浅议《用橡皮筋作动力》创新实验 教学案例

王惠怡

摘 要：小学科学是以实验为基础的学科，实验是观察的一种形式，实验设计的好坏直接关系到教学效率的高低，也影响学生能否科学地掌握观察技能。优秀的实验设计方案有利于学生快速有效地掌握基础知识，培养学生的技能，也能提高教师的教学效率。在教学实践中实验设计在不同程度上存在着不足。文章以《橡皮筋作动力》为例，利用微课学习科学知识，通过对教材中的实验进行改进，以达到最好的效果。

关键词：小学科学;创新实验;实验教学

一、教材分析

《用橡皮筋作动力》是小学科学教科版五年级上册《运动和力》单元的第二课。这一课的重点是通过学生研究，认识到橡皮筋变形后产生的弹力可以作为运动的动力。橡皮筋的弹力越大，作用时间越长，产生的动力也越大。

本课主要通过制作小车，研究橡皮筋作动力的小车运动距离与橡皮筋绕圈数的关系，探究橡皮筋的力是如何产生的，从而引出弹力的概念。为后面“制作我的小赛车”打好一定的基础。

二、学情分析

五年级的学生好奇心强，喜欢动手操作，他们已经具备一定的探究能力和动手能力。他们对橡皮筋很熟悉，对具有弹力的物体也有生活经验，对橡皮筋缠绕圈数和小车行驶距离的关系也有简单朴素的感性认识，但是他们对这些的认知还是比较模糊，需要通过有效探究实验和准确有力的数据发现规律，从而在前概念的基础上升发构建科学概念。结合本课的教学内容和学生的认知基础，笔者确定本节课的三维教学目标如下：

三、教学目标

（一）知识与技能

知道弹力是物体形状改变产生的要回复原来形状的动力。橡皮筋的弹力越大，作用时间越长，小车运动的距离就越远。

（二）过程与方法

1. 经历改良并安装以橡皮筋作动力的独轮车。

2. 探究橡皮筋缠绕方向与小车行驶方向的关系实验，以及橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系的实验。

3. 能准确地记录实验数据，并根据这些数据进行分析和推理。

（三）情感态度与价值观

学生在探究实验中能实事求是地记录实验数据，并根据这些数据进行分析和推理。重点是：探究橡皮筋缠绕方向与小车行驶方向的关系实验，以及橡皮筋绕的圈数与小车行驶距离关系的实验。难点是：能准确地记录实验数据，并根据这些数据进行分析和推理。

四、实验设计意图

设计思路：问题—猜想—实验—发现。

五、教学过程

（一）激趣导入

1. 观看微课：爆笑小虫与橡皮筋，初步了解弹力。

2. 引出课题：用橡皮筋作动力。（意图：学生对探究事物的兴趣，好奇心和求知态度将会直接影响到整堂课的教学效果。）

（二）探究新知

体验、认识弹力。小组内选两位学生拉拉力器，从拉开一段小距离到大距离，体验力的变化，理解弹力的含义。（意图：通过体验拉拉力器，理解拉力器弹簧被拉开时所用的力与距离成正比，从而理解弹力，但是在这里教师必须加强与拉力的比较，进而发现“弹力”其实正好是和我们的拉力相对的那个力。是弹簧或皮筋这样的物体在被改变形状后，要恢复原来面貌时产生的力。）

（三）动手探究，巩固新知

1. 初步尝试，发现问题

通过使用原实验小车，观察发现问题。

实验室提供的小车

在完成探究实验前，笔者先给学生使用实验室提供的小车进行尝试实验。收集学生的数据。通过数据发现，大部分学生在实验当中得到的数据，很多都是无效数据，无法进行数据分析。通过学生的交流发现原因有以下三点：（1）实验中所使用的小车轮子薄而尖，在运动时比一般的小车与地面接触面积小，所以摩擦力也小，从而容易打滑。（2）橡皮筋很难缠绕，并且缠绕后，很多学生为了保护好缠绕后的橡皮筋，用手握住皮筋，从而放手时不自觉给车子施加力，误导实验。（3）实验中所使用的的小车轮子与轴是固定连接的，轴转动就带着轮子一起转动，隐藏着“轮驱动”这个概念，会与橡皮筋作动力的概念混淆。

2. 寻找办法，改良小车

改良思路：（1）避开“轮驱动”的概念，直观反映橡皮筋驱动小车运动。（2）既能简单操作，又能看到橡皮筋的形变过程。

设计方案：

学生组装小车，实验验证。（意图：实验中较直观地展示了橡皮筋缠绕的圈数与小车行走的距离的关系，使得学生更容易理解弹力。而且把儿时常玩的游戏带入课堂，寓教于乐，使得学生在轻松愉快的探索中获取知识。）

3. 分组实验，获取数据

学生分组实验：探究小车的动力从哪里来？探讨橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶的距离的关系。

4. 发现及运用

通过分析整理数据，发现归纳这类现象的共同特征，建立初步的"弹力"的概念，最后把所学的知识广泛联系实际。

5. 课外思考

（1）橡皮筋能否在小车车轴上无限制地缠绕下去？（2）如何控制小车的行驶方向？

六、教学反思与自我评价

在教学时，笔者没有选用小车，一是由于实验室配套实验小车橡皮筋无法安装（小车车轴上没有固定用的小孔），橡皮筋固定在小车上很麻烦;二是小车动不起来，在绕了几圈橡皮筋后，小车的轮子只会原地打转，不能前进，原因是小车重量太轻;三就是皮筋太短拉长后弹力迅速释放，这样不利于关系的有效得出，学生容易被此现象分散探究目标。经过几次的教学尝试，决定本课总的设计思路：为了充分发挥学生的学习积极性和主动性，针对学生的年龄特点，围绕实验设疑，从培养学生兴趣入手，利用微课引导学生学习弹力的科学概念，让学生在实验中发现问题，对小车进行改造。通过引导学生改良实验小车，根据设计的小车展开探究;通过实验，直观感知橡皮筋的形变;通过数据的整理归纳，总结出现象的共同特征，构建“弹力”概念，最后把所学的知识运用到实际。

总的来说，本课实验教学的特点是：1. 通过做改良小车的过程，提高学生思考和动手的能力。2. 实验所使用的材料容易获得，环保，寓教于乐。3. 可操作性強，实验效果明显。4. 能完成既定的教学目标，并且还可以利用改进的教具完成额外的实验，提升教学质量，培养学生的创新精神。

成功的实验是保证教学顺利进行的条件之一，教师在科学教学过程中要不断开发资源，改进现有实验，使我们的实验能变得更直观、更有趣，更能引导学生进行科学探究，使得科学实验能发挥出更好的成效，促使教学效果事半功倍。