用数学练习方式推进科学测量工具的结构化使用

陈微刚

《小学科学课程标准》中的科学探究分目标要求小学生在科学课学习中能用简单的测量工具（尺、测力计、天平、量筒、温度计、秒表等）对物体进行定量观察、采集数据，并作简单记录。学会用简单测量工具是一种技能的学习，技能的学习就需要大量的训练，在反复训练中逐渐形成测量工具使用技能。现行的教科版科学教材也安排了专门的测量工具使用指导课，如《测量力的大小》《温度与温度计》等。但在实际教学中，笔者发现许多科学教师所安排的测量工具使用训练活动总是方式方法单一、缺乏梯度与层次、比较肤浅、不够深入。纵观小学阶段的各门学科，在运用有梯度的练习来发展小学生的学科技能方面做得好的当属数学学科，因此在科学教学中应该用数学练习的方式来设计测量工具使用训练活动，推进小学生测量工具的结构化使用，促进小学生测量工具使用技能的形成。笔者就以教科版科学教材五年级上册《测量力的大小》为例来谈谈测量工具使用训练活动的设计。

一、 基本式训练

当测量工具的使用讲解结束后，就应该及时安排巩固训练活动，但最开始的训练应安排基本式训练，即与讲解中教师的测量演示相同或相接近的训练，这样学生容易接受，重点训练学生对测量工具使用要领的理解与实践应用，训练次数不宜多，测量2到3种典型的材料即可。在《测量力的大小》的教学中，教师作演示时是在测量物体重力大小，因此第一个训练活动笔者安排了学生测量重力的大小，而且选择了钩码、笔袋、书本等三种典型的材料，训练测量时主要观察学生有没有在测量前先校0刻度线、读数时是否做到平视……测量结果也只做报数式的交流，因而整个活动用时短而精练。

二、 变化式训练

在实际使用测量工具时，我们不可能总是用同一方式去测量单一对象的某个变化量，每一种测量工具应该会有多种测量方式，使它能适应不同对象的测量需要，从而最大限度地发挥测量工具的功用。当学生通过基本式训练学会测量工具的最基本功能后，就应该适当变化测量方式，训练测量不同对象的不同变化量，增加学生对测量工具使用认识的广度与深度，知道测量工具既可以这样测量，也可以那样测量。在《测量力的大小》教学中，在学生经历用测力计测量重力的训练活动后，教师安排了测一个水平拉力的变化式训练活动，要求学生使用测力计测量钩码、笔袋、书本等物体在桌面上拉动时的拉力大小，当然在测量之前也要提出新的操作要领：测力计要保持与桌面水平；拉动时速度保持不变；在运动中读数等，这样的训练活动不但增加了测量活动的深度，同时也为后续摩擦力的研究活动做了操作层面的铺垫，使学生在研究摩擦力时有更多的时间和精力去关注“摩擦力大小与哪些因素有关”这个学习重点，可谓一举多得。

三、 提高式训练

使用测量工具进行的测量活动不仅是动手操作层面的活动，而且要有动脑思维的参与，这种思维有时是顺向的，有时也会是逆向的。上述基本式训练和变化式训练活动所进行的测量物体变化量的活动是一种顺向思维，但在实际使用测量工具时，还有一种功用是根据设定的变化量去设置物体的变化，这是一种逆向的思维，在测量训练活动中也应该让学生经历，这样，训练的度会更广一些。在《测量力的大小》教学时，教师就设计了这样一个提高式的训练活动：用测力计分别测出1牛顿、2牛顿、3牛顿弹力的皮筋变化，这是对测力计测力活动的反向应用，不但有助于学生逆向思维的发展，而且还与后续自制测力计活动自然融合，把这一提高式训练活动中测得的1牛顿、2牛顿、3牛顿弹力的皮筋变化记录在一个平板上，只要画上刻度线就可以轻易完成自制测力计的制作。

四、 综合式训练

使用测量工具进行科学测量的最终目的是采集和积累数据，从而进行精准化的定量分析，探索发现科学规律。为此在测量工具使用指导课中也应设计综合性的测量探索活动，让学生在活动中不仅可以进一步提高测量工具的综合使用技能，而且还能发展学生采集数据、积累数据和分析数据的能力，进而发现科学规律，建构科学概念。如在《测量力的大小》教学中，笔者就设计了这样一个综合式训练活动：用测力计和直尺分别测出挂1个钩码、2个钩码、3个钩码时皮筋的弹力大小和伸长长度，如下表：

弹力大小和皮筋伸长长度的关系

通过这样的综合式训练活动，学生很自然地发展了自己综合运用测量工具进行科学数据采集的技能，同时通过分析发现科学规律：（在弹性限度内）皮筋拉伸越长，拉力越大。

五、 开放式训练

科学课程应具有开放性，这是小学科学课程的基本理念。因此在测量工具使用指导课中也应设计开放式训练活动，给学生想象、创新的空间与时间，让测量工具的使用在学生各种科学探究活动中得以应用，增加观察实验的真实性。如《测量力的大小》教学结束前，笔者布置了这样一个开放式任务：用自制测力计测量气球反冲力的大小，课内探究时间不够，可以延伸到课外，让学生自己设计测量方案，课外继续开展测量活动，在提高测力计使用技能的同时，创新能力也得到有效提升。

【责任编辑：陈国庆】