讓科學探究在做與思之間走向深刻

倪葉陶

【教材分析】

《滾小球》是蘇教版小學科學五年級下冊第一單元《神奇的機械》中第三課《斜坡的啟示》的拓展課。《神奇的機械》單元主要是讓學生掌握簡單機械的工作原理及其應用，從而滲透結構與功能相統一的知識。《滾小球》設計了四個活動：一是在斜坡滾球的活動中，初步感受力的存在;二是分別在改變坡長、球的質量等變量條件下，思考如何控制變量，并在層層遞進的“做”中感受球滾動的距離和哪些因素有關;三是模擬伽利略的斜面實驗，球從V形的斜坡滾落，預測球在另一個斜坡爬行的高度，體驗到運動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量的球，在預測與驗證中體會力的作用，并聯系“牛頓擺”等現象進行解釋和應用，在“做”與“思”中建構與積累科學活動經驗，促進學生的動作技能與心智技能的共同提升。

【教學目標】

1.知道力可以改變物體的運動狀態;在探究球滾動距離的實驗中，了解球滾動的距離與坡長、球的質量有關;體會運動的物體具有能量和慣性（本課的教學重點和難點）。

2.運用所學知識解釋能量可以傳遞的相關生活現象。

【教學準備】

大小不一的玻璃球、斜坡、V形斜坡、牛頓擺、記錄單。

【教學流程】

（一）創設情境，啟發思考，初步感受力的存在

1.導入談話：今天我們一起來玩個游戲。（教師出示玻璃球）認識這個嗎？平常大家都怎么玩？

2.提供任務：滾動玻璃球去撞擊前面的物體。

3.教師請學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：球的滾動需要人們提供動力，同時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：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）

（設計意圖：教師以熟悉的滾球游戲活動入手，啟發學生思考，在利用學生原有的“實踐經驗”的同時，調動其“思維經驗”，為探究球的滾動打下基礎。）

（二）認識器材，以“思”導“做”，明確探究方向

1.預測：球從斜面上滾下來的距離和什么有關？

2.學生猜測：可能和球在斜坡上的位置、球的大小、手推動的力量大小有關。

3.啟發：要解開“球從斜面上滾下來的距離究竟和什么有關”的秘密，看來得通過實驗來驗證。（出示玻璃球、斜坡）你們認識這些器材嗎？

4.思考：如果研究球在斜坡不同的位置對滾動距離的影響，想想應該怎么做？學生討論后認為，首先要確定球的起始位置。教師又提出：這個位置怎么選？距離太近行不行？為什么？學生再次交流，認為應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記，測量距離并記錄。

（設計意圖：科學探究活動的第一步就是發現并提出問題。問題往往產生于學生對某些事實或者現象的觀察，通過思考明確模擬對象之間的聯系。這不僅為選擇探究問題、設計實驗做好準備，也有助于學生明確實驗目的，實現前概念與新知的有效聯結，同化認知結構，促進“思”與“做”的有效對接。）

（三）設計方案，先“思”后“做”，探究球的運動

1.觀察：斜面上已經標出了兩個點，觀察這兩個點（圖1）有什么不同？

圖1? ?探究球在斜面不同位置對滾動距離的影響

2.猜測并討論：哪個起始位置的球滾得遠？實驗中需要注意些什么？

3.明確：實驗中需要注意以下幾點：球的大小一樣;斜坡角度一樣;球必須自然滾落;多做幾次實驗，確保實驗結果準確。

4.實驗并記錄：在坡度不變、球大小相同的情況下，高處的球比低處的滾動距離遠。

5. 預測與思考：影響球滾動距離的因素除了球滾動的起始位置外，還有哪些因素？如果球滾動的起始位置相同、坡度相同，僅改變球的大小（圖2），哪個球會滾得更遠？該如何設計這個實驗？實驗中需要注意什么？

圖2? ? 探究球的大小對滾動距離的影響

6.實驗并匯報發現：同樣高度，大球滾得遠。

7.啟發：球從坡上滾下來會運動一段距離。如果球從斜坡上滾下來又遇到一個同樣坡度的斜坡，會發生什么現象（圖3）？預測并畫出球運動的位置。

圖3? ?探究球在V形坡的運動情況

8.預測后實驗，匯報并解釋：球滾動的高度和原來的位置差不多。

9.反思并小結：根據已有的經驗進行預測不一定是正確的，還要通過動手實踐來驗證。

（設計意圖：明確變量條件是變量實驗的前提性技能。教師通過問題鏈來考量學生對“起點位置”“坡度大小”“球的質量”等變量條件控制的理解，讓學生在實驗前就明確“做什么”“怎么做”“做的過程中應該注意什么”，學會先“思”后“做”，控制好相同條件與不同條件。在相互討論與質疑中，學生不斷修改實驗方案，明確對比實驗必須通過層層遞進的“思”，才能為接下來的“做”掃清障礙。這樣的科學探究才是有目標、有計劃、有針對性的。）

（四）撞球游戲，邊“做”邊“思”，發現力能傳遞

1.談話：剛才我們研究了影響球在斜坡上滾動的距離的因素。如果在斜坡末端放一個同樣大小的球，當球從高處滾下來，碰到這個球時（圖4）會發生什么現象呢？

圖4? ?探究斜坡撞球的規律? ?圖5? ?探究斜坡撞多個球的規律

2.預測并說明理由。

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

4.實驗并匯報發現：斜坡上滾下來的球只能撞走一個靜止不動的球。

5.小結規律：力可以傳遞。

（設計意圖：小學生的認識和思維往往源于動作和直觀形象。通過實驗，學生獲得了斜坡撞球的操作體驗，并結合滾球操作的經驗，體會力與物體運動狀態的內在關聯，利用“思”不斷調整“做”，在“做”的同時不斷修正“思”的錯誤。）

（五）聯系生活，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個質量相同的球體組成，球與球之間彼此緊密排列。

圖6? ?牛頓擺

2.預測：如果拉起最左側的一個球撞擊另外4個球，會出現什么樣的現象？

3.演示：拉起最左側的一個球撞擊其他球，結果只彈起了1個球。

4.思考：如果拉起左側2個球撞擊其他球，會出現什么樣的情況？拉起3個、4個球撞擊又會怎么樣？你有什么發現？

5.匯報：撞擊的球數和彈起的球數是一樣的。

6.思考：為什么會出現這樣的情況？

7.小結：力作用在物體上會產生同樣大小的力。

（設計意圖：教師引導學生觀察和操作“牛頓擺”實驗，歸納出“力能在物體間傳遞”這一結論，以“做”促“思”。這里的“思”主要側重于對課堂知識技能的歸納、梳理、感悟，側重于對課堂學習的反思與總結，對收集的事實進行整理和解讀，進一步厘清思路，以便清晰地表述探究結果，形成對研究問題的解釋。）

（六）拓展應用，“做”“思”結合，鞏固學習內容

1.提問：這節課你有哪些收獲？

2.思考：生活中見到過哪些類似的現象？試著解釋其中的原理。

3.延伸：還有哪些問題想繼續研究？利用今天學習的方法，還可以選擇其他的猜測進行驗證。

（設計意圖：科學知識源于生活，用于生活。教師引導學生利用“能量能在物體間傳遞”的原理對生活中的現象進行合理的解釋。如此，既檢驗了學生對所學內容的理解，又使所學知識得以應用，促使學生由動作技能向心智技能轉化，從而實現“做思共生”的教學境界，實現科學實驗活動的外化與探究思維品質的內化相互統一。）

【評析】

拓展課《滾小球》是基于“做思共生”的教學主張設計的。這節課的教學設計主要有以下三個特點：一是關注學生思維的起點。提出問題、猜想假設、實驗驗證等環節的設計結合了學生的前概念水平，從探究的主要過程出發，引導學生動腦動手，在層層遞進的思維活動中，揭示學生關于力的原有認知，在“肯定—否定—肯定”的驗證過程中逐漸加深學生對“力能改變物體運動狀態”的認識。二是關注學生探究的流程。在坡道滾球、V形坡道滾球、坡道撞球的實驗中，教師引導學生對實驗方案進行預測和設計，對實驗過程進行控制和分析，對實驗結果進行歸納與概括。學生在“做”與“思”中體會到變量控制與因果分析的重要性，并在系列化的動手實踐中逐漸形成對探究流程的整體認識。三是關注“做思共生”的實踐運用。從生活中來到生活中去，學生對生活中“能量能進行傳遞”的現象進行解釋和應用，以“做”催生“思”，以“思”促進“做”，在實際的操作中促進知識的運用與能力的形成。

參考文獻：

[1]顧長明.“做思共生”的科學教學主張與實踐建構[J].教育研究與評論，2016（7）：36-42.

[2]顧長明.“做思共生”科學課堂操作要義[J].湖北教育（科學課），2018（9）：5-6.

[3]朱劍秋.小學科學教學中“做與思”有效融合[J].新智慧，2018（9）：62.

（江蘇省連云港市蒼梧小學? ?222006）