讓科學(xué)探究在做與思之間走向深刻

倪葉陶

【教材分析】

《滾小球》是蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第一單元《神奇的機(jī)械》中第三課《斜坡的啟示》的拓展課?！渡衿娴臋C(jī)械》單元主要是讓學(xué)生掌握簡單機(jī)械的工作原理及其應(yīng)用，從而滲透結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的知識(shí)。《滾小球》設(shè)計(jì)了四個(gè)活動(dòng)：一是在斜坡滾球的活動(dòng)中，初步感受力的存在;二是分別在改變坡長、球的質(zhì)量等變量條件下，思考如何控制變量，并在層層遞進(jìn)的“做”中感受球滾動(dòng)的距離和哪些因素有關(guān);三是模擬伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，球從V形的斜坡滾落，預(yù)測(cè)球在另一個(gè)斜坡爬行的高度，體驗(yàn)到運(yùn)動(dòng)的物體具有能量和慣性;四是在撞球游戲中，依次用球去碰撞不同數(shù)量的球，在預(yù)測(cè)與驗(yàn)證中體會(huì)力的作用，并聯(lián)系“牛頓擺”等現(xiàn)象進(jìn)行解釋和應(yīng)用，在“做”與“思”中建構(gòu)與積累科學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生的動(dòng)作技能與心智技能的共同提升。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知道力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);在探究球滾動(dòng)距離的實(shí)驗(yàn)中，了解球滾動(dòng)的距離與坡長、球的質(zhì)量有關(guān);體會(huì)運(yùn)動(dòng)的物體具有能量和慣性（本課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)）。

2.運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋能量可以傳遞的相關(guān)生活現(xiàn)象。

【教學(xué)準(zhǔn)備】

大小不一的玻璃球、斜坡、V形斜坡、牛頓擺、記錄單。

【教學(xué)流程】

（一）創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)思考，初步感受力的存在

1.導(dǎo)入談話：今天我們一起來玩?zhèn)€游戲。（教師出示玻璃球）認(rèn)識(shí)這個(gè)嗎？平常大家都怎么玩？

2.提供任務(wù)：滾動(dòng)玻璃球去撞擊前面的物體。

3.教師請(qǐng)學(xué)生滾球撞擊物體并讓其說說怎么做才能擊倒物體。

4.教師小結(jié)：球的滾動(dòng)需要人們提供動(dòng)力，同時(shí)還要確定用力的方向、控制力的大小才能擊倒物體，獲得成功。

5.提問啟發(fā)：球靜置在水平的桌面上，如果不提供外力，怎樣才能讓球滾起來？（只需要把原來的平面變成斜面就可以了）

（設(shè)計(jì)意圖：教師以熟悉的滾球游戲活動(dòng)入手，啟發(fā)學(xué)生思考，在利用學(xué)生原有的“實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)”的同時(shí)，調(diào)動(dòng)其“思維經(jīng)驗(yàn)”，為探究球的滾動(dòng)打下基礎(chǔ)。）

（二）認(rèn)識(shí)器材，以“思”導(dǎo)“做”，明確探究方向

1.預(yù)測(cè)：球從斜面上滾下來的距離和什么有關(guān)？

2.學(xué)生猜測(cè)：可能和球在斜坡上的位置、球的大小、手推動(dòng)的力量大小有關(guān)。

3.啟發(fā)：要解開“球從斜面上滾下來的距離究竟和什么有關(guān)”的秘密，看來得通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。（出示玻璃球、斜坡）你們認(rèn)識(shí)這些器材嗎？

4.思考：如果研究球在斜坡不同的位置對(duì)滾動(dòng)距離的影響，想想應(yīng)該怎么做？學(xué)生討論后認(rèn)為，首先要確定球的起始位置。教師又提出：這個(gè)位置怎么選？距離太近行不行？為什么？學(xué)生再次交流，認(rèn)為應(yīng)該在斜面上選擇不同的起始位置，起始位置之間要有一定的距離，然后讓球從起始位置自然滾下來，在球的停止處做好標(biāo)記，測(cè)量距離并記錄。

（設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)探究活動(dòng)的第一步就是發(fā)現(xiàn)并提出問題。問題往往產(chǎn)生于學(xué)生對(duì)某些事實(shí)或者現(xiàn)象的觀察，通過思考明確模擬對(duì)象之間的聯(lián)系。這不僅為選擇探究問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備，也有助于學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)現(xiàn)前概念與新知的有效聯(lián)結(jié)，同化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)“思”與“做”的有效對(duì)接。）

（三）設(shè)計(jì)方案，先“思”后“做”，探究球的運(yùn)動(dòng)

1.觀察：斜面上已經(jīng)標(biāo)出了兩個(gè)點(diǎn)，觀察這兩個(gè)點(diǎn)（圖1）有什么不同？

圖1? ?探究球在斜面不同位置對(duì)滾動(dòng)距離的影響

2.猜測(cè)并討論：哪個(gè)起始位置的球滾得遠(yuǎn)？實(shí)驗(yàn)中需要注意些什么？

3.明確：實(shí)驗(yàn)中需要注意以下幾點(diǎn)：球的大小一樣;斜坡角度一樣;球必須自然滾落;多做幾次實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。

4.實(shí)驗(yàn)并記錄：在坡度不變、球大小相同的情況下，高處的球比低處的滾動(dòng)距離遠(yuǎn)。

5. 預(yù)測(cè)與思考：影響球滾動(dòng)距離的因素除了球滾動(dòng)的起始位置外，還有哪些因素？如果球滾動(dòng)的起始位置相同、坡度相同，僅改變球的大?。▓D2），哪個(gè)球會(huì)滾得更遠(yuǎn)？該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)中需要注意什么？

圖2? ? 探究球的大小對(duì)滾動(dòng)距離的影響

6.實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)發(fā)現(xiàn)：同樣高度，大球滾得遠(yuǎn)。

7.啟發(fā)：球從坡上滾下來會(huì)運(yùn)動(dòng)一段距離。如果球從斜坡上滾下來又遇到一個(gè)同樣坡度的斜坡，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象（圖3）？預(yù)測(cè)并畫出球運(yùn)動(dòng)的位置。

圖3? ?探究球在V形坡的運(yùn)動(dòng)情況

8.預(yù)測(cè)后實(shí)驗(yàn)，匯報(bào)并解釋：球滾動(dòng)的高度和原來的位置差不多。

9.反思并小結(jié)：根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)不一定是正確的，還要通過動(dòng)手實(shí)踐來驗(yàn)證。

（設(shè)計(jì)意圖：明確變量條件是變量實(shí)驗(yàn)的前提性技能。教師通過問題鏈來考量學(xué)生對(duì)“起點(diǎn)位置”“坡度大小”“球的質(zhì)量”等變量條件控制的理解，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前就明確“做什么”“怎么做”“做的過程中應(yīng)該注意什么”，學(xué)會(huì)先“思”后“做”，控制好相同條件與不同條件。在相互討論與質(zhì)疑中，學(xué)生不斷修改實(shí)驗(yàn)方案，明確對(duì)比實(shí)驗(yàn)必須通過層層遞進(jìn)的“思”，才能為接下來的“做”掃清障礙。這樣的科學(xué)探究才是有目標(biāo)、有計(jì)劃、有針對(duì)性的。）

（四）撞球游戲，邊“做”邊“思”，發(fā)現(xiàn)力能傳遞

1.談話：剛才我們研究了影響球在斜坡上滾動(dòng)的距離的因素。如果在斜坡末端放一個(gè)同樣大小的球，當(dāng)球從高處滾下來，碰到這個(gè)球時(shí)（圖4）會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？

圖4? ?探究斜坡撞球的規(guī)律? ?圖5? ?探究斜坡撞多個(gè)球的規(guī)律

2.預(yù)測(cè)并說明理由。

3.思考：如果把斜坡末端的球增加到2個(gè)（圖5），高處滾下的球與它們碰撞后會(huì)怎樣？增加到3個(gè)、4個(gè)呢？

4.實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)發(fā)現(xiàn)：斜坡上滾下來的球只能撞走一個(gè)靜止不動(dòng)的球。

5.小結(jié)規(guī)律：力可以傳遞。

（設(shè)計(jì)意圖：小學(xué)生的認(rèn)識(shí)和思維往往源于動(dòng)作和直觀形象。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生獲得了斜坡撞球的操作體驗(yàn)，并結(jié)合滾球操作的經(jīng)驗(yàn)，體會(huì)力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，利用“思”不斷調(diào)整“做”，在“做”的同時(shí)不斷修正“思”的錯(cuò)誤。）

（五）聯(lián)系生活，以“做”促“思”，解釋牛頓擺的秘密

1.介紹：（出示圖6）這是牛頓擺，主要由吊繩固定的5個(gè)質(zhì)量相同的球體組成，球與球之間彼此緊密排列。

圖6? ?牛頓擺

2.預(yù)測(cè)：如果拉起最左側(cè)的一個(gè)球撞擊另外4個(gè)球，會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？

3.演示：拉起最左側(cè)的一個(gè)球撞擊其他球，結(jié)果只彈起了1個(gè)球。

4.思考：如果拉起左側(cè)2個(gè)球撞擊其他球，會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況？拉起3個(gè)、4個(gè)球撞擊又會(huì)怎么樣？你有什么發(fā)現(xiàn)？

5.匯報(bào)：撞擊的球數(shù)和彈起的球數(shù)是一樣的。

6.思考：為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況？

7.小結(jié)：力作用在物體上會(huì)產(chǎn)生同樣大小的力。

（設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生觀察和操作“牛頓擺”實(shí)驗(yàn)，歸納出“力能在物體間傳遞”這一結(jié)論，以“做”促“思”。這里的“思”主要側(cè)重于對(duì)課堂知識(shí)技能的歸納、梳理、感悟，側(cè)重于對(duì)課堂學(xué)習(xí)的反思與總結(jié)，對(duì)收集的事實(shí)進(jìn)行整理和解讀，進(jìn)一步厘清思路，以便清晰地表述探究結(jié)果，形成對(duì)研究問題的解釋。）

（六）拓展應(yīng)用，“做”“思”結(jié)合，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容

1.提問：這節(jié)課你有哪些收獲？

2.思考：生活中見到過哪些類似的現(xiàn)象？試著解釋其中的原理。

3.延伸：還有哪些問題想繼續(xù)研究？利用今天學(xué)習(xí)的方法，還可以選擇其他的猜測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證。

（設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)知識(shí)源于生活，用于生活。教師引導(dǎo)學(xué)生利用“能量能在物體間傳遞”的原理對(duì)生活中的現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋。如此，既檢驗(yàn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，又使所學(xué)知識(shí)得以應(yīng)用，促使學(xué)生由動(dòng)作技能向心智技能轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)“做思共生”的教學(xué)境界，實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的外化與探究思維品質(zhì)的內(nèi)化相互統(tǒng)一。）

【評(píng)析】

拓展課《滾小球》是基于“做思共生”的教學(xué)主張?jiān)O(shè)計(jì)的。這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：一是關(guān)注學(xué)生思維的起點(diǎn)。提出問題、猜想假設(shè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)結(jié)合了學(xué)生的前概念水平，從探究的主要過程出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手，在層層遞進(jìn)的思維活動(dòng)中，揭示學(xué)生關(guān)于力的原有認(rèn)知，在“肯定—否定—肯定”的驗(yàn)證過程中逐漸加深學(xué)生對(duì)“力能改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的認(rèn)識(shí)。二是關(guān)注學(xué)生探究的流程。在坡道滾球、V形坡道滾球、坡道撞球的實(shí)驗(yàn)中，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行控制和分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納與概括。學(xué)生在“做”與“思”中體會(huì)到變量控制與因果分析的重要性，并在系列化的動(dòng)手實(shí)踐中逐漸形成對(duì)探究流程的整體認(rèn)識(shí)。三是關(guān)注“做思共生”的實(shí)踐運(yùn)用。從生活中來到生活中去，學(xué)生對(duì)生活中“能量能進(jìn)行傳遞”的現(xiàn)象進(jìn)行解釋和應(yīng)用，以“做”催生“思”，以“思”促進(jìn)“做”，在實(shí)際的操作中促進(jìn)知識(shí)的運(yùn)用與能力的形成。

參考文獻(xiàn)：

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（江蘇省連云港市蒼梧小學(xué)? ?222006）