手與腦通達做與思共生

顧長明+陳笑笑

[摘要]基于“問題—探究”的教學方式的統一，探索簡單電路的組成及內涵，旨在通過有層次的“做”來建構科學活動經驗。該教學設計體現了“做中學”“學中思”“思中做”的教學理念，讓學生在動手與動腦中體會“做”與“思”的互利互惠、彼此交融、協同共進、同向共促的科學探究方式，使他們感受到探究中手與腦的通達，做與思的共生，心靈與手巧的互通共融。

[關鍵詞]手腦共用；做思統一；探究；教學設計

[中圖分類號]G623.6[文獻標識碼]A[文章編號]10079068（2017）21008503

《簡單電路》是蘇教版小學科學五年級上冊第三單元第一課時內容，本課內容分三個部分：一是讓小燈泡亮起來。通過用電池、導線、燈泡連接一個簡單電路，讓學生在“做”中了解電池的正負極、認識電燈泡的結構，同時對其他用電器作一些了解。讓學生繪制實物電路圖則滲透著由具體形象思維向抽象符號思維的過渡，體現了先做后思，手與腦的互通共融的教學理念。二是通過在電路中加入開關的活動，使學生知道作為簡單電路的控制開關，在電路中所起的通電、斷電的作用，學生在邊做邊思中，獲得思與做的同向共促。三是制作紅綠燈。學生通過先設計電路再驗證電路是否符合紅綠燈的要求，再用設計的思路指導電路的連接，先思后做，體驗電路的特質，感悟科學與生活的聯系，增強對電路的認識，培養動手操作能力和深入探究的能力。

一、教學目標與教學重點的設計

（一）教學目標

1.認識電是生活和工作中常用的能量來源，了解安全用電常識。

2.知道常用電器的工作需要一個完整的回路，知道開關的功能，能用一些基本組件連接一個簡單電路，能夠制作簡單的紅綠燈模型。

3.體會學中玩、玩中學、做中思、思中做的探究樂趣，能在學習中樂于動手、善于思考、敢于表達。

（二）教學重點

指導學生自己動手探究讓小燈泡亮起來的方法，學習連接一個簡單電路，使學生能夠在符號圖式與具體電路之間建立正確的聯系，學會運用簡單的方法記錄實驗結果。

指導學生分析歸納讓小燈泡亮起來的規律，并能用簡單的圖式表示。

二、教學流程的設計

（一）創設情境，認識電路元件

1.提問（出示一幅點亮的圣誕樹動畫）：點亮的圣誕樹漂亮嗎？你知道讓燈亮起來需要什么材料嗎？（預設：電源、導線、燈泡）在我們的科學實驗中，我們通常用干電池來提供電源。（出示：電池、導線、燈泡） 你對它們了解嗎？

評析：五年級學生對于電路知識有一定的生活經驗，借助學生身邊的事物，激發學生的科學前概念，為“簡單電路”的探究學習打下基礎。

2.引導學生分小組進行觀察電池、導線、燈泡的構造。

3.匯報交流（出示電池圖片）對于電池你有哪些了解？（學生回答）

師（小結）：通常叫干電池，上面銅帽的部分是正極，用“+”表示；下面鋅殼的部分是負極，用“-”表示。

4.談話：誰再接著說說你的觀察？（預設：燈泡） 讓學生說說自己觀察到的燈泡特征。（出示燈泡的結構圖）

師生小結燈泡的結構：燈泡的外面是玻璃泡，里面有兩個金屬架，連接上面金屬架的是燈絲，燈泡下面是金屬螺紋，在金屬螺紋下面和旁邊各有一個連接點。

5.交流：（出示導線）它又是什么樣子的呢？（預設學生回答：導線外層是塑料包著，里面是金屬）（課件出示導線的結構）

師（小結）： 科學上我們把它叫做導線，導線的外面是塑料包裹著，為什么用塑料呢？（預設學生回答：可以絕緣）里面是能導電的金屬銅。

評析：通過對電池和燈泡內部結構的認識，引導學生動手之前先動腦，思考燈泡在電路中連接的方式，使學生的操作表象與科學前概念之間形成有效的共鳴，為學生進一步的探究做好鋪墊。

（二）動手操作，了解電路構成

1.談話：如果給你這些元件，你能讓燈泡亮起來嗎？（預設學生回答：能）動手連一連，讓燈泡亮起來，并把燈泡亮起來的連接方法畫下來，看看哪個小組的方法多。（生小組操作，師巡視指導）

2.匯報交流。

預設：

評析：學生進行動手操作，把連接的電路用圖示來表示，圖示就是學生思的結果。在這個實驗中，學生通過操作形成動作思維，并在內心形成抽象的思維轉化和歸納，完成手與腦的互通，做與思的共生。

3.啟發：這幾種連接方式都能讓燈泡亮起來，在連接上它們有什么共同點？（預設學生回答：都是用導線連接電池正極和燈泡的連接點，再回到電池的負極。）你知道電流是怎樣流動的嗎？

4.談話（出示燈泡的內部結構圖）：你知道電流是怎樣通過燈泡進行流動的嗎？（預設學生回答：電流從燈泡的一個連接點流入，經過燈絲，再從另一個連接點流出）在電路中，電流又是怎樣流動的呢？（出示電路圖）

5.教師小結：電從正極流出，從燈泡的連接點流入經過燈絲，從另一個連接點流出，再回到負極，從負極再到正極，形成了電的回路。（板書：回路）

評析：電流的流向是一個抽象的知識，也是容易被我們忽視的一個內容，對于本課內容，讓學生明確電流的流向和電的回路的相關概念是非常重要的。

6.質疑：如果把小燈泡換成其他的用電器，會怎樣呢？（師演示連接小喇叭和小電動機）通過觀察，我們可以知道，電的功能不僅僅是讓燈泡發光，電可以做很多事情。

7.師（歸納小結）：連接燈泡的導線兩端應分別接在電池的正極（+）和負極（-）上，形成電流的通路，燈泡才會亮起來，如果我們把燈泡換成其他的用電器，如小喇叭、小風扇、發光器等，它們在電路中的連接方式也是這樣的。

評析：“做中學”的理念強調要珍視每一位學生動手以前的思考，通過學生思考不同的連接方式，結合動手驗證，借助歸納、總結思考連接的共同特點，在“思—做—思”中明確電路中電流流動的方式，以“做”為紐帶，以“思”為核心，以“共生”為目的，促進學生的科學探究學習。

（三）完善電路，探究連接方式

1.談話（出示電池盒和燈座）：為了更好地連接電路，我們通常把電池和燈泡裝進電池盒和燈座中，你知道電池應該怎樣放進電池盒嗎？（預設學生回答：有鐵片的一端放電池正極，有彈簧的一端放負極）燈泡應該怎樣固定呢？（預設：將燈泡旋轉著擰在燈座上）動手試一試吧！

2.談話：通過動手操作，我們都能讓燈泡亮起來了，是不是讓這些燈泡一直亮著呢？你有什么好辦法可以控制燈泡的亮和滅呢？（預設學生回答：安裝開關）（出示開關）這就是電路中會用到的開關，你知道怎樣是“通電”？怎樣是“斷電”呢？（和學生交流，明確接進電路時，開關要處于斷開狀態）你會安裝開關嗎？

3.學生動手安裝開關，并連接一個完成的簡單電路。

評析：聽到的過眼煙云，看到的銘記在心，做過的淪肌浹髓，只有通過親自操作，獲得直接經驗，輔以比較、分析、抽象、概括等一系列思維活動，才能促使認識得以內化，促進學習效能的提高。

4.啟發：你們小組能讓燈泡亮起來嗎？（學生閉合開關）讓燈泡熄滅呢？（學生斷開開關）

師小結（出示多媒體）：當我們把開關閉合，電流從正極流出，經過燈泡和開關，流回電池的負極，再從負極流到正極，形成一個電路的通路。當我們把開關斷開，電流從正極流出，經過開關時，電流沒辦法繼續流動，就形成了電路的斷路，燈泡也就熄滅了。

5.師（小結）：由電源、開關、導線和用電器組成的一個電的回路，我們稱為簡單電路。

評析：“做思共生”的科學教學著眼于“做思兼得”，本環節通過讓學生利用之前的探究經驗，啟發思考電路中開關的作用并進一步操作，使學生對“簡單電路”這一核心內容有了更完整、更深層的理解，在“做”與“思”中，達到知識之間共生、共融。

（四）拓展運用，探究紅綠燈工作原理

1.談話（多媒體出示紅綠燈圖片）：紅綠燈工作原理是怎樣的？請小組討論并畫出紅綠燈的電路圖。

（生畫電路圖，師巡視指導）

2.討論紅綠燈工作原理的電路圖，交流：制作紅綠燈需要的器材有哪些？（預設：電源、紅綠兩種顏色的小燈泡，4根導線，自制的開關）制作的過程是什么？

評析：通過讓學生畫圖規劃、了解器材，再思考紅綠燈的制作過程，體現了動手之前先動腦，手與腦的互通，做與思的共生的探究方法。

3.學生匯報，師生小結制作方法。

預設：

（1）將一枚圖釘連上一根導線套上回形針釘在紙板上。在另外兩枚圖釘上接上導線，釘在回形針的兩側。

（2）將電池盒接上導線，分別與第一枚圖釘、紅燈珠、第二枚圖釘形成一個電路；再將電池盒接上導線，分別與第一枚圖釘、綠燈珠以及第三枚圖釘形成一個電路。

（3）裝上電池，當回形針接觸第二枚圖釘的時候，紅燈亮；當回形針接觸第三枚圖釘的時候，綠燈亮。

評析：結合學生思的過程，在匯報、交流中，加強學生對紅綠燈制作的感性認識。

4.分組操作，交流展示。（從電路的連接、紅綠燈正常的工作給予評價和鼓勵。）

評析：科學的研究就是來源于生活，應用于生活，通過做一個紅綠燈的實驗，讓學生在操作中增強對電路的認識，培養學生的動手能力和深入探究的能力，體會探究的快樂。

三、歸納總結， 體驗知識運用

1.通過今天的學習，我們學了什么內容？（預設：會用電池、導線、燈泡、開關連接一個簡單電路/知道燈泡的內部構造/知道串聯電路和并聯電路/會制作紅綠燈，了解紅綠燈工作原理。）

2.（播放多媒體課件圖片）其實生活中還有一些復雜的電路，如家庭的用電、同學們喜歡的電動玩具等等，電路的知識還有很多很多，等待同學們一步一步地去探索，去發現。

3.課后作業：結合紅綠燈的制作方法，自己動手制作一個類似我們交通指示的紅黃綠等，在班級中交流展示。

評析：科學知識不是枯燥無味的，科學與生活有著密不可分的聯系，將課堂所學知識應用于生活是科學教學的要求。學生只有了解和掌握了簡單電路知識，才能用學到的知識去解釋生活中的一些現象，進一步突出了科學知識與生活的聯系，幫助學生拓寬科學學習視野。

四、教學反思

科學教學先后經歷了“將科學作為知識”到“將科學作為過程”，再到“將科學作為探究”到“將科學作為實踐”的轉變。“作為實踐的科學”促使科學教學在關注實踐情境的創設與運用，不僅要經歷“做科學”的過程，而且還要能夠通過辨論、批判和分析來評價這一過程，且通過想象、圖式、推理、建模等，獲得現實世界問題解決的方案。在這個方面本節課表現出三個特點：

1.結構化的材料，奠定“做”的基礎。有結構的材料是指經過有效遴選的典型材料的組合，既要能揭示與教學內容有關的一系列現象，體現所要學習的概念、規律具有科學性，同時還要具有趣味性，盡可能是生活常見的，對學生有吸引力的材料組合。它包含著“承載信息、組合活動、促進操作、豐富思維”的多重作用。一般的教具準備更多的是完成觀察與實驗的基本內容，而有結構的材料則是完成一個相對完整的探究過程的基礎。整節課從利用一根導線、一節電池和一個小燈泡，在動手與動腦中想出“讓燈泡亮起來”的方法，再到結合小喇叭和小電動機，體會所有用電器連接的相同之處，再到利用電池盒、燈座、開關、多根導線，進行簡易紅綠燈的制作。通過一系列實驗實現了動手與動腦的共處，直觀與抽象的互補，讓學生在形象和抽象中進行思維的轉化，獲得獲取與內化的共進，理性與感性的互動。

2.圖式化的表達，引領“思”的啟迪。小學生的思維正由具體形象思維向抽象邏輯思維過渡。簡單電路的學習不是簡單的“讓燈泡亮起來”的動手操作，而是讓學生結合有結構的材料，利用各種方法的“做”，在“做”中認識事物的現象，在“做”中體驗，在“做”中思考，在“做”中內化。通過讓學生對電路進行操作，體會簡單電路的原理，明確簡單電路是由電源、開關、導線和用電器組成的一個電的回路，為學生后續的學習打下基礎。用電路圖來規劃、表達具體電路聯接，才能在更高層次上激活學生的“思”，促進“思”的效度和深度，進而使學生的“動”更有指向、更有內涵和更有品質，達到做思共生的境界。

3. 生活化的應用，彰顯“做思”的精髓。科學旨在讓學生認識客觀世界，尋找事物發展變化的規律，貴在“明理”和“應用”。科學知識來源于生活，應該回歸于生活。科學不是書上的單純概念，它蘊涵在生活的每個角落，它的價值來自生活。把教學內容與生活實踐結合起來，給學生提供機會，讓學生開動腦筋，開闊視野，捕捉生活中的鮮活事例，讓學生感受到生活中處處有科學，科學中處處有生活。學生解決問題的能力不僅僅體現在能運用規則與套路，更多體現在能在新的情境中對所學知識進行綜合性運用，真實的新的情境容易喚起學生動手與動腦的欲望和興趣，這也恰恰體現了“做”與“思”的精髓。“紅綠燈”這一熟悉的生活現象會使學生產生親近感，教學中讓學生綜合運用所學電路知識規劃、設計并制作簡易的紅綠燈，使學生對事物的認知由熟知進入真知和深知，學生在動手和動腦的共融下，提高了解決問題的能力。

[參考文獻]

[1]顧長明.“做思共生”科學教學主張與實踐建構[J].教育研究與評論，2016（7）.

[2]東南大學學習科學研究中心.“做中學”內容標準（試用本）[M].北京：人民教育出版社，2007.

[3]顧長明.做思共生：科學教學的理想課態[J].教學儀器與實驗，2015（4）.

[4]顧長明.做中學：在“動手”與“動腦”間追尋[J].中小學教師培訓，2013（8）.

（責編韋淑紅）