《斜坡的啟示》教學過程實錄及反思

〔摘""要〕"《斜坡的啟示》是蘇教版科學五年級下冊第四單元“簡單機械”的第四課。在該單元前三課中，學生已經(jīng)從總體上認識了機械，并且研究了杠桿、輪軸和滑輪的性質(zhì)及工作原理。斜面在生活中的運用比較廣泛，但又極易被忽視。本節(jié)課重在引導學生從常見的生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)科學問題，引導學生去探究，能初步了解家庭、學校周圍的各種斜面的性質(zhì)與功能，引導學生利用課堂所學去發(fā)現(xiàn)新問題和嘗試解決新問題。〔關(guān)鍵詞〕"小學科學；問題設置；科學記錄；情境再現(xiàn)一、教學過程實錄（一）情境導入提問：食堂阿姨推送飯箱，怎么把飯箱搬到幾層臺階上？學生回答：兩個人抬著飯箱搬到臺階上。設計意圖：以可接觸的生活情境入題，增加學生的熟悉感，逐步提升課堂氣氛。同時學生也可以結(jié)合自己的生活經(jīng)驗提出使用斜面的建議。通過此活動，能了解到學生對斜面的前科學概念，調(diào)出他們對斜面的初步印象與理解。此外也可以讓學生體驗一次搬運的過程，激發(fā)學生靈感。談話：其實在這些臺階旁邊就有一個斜坡，阿姨們每天都需要通過斜坡把飯箱送到各個教室。斜坡，這種與水平地面有一個夾角的裝置設施，科學上我們稱之為斜面。斜面與水平面的夾角叫作坡度。（二）設計實驗，驗證猜想驅(qū)動問題：使用斜面運送飯箱真的可以輕松省力很多嗎？提問：那送飯阿姨使用斜面推送飯箱，又是怎樣用力的呢？（畫圖）兩次運送飯箱的力的方向都不一樣。那阿姨們使用斜面推送飯箱真的輕松省力很多嗎？學生回答：會很省力。談話：你能否設計一個實驗來驗證使用斜面提升重物時能省力？設計意圖：給予學生充分的思考時間，針對某一個學生的想法進行集中評價和提醒，鼓勵學生積極思考，嘗試獲得最合理的實驗方法。提問：單獨看在沿斜面上拉物體用的力是不能判斷斜面是否省力的，我們還需要做個比較，和什么進行比較呢？學生回答：與直接提起重物所用的力相比。談話：每個同學都在思考，而且很有可能每個人想法都不一樣，那能不能把我們的設計想法畫出來呢？用文字描述或者畫圖來表示我們的想法。談話：老師發(fā)現(xiàn)每個同學的想法都不一樣，有的想法很好，有的想法可能還需要再完善一下，小組內(nèi)可以討論一下，向同桌介紹一下自己的想法，看看哪個同學的想法是最合理完美的，每一組形成一份最完善的實驗設想謄抄到展示板上。談話：我們可以先將每一組的設計分類，并且請幾名同學對照別組設計進行自評，利用這樣的句式進行自評互評：我的最初想法是……我們小組討論后的統(tǒng)一想法是……我覺得……設計意圖：讓每一個學生嘗試用圖畫的形式畫出實驗方法，在畫的同時也給予了思考、修改、完善的機會。再讓小組學生互相展示實驗方法，互相評價進行取舍，最后統(tǒng)一成一個最優(yōu)實驗方案。通過各組互評，分類分析找出最合理最可行的實驗方法。這一環(huán)節(jié)主要是促使所有學生都能主動參與，在質(zhì)疑、評價、修改和確認方案的過程中調(diào)動思維參與，逐漸增強科學思維的邏輯性。談話：老師課前的設計與大部分同學的設計是一樣的，首先制造出一個斜面，用彈簧測力計測量沿斜面拉動飯箱的拉力和直接拉起飯箱的拉力。提問：那這個實驗中，應該注意什么事項，才能讓我們的實驗數(shù)據(jù)科學合理？學生依據(jù)平時的實驗習慣進行回答。播放視頻，視頻中關(guān)鍵地方字幕重點標注。談話：實驗過程中，我們還需要記錄，把平均值寫在展示板上，并且用畫圖方式1∶1展示你們的裝置。提醒要寫大一點、清晰一點。畫完后張貼在黑板上。提問：通過分析數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論呢？學生思考，回答。斜面可以省力。設計意圖：通過播放視頻了解實驗的大概過程及注意事項，再匯總小組記錄的數(shù)據(jù)，"以畫圖方式1∶1展示斜面裝置，標出拉力的平均值。每一組的斜面裝置都不相同，每一小組只需要做一組實驗，求得平均數(shù)即可。使用大展示板，增加學生可參考的實驗數(shù)據(jù)數(shù)量，給予更多時間觀察、對比、思考。展開展示板：你發(fā)現(xiàn)了什么？談話：每個斜面省的力有多有少，你覺得斜面省力多少與什么有關(guān)？學生猜測。提問：怎么證明你的想法？談話：那我們就根據(jù)省的力由少到多進行排序，排序后看看你能發(fā)現(xiàn)什么啟示呢？學生觀察思考，嘗試回答。談話：隨著省的力越來越多，斜面的長度越來越長。將物體提升相同高度的時候，斜面越長就越省力。在斜面高度相同的情況下，斜面越長它的坡度就越小，所以我們把斜坡的啟示轉(zhuǎn)化一下：斜面坡度越小，就越省力。設計意圖：通過橫向?qū)Ρ让拷M實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)沿斜坡的拉力始終比豎直提升的拉力要小，可以引導學生歸納出“斜面可以省力”的結(jié)論；再通過縱向?qū)Ρ人薪M的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)每一組沿斜坡的拉力都不一樣，以此引出學生思考斜面省力程度與什么有關(guān)。鼓勵學生認真思考，仔細觀察各組的展示板，觀察是否能得出斜面省力程度與斜面長度或者坡度之間關(guān)系的結(jié)論。（三）整理歸納，體驗斜面變形談話：我們了解斜面真的可以省力，那我們再看一下送飯阿姨使用斜面推送飯箱的過程，好像也并不是很輕松，需要兩個人往上推。通過這節(jié)課學習，你可以給出什么建議讓阿姨們使用斜面送飯不再那么辛苦？學生回答。談話：把這個斜面建得更長一些，阿姨們會不會更輕松一點呢？可是這樣建造有沒有什么影響呢？設計意圖：本環(huán)節(jié)的設置主要是回歸到起初的情境中，利用所學知識解決實際生活中的問題，而實際生活中的問題也不能完全使用實驗思維進行思考解決，這時就非?？简瀸W生的創(chuàng)新思維了。談話：在高度一定的情況下，斜面越長，坡度越小越省力。除了直接增加斜面的長度，還有沒有其他的方法？學生回答：將器材做成彎曲形狀就能在有限空間內(nèi)達到足夠省力的要求。設計意圖：調(diào)動學生生活經(jīng)驗，從而發(fā)現(xiàn)并不是所有的斜面都是直的，也有“彎曲”的，以此發(fā)現(xiàn)斜面的變形。在學生習得科學知識之后，就要把學生的思維引向生活，通過對生活中問題的解釋來實現(xiàn)學以致用的目的。二、教后反思學生在學習科學的過程中，能否像科學家那樣真正地經(jīng)歷深層次的探究過程，過程中其能力及思維是否得到提升，關(guān)鍵在于師生是否能直面兩個問題：學生缺乏思維直接參與的學習活動；小組合作的現(xiàn)狀也不利于絕大多數(shù)同學的學習，表層討論如同蜻蜓點水一般，點到即止，并未深挖。那如何促使學生參與科學課堂教學，實現(xiàn)思維品質(zhì)的提升，我覺得需要做到以下幾點。（一）問題設置提高學生科學思維的邏輯性在情境導入后，實驗操作開始前和結(jié)束后，教師都應該設置精心設計的、具有明確指向的關(guān)鍵問題或鏈式問題，比如“你能否設計一個實驗來驗證使用斜面提升重物時能省力呢？”單獨看在沿斜面上拉物體用的力是不能判斷斜面是否省力的，我們還需要做個比較，和什么進行比較呢？斜面省力多少到底與什么有關(guān)呢？……最好是在大屏幕上展示相關(guān)問題，讓學生眼、耳、腦并用，增加對問題的理解。并且需要留足時間和空間讓學生思考問題，教師還需要幫助學生排除一切擾亂思考的因素，例如讓學生獨立思考、把握器材實驗單收發(fā)的時機等。然后可以在組內(nèi)討論現(xiàn)象與問題的聯(lián)系，形成本組的統(tǒng)一結(jié)論，學生在經(jīng)過一系列過程后解決了關(guān)鍵問題，其大腦中也會自主構(gòu)建科學知識體系，實現(xiàn)培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的總目標。關(guān)鍵問題提出的目的，就是引導學生利用觀察、猜測、操作、推理等方法分析問題和解決問題，使其理解結(jié)果的形成過程，獲得科學的基本活動經(jīng)驗。所以問題設計要追求“少而精”且層級遞進的原則，使學生在課堂上有足夠的動手實踐和獨立思考的時間與空間，并且真正經(jīng)歷一次完整的探究活動。要判斷學生思維在整個活動中是否有提升，語言描述和動手實踐是檢驗的依據(jù)。教師可以要求學生把自己最初的想法和經(jīng)過討論后整合的統(tǒng)一想法一并匯報展示，引導學生用一定的句式：“我的最初想法是……我們小組討論后的統(tǒng)一想法是……”引導學生用科學嚴謹?shù)恼Z言匯報實驗過程及結(jié)論。這樣的匯報，一方面可以留意學生是否把問題與現(xiàn)象一一對應，觀點是否基于相關(guān)證據(jù)而發(fā)表；另一方面也避免小組學生內(nèi)人云亦云、習慣從眾的懶惰學習方式。學生在解決關(guān)鍵問題和鏈式問題后，通過組織語言描述想法，仔細聆聽他人發(fā)言，及時質(zhì)疑異議，因此增強了學生思維的邏輯性和批判性。（二）科學記錄提供有效的數(shù)據(jù)資源科學記錄單作為實驗記錄的載體，能夠為整個課堂活動提供有效的數(shù)據(jù)資源。一張合理、科學的實驗記錄單對于本節(jié)課的目標以及最終目標的完成都有著至關(guān)重要的作用。在學生興趣及關(guān)注度逐漸降低的情況下，記錄單可以有效地保證探究活動的系統(tǒng)性，讓科學探究及科學思維變得更加整體及連貫。教師可以通過記錄單把探究活動整體分解成一個個既有相互聯(lián)系又相對獨立具體的小任務。學生在試圖解決這一個個小任務后，再進行適當?shù)恼砗秃侠淼姆治觯鸩皆诖竽X中建構(gòu)整體的思維導圖。教師通過精心設計的實驗記錄單，讓學生學會觀察及找尋整體與局部、局部與局部之間的聯(lián)系，從整體出發(fā)，提升學生思維品質(zhì)的整體性。數(shù)據(jù)記錄后，學生還需要進行合理分析，有的時候還需要和其他小組的數(shù)據(jù)進行對比。這里的呈現(xiàn)方式也需要認真選擇。表格、繪圖、統(tǒng)計圖等方式都可以讓學生思維過程可視化，方便教師對學生記錄過程進行監(jiān)督和反饋。本課兩個過程分別提供每個小組一張實驗記錄單，要求學生畫圖、記錄和計算兩種拉力的平均值，還需要畫出斜面的實際長度。而展示板則匯聚了以上所有數(shù)據(jù)，并以合理的布局形象呈現(xiàn)，還原了小組實驗場景。（三）情境再現(xiàn)增強學生科學思維的創(chuàng)造性科學課程要培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，最終指向適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。而創(chuàng)新思維則體現(xiàn)在從不同角度分析和思考問題，提出新穎而有價值的觀點和解決問題的方法。從一定層面上來說，科學學習實際就是一個問題解決的過程。根據(jù)情境或者現(xiàn)象提出需要研究的問題，運用科學思維方法對問題進行研究，收集、整理數(shù)據(jù)，使問題能用科學觀念進行解釋。再現(xiàn)的情境可以與前期導入的情境不同，也可以是更生活化的情境，通過再現(xiàn)情境，驅(qū)動學生快速內(nèi)化知識，舉一反三，解決問題，完成一次又一次有意義的科學探究。當然實際生活中的問題不能完全使用實驗思維進行思考解決，可能還需要考慮各種環(huán)境因素，所以鼓勵學生采取不同的思路或者從不同方向來研究同一個問題，以增強學生科學思維的創(chuàng)造性。學生在學習了解了斜面省力的秘密后，嘗試思考在現(xiàn)實生活中，如何建造既能省力又能節(jié)省空間的斜面，以此引起學生發(fā)散思維，鼓勵開拓思路，從而實現(xiàn)對學生科學思維品質(zhì)的提升。三、結(jié)語一節(jié)高效的科學課，