“用橡皮筋驅動小車”實驗教學合作學習的有效性驗證

〔摘""要〕"本案例旨在通過“用橡皮筋驅動小車”的實驗教學，探索合作學習在科學實驗教學中的應用。實驗不僅培養了學生的動手能力與創新意識，還增強了學生之間的合作能力。在教學過程中，學生分組進行設計、制作與測試，通過討論實驗問題、一起解決問題，共同反思問題。案例從教學背景、教學目標、教學過程、實驗結果及反思等方面進行詳細闡述，旨在為今后小學科學實驗教學提供借鑒參考。

〔關鍵詞〕"小學科學；橡皮筋驅動；合作學習；有效性

〔中圖分類號〕"G424""""""""〔文獻標識碼〕"A"""""〔文章編號〕"1674-6317""（2025）"06""070-072

隨著教育改革的深入，傳統的以教師為中心的教學模式逐漸被以學生為中心的合作學習模式所取代。特別是在實驗教學中，合作學習不僅能夠提升學生的學習興趣，還能培養他們的團隊協作能力。希望通過本次“用橡皮筋驅動小車”實驗，能夠在實踐中驗證科學實驗合作學習的有效性。

一、教學目標

（一）知識目標

本次“用橡皮筋驅動小車”實驗的知識目標是：讓學生深入理解橡皮筋的物理特性及其在動力傳遞中的應用，掌握小車的基本構造和工作原理。橡皮筋作為一種具有彈性的材料，其能量存儲和釋放的特性是本實驗的核心。通過觀察橡皮筋在拉伸與釋放過程中的變化，學生能夠學習到彈性勢能與動能之間的轉化關系。這一知識的掌握，不僅有助于學生理解科學中關于能量轉化的基本概念，還能激發他們對科學原理的探究興趣。

在實驗前，教師可以通過引導性問題幫助學生回顧相關知識：“什么是彈性？橡皮筋是如何工作的？”通過小組討論，學生可以分享各自對本實驗的理解，進一步加深對彈性的認識。在制作小車的過程中，學生需要選擇合適的橡皮筋，根據設計要求調整其數量和拉伸程度，從而讓小車有效運作。通過這一系列活動，學生能夠將理論知識與實踐操作相結合，增強他們的科學素養。

學生還需了解小車的基本結構，包括車體、輪子和驅動系統等部分。這一知識不僅涉及力學原理，還包括設計與工程基礎。通過觀察和討論不同設計方案，學生能夠認識到如何通過合理的結構設計提高小車的效率和性能。從設計到實施的知識積累，將為學生未來的科學學習和技術探索打下堅實基礎。

（二）實踐目標

實踐目標是通過“用橡皮筋驅動小車”的實驗，提升學生的動手能力和創新思維，培養他們在實操中解決問題的能力。動手制作小車是一個綜合性強的項目，學生需要在整個過程中運用多種工具與材料。不僅考驗他們的動手能力，還能增強他們對科學原理的直觀理解。在動手實踐中，學生會遇到各種挑戰，例如材料的選擇、結構的搭建以及動力的調試等。在此過程中，學生必須積極思考，嘗試不同的解決方案，培養他們的創新思維和實踐能力。

在小組合作中，學生分工明確，互相協作，共同完成小車的設計與制作，提升他們的團隊意識，增強他們的溝通與協調能力。通過討論和共享各自的想法，學生可以集思廣益，激發創造性解決問題的能力。

實驗的測試與調整階段更是實踐目標的重要組成部分。學生在測試中觀察到小車的性能，并依據測試結果進行調整，培養他們的觀察能力。通過數據記錄和分析，學生能夠學會如何從實際結果中總結經驗，為后續的實驗提供改進依據。這一實踐過程，充分體現了科學探究的精神，讓學生在動手實踐中體驗到成功的樂趣與成就感，進一步激發他們對科學學習的熱情。

二、教學過程

（一）教學準備

在進行“用橡皮筋驅動小車”的實驗教學前，教師需做好充分的教學準備，確保教學活動的順利進行。教師應準備好所需的材料和工具，包括橡皮筋、紙板、木棍、塑料瓶、輪子、剪刀、膠水等。應考慮不同組的需求，確保每組都有足夠的材料進行設計與制作。教師應設計一份詳細的教學計劃，明確每個環節的時間安排和教學重點。在計劃中，應包括導入環節、實驗制作、測試調整、展示分享等各個步驟，確保學生在規定的時間內完成各項任務。教師還需準備相關的教具和演示材料，如橡皮筋的彈性實驗示范，幫助學生理解相關的物理原理。教師還應考慮學生的分組情況，合理安排每組的人數和角色分工，促進合作學習的有效開展。在課堂上，教師可以提前引導學生討論合作規則，明確每個成員的任務，增強團隊合作的意識。教師可以設計一些引導性問題，激發學生的興趣和思考，使他們在實驗前就對橡皮筋的物理特性和小車的工作原理有一定的了解，為后續的實踐活動打下良好的基礎。通過精心準備，教師能夠有效提升課堂的教學效果，使學生在動手實踐中獲得更多的知識。

（二）課前導入

在課前導入環節，教師用PPT展示一個吸引力較強的動畫視頻，展示不同類型的小車是如何在比賽中利用橡皮筋驅動前進的。視頻中，小車在賽道上快速行駛，伴隨著歡快的背景音樂，瞬間吸引學生的注意力。視頻結束后，教師提問：“同學們，大家覺得這些小車是如何獲得動力的呢？”通過問題引導，鼓勵學生積極參與討論，分享自己的想法。

接下來，教師可以通過示范實驗，展示橡皮筋的彈性特性。例如，教師可以用橡皮筋做簡單的拉伸實驗，觀察它的形狀變化及彈性恢復的過程。借此機會，教師解釋彈性的概念，強調橡皮筋儲存和釋放能量的過程。此時，教師繼續提問：“如果我們用橡皮筋來驅動一個小車，會發生什么呢？”這種互動式的導入方式，不僅讓學生對即將進行的實驗充滿期待，還幫助他們在理論上初步了解橡皮筋的工作原理。

最后，教師將課堂目標清晰地傳達給學生，強調本節課將通過動手制作橡皮筋驅動的小車，學習科學原理，提升動手能力和團隊精神。通過導入環節，學生的興趣被充分調動，課堂氛圍也變得活躍，為接下來的實驗活動奠定了良好的基礎。

（三）小組分組

在小組分組環節，向全班講解分組的目的，強調合作學習的重要性。教師會根據學生的性別、性格和能力進行合理搭配，確保每個小組都有多樣化的成員組成。每組由4到5名學生組成，便于交流和合作。在分組過程中，教師可以讓學生自行選擇搭檔，或者隨機分配，這樣可以增強他們的團隊意識。分組后，教師要求每組明確組長和其他成員的角色。組長負責協調小組活動、記錄實驗數據和總結討論結果，而其他成員則各自承擔設計、制作測試等任務。角色分工能夠促進學生的責任感，使每個人都能在小組活動中發揮自己的特長。

教師接著引導學生制訂小組合作規則，鼓勵他們討論如何高效地進行溝通與協作。規則包括：每位成員要積極發言；相互尊重；及時反饋；共同解決問題；等。增強小組內的凝聚力，并為之后的實驗活動打下良好的基礎。

最后，教師強調，雖然每組將獨立進行設計制作，但也鼓勵他們在需要時與其他組交流與合作，獲取靈感。通過分組的方式，學生不僅能在實踐中學習，還能培養團隊能力，為后續的實驗活動創造良好的合作環境。

（四）設計制作

在設計制作環節，學生將運用之前學習的知識和討論的結果，開始動手制作橡皮筋驅動的小車。教師先指導學生回顧小車的基本結構，強調車身、輪子和驅動系統的功能，確保學生對每個部分的角色有清晰了解。接著，教師向學生展示幾種不同的小車設計樣例，激發他們的創意。

各小組在這一階段需要進行頭腦風暴，討論設計方案，決定小車的形狀、尺寸和使用的材料。每組成員積極參與，從材料的選擇到整體結構的設計，都體現出各自的創意和想法。在此過程中，教師巡視各組，提供指導，同時鼓勵學生大膽嘗試，進行創新設計。

完成設計后，學生開始進行實際制作。他們利用紙板、木棍和輪子等材料，小心地剪裁、組裝和固定。橡皮筋的安裝尤為關鍵，學生需根據設計要求調整橡皮筋的數量和拉伸程度，確保小車能有效被驅動。在制作過程中，學生常常會遇到一些實際問題，比如結構不穩或輪子轉動不靈活。這時，他們需要通過集體討論，分析問題的原因，并及時進行調整。

通過這一過程，學生不僅提升了動手能力，更在實踐中學會了如何將理論知識應用于實際"。整個制作環節充滿了合作與互動，學生在共同努力中體會到成就感和創造的樂趣。

（五）測試調整

在完成小車的設計與制作后，學生進入測試調整環節。這是整個實驗過程中較重要的一步。在測試開始之前，教師提醒學生注意安全，并講解測試的步驟和注意事項。學生迫不及待地將自己的小車帶到指定的測試區域，每組依次進行小車的驅動測試，觀察其行駛的距離和速度。

在測試過程中，學生興奮地記錄下每輛小車的表現，討論各自設計的優缺點。此時，教師引導學生思考：“為什么有的小車跑得快，而有的卻跑得慢？是什么因素影響了它們的性能？”通過這些問題，學生開始分析影響小車行駛的各種因素，如橡皮筋的張力、車身的重心、輪子的摩擦力等。

測試完成后，各組成員聚在一起，討論測試結果，并針對發現的問題進行調整。例如，如果某輛小車在行駛過程中傾斜，學生需要重新設計車身結構或調整輪子的安裝位置。通過不斷試驗與反饋，學生學習到了如何在實踐中進行反思和改進。

這一過程增強了學生的觀察能力和分析能力，讓他們體驗到科學探索的樂趣。通過反復的測試調整，學生逐漸掌握了優化設計的技巧，提高了小車的性能。實事求是的精神培養了他們在面對挑戰時解決問題的能力，為今后的學習打下了良好的基礎。

（六）教學反思

在“用橡皮筋驅動小車”的教學活動結束后，筆者進行了深刻反思，發現這次實驗教學在多個方面取得了積極的效果，同時也暴露出一些值得改進的地方。

學生在動手實踐中表現出了極高的興趣。通過小組合作，學生不僅學習了橡皮筋的物理特性，還培養了良好的小組合作能力。這一點在設計制作測試調整環節尤為明顯。學生積極討論、分享創意，共同解決問題，展現出較好的合作精神。

然而，在一些小組中，部分學生的參與度不均衡，有的學生在討論中較為沉默，未能充分發揮其潛能。在未來的教學中需要更加關注每位學生的參與情況，采取更有效的方式激勵所有學生積極參與。比如，在小組活動中引入輪流發言或角色輪換的機制，確保每位成員都有機會表達自己的想法。

三、結語

綜上所述，“用橡皮筋驅動小車”的實驗教學，不僅成功實現了知識與技能的結合，還有效促進了學生的合作學習。本案例體現了合作學習在實驗教學中的重要性，為今后的教學實踐提供了寶貴的經驗與啟示。

參考文獻

[1]傅蔣.小學科學課線上實驗教學策略探究[J].新智慧，2023（3）：26-28.

[2]徐小妍.小學科學實驗教學中實施合作探究策略研究[J].國家通用語言文字教學與研究，2023（9）：173-175.

[3]張菊蘭.基于新課改的小學科學高年級趣味實驗教學設計分析[J].天津教育，2023（14）：126-128.