围绕主要概念展开小车运动的实验教学

季亮

[摘 要]小学科学实验教学最大的困惑是如何揭示繁杂的科学事实下面隐藏的科学知识。教师面对教学实际需要一个骨架，需要一个模型。怎样围绕主要概念展开实验教学？ 以五年级上册4单元《运动与力》一课为例进行探讨。

[关键词]主要概念；单元目标；分解概念；统摄性知识；主要知识概念

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2017）30-0082-02

一、问题的提出与背景

小学科学实验教学最大的困惑是如何揭示繁杂的科学事实下面隐藏的科学知识。五年级上册4单元《运动与力》就是这样，教师面对教学实际需要一个骨架，需要一个模型。教师怎样通过教学过程逐渐在学生科学探究的过程中形成一个科学模型？即怎样围绕主要概念展开实验教学。

二、研究的思路与方法

1.教法的思路

教师一定要组织学生阅读每一单元的单元导语。教师要善于抓住单元学习的总目标——初步了解物体运动与受到的力的关系；善于演示实验吸引学生，让学生在丰富有趣的分组实验过程中注意发现科学事实性知识；善于归纳每一个实验的统摄性知识点；在每个实验中间要善于组织学生前后贯通上下勾连。最后在单元的结束进行实验，具体操作形成主要概念。

2.具体操作方法

教师要善于备课，积极准备学生分组实验的资源包。让每一个实验操作难度适合学生的年龄特点和学生的发展，让学生感到操作不困难又不容易。实验过程中合作交流，实验过后有成就感。这样学生会保持旺盛的兴致，不断质疑产生问题并会不断追究一个满意的结果。这个结果就是学生在丰富的科学事实基础上归纳出统摄性知识。再把一个个统摄性知识相互联系，从而归纳出单元主要概念“初步了解物体运动与受到的力的关系”。

三、教师教学设计为目标定位

小学科学课第一困难就是教师对课程标准的解读。很多时候你会发现教师只注意那些科学事实知识和每节课的统摄性知识，很少在解读《科学课程标准》的基础上去备课。五年级上册4单元《运动与力》核心性概念是什么？我们科学教师按照科学标准的指示寻找《运动与力》主题是力的作用和运动。单元科学主要概念是“物体总以不同形式在运动”“运动表现为一个物体相对于另一个物体位置的变化”“力作用于物体会改变物体的运动状态，产生力的作用需要能量”。落实到具体的每一节课就会出现分解概念，也可以表现为统摄性知识。举《4.2用橡皮筋作动力》实验教学为例。因为这一课就是通过实验“在小车安装橡皮筋，橡皮筋变形形成弹力，弹力促使小车克服与桌面的摩擦力向前运动，运动方向和弹力方向一致”，由此了解运动与力的作用。

具体分解这一课科学知识内容标准：

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从上面内容，可以分析出这样的教学思路：

①主要概念是“力作用于物体会改变物体的运动状态”。

②统摄性知识是“有的力直接施加在物体上；物体运动状态改变的多少和施加在物体上的力有关”。

③科学事实知识是“橡皮筋缠绕方向与小车运动方向有关系；橡皮筋缠绕圈数多少与产生弹力大小有关系”。

这样教师就应该在具体的科学探究事实基础上归纳上位统摄性知识。然后把统摄性知识串联归纳上升到主要概念知识。

四、学生具体的科学实验需要教师

1.学生需要教师制作合适的小车，才能开展正确的实验活动

小学生太小了，不可能离开教师的帮助去学习。小学科学实验教学中科学教师面临最大的困难就是缺少科学实验教学的资源包。国家颁布的《小学数学科学教学仪器配备标准》中标明基本配备和选择配备。就拿仪器小车为例，只适用于《运动与力》单元的第一课《4.1我们的小缆车》教学中使用，后边的《4.2用橡皮筋作动力》《4.3像火箭那样驱动小车》《4.7运动与设计》《4.8设计制作小赛车》这四节课根本不能使用。假如教师放弃实验，学生损失太大。因此，要进行实验，教师第一准备的仪器材料就是小车。教师先利用学生废弃的学具袋里废弃的玩具按照书中的方式制作反冲力小车、橡皮筋弹力小车，然后再按照教学设计自己先像学生那样做实验，检查自己的作品，最后再升级，到淘宝网站购买合适的小车。在具体实验时，再设计小车运动的跑道和标尺距离。这样一来，学生才会在教师的脚手架上开展实验探究活动。

2.学生需要教师演示实验才能明确目标和方法

学生需要明确目标。一般情况下学生不明白为什么做实验，不清楚怎样做实验，也不清楚实验最后的结果。因为年龄的特点只要看到实验器材就会高兴，老师提什么要求都马上答应，不管自己听懂了没有，反正只要让自己动手操作就行。有的课堂实况乱哄哄的，闹剧一般开始，闹剧一样的结束，学生什么都没有学会。这样的实验课是失败的。因此，教师必须让学生明确课题，课题就是目标，就是要建立科学模型，到达核心性知识概念的目标。如《4.2用橡皮筋作动力》一课目标就是用橡皮筋作动力让小车做线性运动。学生还要弄清楚一个知识概念：橡皮筋一样的物体会变形具有弹性，弹性就有弹力，弹力能让小车做线性运动。

教师不应直接告诉实验步骤和实验方法，而是要进行必要的演示实验，必须让学生观察清楚，明确实验步骤。在《4.2用橡皮筋作动力》的演示实验中，我选择和教科书上一样的小车。在备课时发現小车本身轻，静摩擦力不够支持弹力克服静摩擦力向前做功，小车轮原地打转。于是我只好在车身上配加200克重物。我在小车前车框架安装好橡皮筋，准备好12辆小车，然后按照书中指示缠绕橡皮筋，再铺设12块两米粗糙模板两侧有沿的轨道。轨道侧面有长度距离标识。最后把小车放在轨道上，小车开始运动。这一操作过程，学生都在一旁观察，教学效果很好。

3.学生需要教师指导看书才能明确实验步骤和预期效果

学生安装好小车，教师就应指导学生仔细阅读实验要求，弄清楚问题：橡皮筋缠绕圈数与小车行驶的距离的关系。同时阅读课本抓住注意事项，尤其是表格的内容：缠绕几圈，做几次实验，应该观察什么，记录什么。这样训练就可以让学生养成习惯，只要实验就应该仔细看表格里行列的内容。这样，通过阅读，学生学会明确实验方法和步骤，事半功倍。

4.学生需要教师及时帮助和指导小组合作

实验分组时教师绝对不能袖手旁观，应进行巡视，并在巡视过程中及时发现问题及时指点帮助，组织学生解决困难，发挥每一个学生的作用，做好分工，责任到位。《4.2用橡皮筋作动力》的分组实验中，小组成员集体观察，分工负责，或缠绕橡皮筋，或测量距离，或观察小车运动并记录运动距离。四个人每人都有事做，时时都在合作，共存共荣。

学生需要教师及时拨乱反正，指点迷津。实验结束只能得到科学事实性知识，比如这节课就是橡皮筋缠绕圈数越多，小车运动距离越远。教师应该指导学生通过后边的补充实验，即“使用拉簧和压簧，可使物体变形会产生弹力”，使学生的认知得到提升，从而把之前的实验得出的结论改成橡皮筋缠绕圈数越多，弹力越大，小车运动距离越远。而到了《4.3像火箭那样驱动小车》课堂最后阶段教师则可通过引领学生总结前三节课，发现拉力（小铁环重力）、弹力（橡皮筋的弹力）、反冲力（气球里的空气压力），这些力作用在小车上可以让小车运动。这就是在教师的及时点拨下，学生在事实知识上归纳出的统摄性知识。等到第八课《设计制作小赛车》时，教师再引导学生在具体制作过程中解决动力问题、摩擦力问题、车架机械结构问题，从而将过去所获得的统摄性知识上升到主要知识概念：“物体总以不同形式在运动”“运动表现为一个物体相对于另一个物体位置的变化”“力作用于物体会改变物体的运动状态，产生力的作用需要能量”。

总之，学生的知识概念的上升离不开科学的实验及集体论证。

（责编 韦淑红）endprint