮塞封口，橡皮塞上插一個(gè)玻璃管。假如玻璃瓶有彈性會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？

生：用力擠壓時(shí)，紅色液面會有變化，不擠壓時(shí)，恢復(fù)原狀。

師：我們來試一試。（教師把投影儀對準(zhǔn)紅色液面，然后擠壓玻璃瓶，再松手）你們發(fā)現(xiàn)了什么？

生：液面有變化，說明玻璃瓶也具有彈性。

師：看來玻璃也有彈性，只是彈性不明顯而已，其實(shí)和玻璃一樣彈性不明顯的物體還有很多。

評析：本課的難點(diǎn)之一是讓學(xué)生克服前概念的沖突，感受玻璃瓶也有彈性。這里教師引導(dǎo)學(xué)生從“做”的層面去發(fā)現(xiàn)問題，利用放大法將微觀形變得直觀化，使學(xué)生從“思”的層面理解彈性的普遍存在性。

3.引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究，手腦并用

（1）提出問題，合理猜想

師：我們再回到具有明顯形變的物體，比如彈簧（出示彈簧），我掛一個(gè)鉤碼，彈簧變化了嗎？

生：變長了。

師：掛兩個(gè)鉤碼呢？

生：變得更長了。是不是拉力越大，彈簧拉伸得越長？

師：你覺得拉力的大小和彈簧拉伸的長度之間有怎樣的關(guān)系？

生：拉力越大，彈簧拉伸得越長;拉力越小，彈簧拉伸得越短。

師：這個(gè)假設(shè)對不對？我們要做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以“思”導(dǎo)“做”

師：怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀啃枰裁床牧夏?？下面各小組先討論。

（學(xué)生討論。）

生：先掛一個(gè)鉤碼測彈簧的長度，再增加鉤碼，測出彈簧長度，看長度的變化規(guī)律。

生：實(shí)驗(yàn)需要的材料有彈簧、尺子、鉤碼。

師：有沒有補(bǔ)充的？

生：我覺得手拿著彈簧會晃，應(yīng)該把它固定下來。

生：掛在鐵架臺上。

評析：教師讓學(xué)生基于現(xiàn)象進(jìn)行提問，引領(lǐng)學(xué)生逐步逼近本節(jié)課所要探究的問題。問題的提出是探究式教學(xué)的基石，一個(gè)適切的問題，可以引導(dǎo)學(xué)生親歷整個(gè)探究過程。

（3）驗(yàn)證操作，手腦并用

師：我們把尺子也固定在鐵架臺上（如圖1），看一看彈簧最下面的指針指到刻度尺的讀數(shù)。我們試著測量一下，彈簧原長時(shí)刻度尺的示數(shù)，誰來讀一下？

生：14厘米。

師：（把鉤碼掛到彈簧上）現(xiàn)在可以讀數(shù)嗎？

生：不可以，彈簧還在晃。

師：所以在測量的時(shí)候要等彈簧穩(wěn)定下來。下面分組活動，各組組長上來領(lǐng)器材。

評析：在此處教師的提醒是必要的，因?yàn)閷τ跍y量彈簧原長和掛鉤碼后的長度操作技能，只有通過教師正確的示范操作，學(xué)生的操作才能規(guī)范，才能有效實(shí)驗(yàn)，同時(shí)讓學(xué)生明白只有正確地實(shí)驗(yàn)操作，才能得出正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。

師：哪個(gè)小組先來匯報(bào)？

生：沒有掛鉤碼時(shí)，刻度尺讀數(shù)為12.5厘米，掛1個(gè)鉤碼時(shí)讀數(shù)為15厘米，掛2個(gè)鉤碼時(shí)讀數(shù)為17.5厘米，掛3個(gè)鉤碼時(shí)讀數(shù)為20厘米。實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是彈簧受到的拉力越大，彈簧拉伸得越長。反之，彈簧受到的拉力越小，彈簧拉伸得越短。

（4）利用簡圖，展現(xiàn)直觀規(guī)律

師：老師把掛不同數(shù)量鉤碼的彈簧，拉伸長度的示意圖展示在黑板上（如圖2），你們可以看到規(guī)律嗎？

生：鉤碼越多，彈簧拉伸得越長。

師：你能猜出掛5個(gè)鉤碼的彈簧應(yīng)該在圖中哪個(gè)位置嗎？

生：（學(xué)生上前比畫）可能在這個(gè)位置，比第4個(gè)長，比第5個(gè)短。

師：那你知道掛7個(gè)鉤碼的彈簧位置嗎？

生：比掛6個(gè)鉤碼的彈簧長。

師：掛無數(shù)個(gè)呢？

生：很長很長。

生：這時(shí)候彈簧都壞了。

師：是的，彈簧的彈性是有一定限度的，那你們的結(jié)論怎樣才算完整呢？

生：在彈性限度內(nèi)，拉力越大，彈簧拉伸得越長;拉力越小，彈簧拉伸得越短。

評析：教師讓學(xué)生通過收集數(shù)據(jù)，參與實(shí)證、討論的“做”，并結(jié)合“思”，建構(gòu)和理解主要的科學(xué)概念。學(xué)生有了參與探究活動的親身體驗(yàn)，有利于培養(yǎng)他們的科學(xué)精神;通過對誤差進(jìn)行分析，培養(yǎng)他們的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。學(xué)生在探究的過程中，做到動腦在前，動手在后，操作與思維同構(gòu)共生。

4.學(xué)用有機(jī)結(jié)合，遷移拓展

師：在我們的生活中有哪些地方利用了物體的彈性和彈力呢？

生：蹦極，安全繩就是有彈性的，可以上下彈。

生：打羽毛球時(shí)，球拍和羽毛球都有彈性。

師：同學(xué)們都有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，請大家看圖片中哪些地方運(yùn)用了彈性。

（教師播放幻燈片，學(xué)生交流。）

師：同學(xué)們，這節(jié)課我們共同經(jīng)歷了這樣一個(gè)過程：問題—猜測—實(shí)驗(yàn)—結(jié)論—應(yīng)用。希望同學(xué)們在以后的學(xué)習(xí)生活中，學(xué)會利用物體的彈力和彈性設(shè)計(jì)一些小發(fā)明，服務(wù)于我們的生活。

評析：應(yīng)用知識的過程，也是聯(lián)系生活“思”的過程，是一種最好的學(xué)習(xí)過程。教師讓學(xué)生列舉生活中常見的彈性物體，引導(dǎo)他們將知識與應(yīng)用結(jié)合，鞏固、強(qiáng)化了他們對彈力概念的認(rèn)識。同時(shí)，教師通過鼓勵(lì)學(xué)生動手動腦，學(xué)以致用，將知識的廣度延展，寬度拉伸，使得學(xué)生的思維一步一步向前發(fā)展。

總 ? ?評

1.以“做”促“思”，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

小學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律是感知、動作、表象、概念和符號，“做”通過感知和動作讓學(xué)生積累表象，再逐步通過“思”抽象內(nèi)化成概念。本課通過觀察物體在力的作用下，發(fā)生形變，去掉力后又恢復(fù)形變，這個(gè)過程就是物體表現(xiàn)出彈性的過程，學(xué)生在觀察、做、領(lǐng)會、思的過程中感受彈性和彈力的概念。

“為什么把測力計(jì)拉得最長的人，他的力氣就最大呢？”學(xué)生產(chǎn)生問題后合理假設(shè)，將“為什么”的問題轉(zhuǎn)化為“怎么樣”的探究問題，進(jìn)而產(chǎn)生求證的行動?！白觥奔辞笞C，是用實(shí)踐猜想，尋求證據(jù)的過程，讓學(xué)生用事實(shí)和數(shù)據(jù)來說明“在彈性限度內(nèi)，拉力越大，彈簧拉伸越長;拉力越小，彈簧拉伸越短”。

2.以“思”導(dǎo)“做”，讓學(xué)生明確目標(biāo)

動手前先動腦，“做”之前需要“思”的引導(dǎo)，學(xué)生才能更有效地解決問題。教師從學(xué)生操作水平出發(fā)，在操作技能方面進(jìn)行了合理的引領(lǐng)與有效的示范，把彈簧固定在鐵架臺上，降低了實(shí)驗(yàn)的難度，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的效果。在動手實(shí)驗(yàn)前問題的設(shè)計(jì)、假設(shè)的提出、方案的確定、路徑的規(guī)劃和結(jié)果的預(yù)測等環(huán)節(jié)，無不滲透著以“思”導(dǎo)“做”的理念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，讓科學(xué)的種子在學(xué)生心中萌芽。

3.“做”“思”共融，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

縱觀本課，多個(gè)問題都是通過對表象的觀察提出的，猜想是根據(jù)前概念認(rèn)知通過思考形成的，實(shí)驗(yàn)是對工具了解的基礎(chǔ)上結(jié)合思考進(jìn)行的，結(jié)論是通過現(xiàn)象數(shù)據(jù)結(jié)合思考?xì)w納的，科學(xué)探究的每個(gè)環(huán)節(jié)都離不開動腦。兒童科學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)就是外顯的“做”與內(nèi)隱的“思”相結(jié)合來認(rèn)知事物的變化規(guī)律的，以動作思維為支撐，以操作表象為紐帶;以知行合一為表征，以動作技能為外顯，以心智技能為內(nèi)隱，不斷推進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

江蘇省連云港師專第一附屬小學(xué)

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