基于思维发展的深度学习

朱永江　高常庚

教学内容：教育科学出版社四年级下册科学第二单元第5课

教材简析：本单元前面4课已经学习了电路的相关知识，在这节课，学生需要用电路检测器探究接线盒内部的电路是怎样连接的。这节课可以加深学生对电路知识的理解，让学生认识到有序检测的重要性，同时通过分析接线盒内部连接情况培养学生的逻辑思维能力。

教学目标：

1.知道如果电能从一点流到另一点，那这两点之间一定构成一个电的通路。能用电路检测器毫无遗漏地检验接线柱间的通断并分析接线盒内电路的连接情况。

2.使用科学方法进行测试活动，运用比较、分析、推理解决问题;培养勇于挑战、缜密推断的态度;发现电器内部多种电路的连接，感受科学技术应用的复杂性。

难点分析：由于学生平时对电路连接经验不多，让学生直接测量推断4个接线柱的接线盒具有一定的难度。学生测量时可能会有遗漏某两个接线柱连接的情况;推断时，学生会简单认为彼此是通路的接线柱间是直接有导线相连的。当学生多次测量推断都不正确时，会产生畏难情绪，给后续的教学带来困难。

设计思路：本节课知识点较多，又相互关联，推断4个接线柱的接线盒需要掌握所有知识点后才能完成，所以将知识点拆分，由最简单的两个接线柱到3个接线柱再到4个接线柱，最后解决实际问题。学生由浅入深进行学习，在不同的教学环节掌握不同的知识点，有利于学生逐步认知，循序渐进地学习。

教学过程：

一、情境导入，提升学习意愿

出示问题，电工叔叔在维修电路时遇到了麻烦。

师：我们学校的电工叔叔在墙上留了5根导线的线头，但是忘记了墙里的电线是怎样连接的。我刚好听说同学们非常喜欢科学，还喜欢思考，所以这节课我们一起来研究“里面是怎样连接的”，看看能不能帮助电工叔叔解决这个难题。

师：因为维修电路关系到我们学校的用电，不能出错，所以电工叔叔想要先考验我们一下，如果我们通过考验，那就可以帮他解决难题了。

评析：学生喜欢科学课，有一部分原因是因为科学课贴近生活。在教师创设的接近真实生活的情境中，提出对学生能力的考验，把学生在科学课上学习的知识应用在生活中，让学生感受到学以致用的价值和意义。在多方面因素的作用下，学生想要证明自己可以完成这个任务的意愿得到提升，更容易开展后面的课程。

二、温习旧识，明确器材使用

复习電路检测器的使用，当电路检测器两个检测头接通时，灯泡会亮，说明电路检测器工作正常。

师：我们先将两个检测头接触一下，检测它是否能正常工作。

师：有没有哪组的电路检测器不能用？

生：没有……

评析：上一节课学生学习“电路出故障了”，学会使用电路检测器检测并排除故障。让学生动手回忆电路检测器的使用，小灯泡被点亮后，学生知道电路检测器没有问题，可以正常使用。在后面的检测中，如果灯泡没有亮，就不太可能是电路检测器的问题，而是接线柱间没有导通，帮助学生找准学习进阶的起点。

三、由浅入深，增加内心成就感

第一个考验：只有两个接线柱的接线盒，检测两个接线柱的通断。

两个接线柱的检测记录

师：都没有问题，那我们可以开始接受电工叔叔的考验了！我们能用电路检测器检测出这两个接线柱间有没有用导线连接吗？为了保证检测的准确性，需检测两次。检测完成后，填写实验记录单。

学生动手测试并记录。

师：你们的检测结果是什么样的？

生：灯泡亮了，有导线连接;灯泡没亮，没有导线连接。

师：灯泡亮——有连接;灯泡不亮——没有连接。那接下来请同学们打开接线盒，看看你的检测结果是否正确，判断正确的请举手。

师：好，恭喜通过考验。细心的同学已经发现电工叔叔的第二个考验了。

评析：在原认知基础上检测两个接线柱，学生容易完成任务，增加学生的自信心。两个接线柱间有导线连接，灯泡亮，是通路;没有导线连接，两个接线柱间是断路的基础概念再次重现在学生的脑海中，为后续的探究做好铺垫。同时接线盒下隐藏着3个接线柱的接线盒，学生看到会感到惊喜，期待接受新的挑战，进一步提升了学生的学习意愿。

四、突破定式，增强思维发散

第二个考验：3个接线柱的接线盒，检测并推测内部连接情况。

师：3个接线柱的接线盒，我们想要知道内部是怎样连接的，需要怎么测量和记录呢？

我们首先了解一下实验记录的方法。

检测目标：要填写测量了哪两个接线柱，用横线连接，如1-2。

检测结果：如果灯泡亮了，请在通路这栏打钩;灯泡不亮，在断路这栏打钩。

接下来请将检测目标、结果及内部连接画在记录表上。

学生活动。

师：时间到！接下来我们请同学到讲台前面来分析他们的检测结果。

师：你们检测了哪些接线柱？结果是什么？你们认为里面是怎样连接的？

（学生在黑板上借助磁扣画出线路图，分享检测结果。）

学生：所有的接线柱之间都是通路，我推测里面的导线是三角形连接的。

师：其他小组呢？

生：我们也推测是三角形连接的。

师：有不同想法么？

生：没有……

师：我们来看一下分析的是否正确！

3个接线柱的检测记录

学生观察内部连接（给学生足够时间观察、思考）。

师：请同学分享你们组的连接情况。

生：我们组的是V字形的。

师：为什么这样的接线柱之间也会形成通路？

生：1和2相连，2和3相连，虽然1和3没有直接相连，但是通过2的连接，1和3也连通了。D25CCD8F-1EE7-4402-AD22-8AF1B6F8DA7F

师：原来接通这3根接线柱并不需要3根导线，两根就够了，而且同样的结果可以有不同的连接方式。还可以怎么连？

生：……

师：那接下来我们看看电工叔叔的下一个考验！

评析：本环节设计的是有3个接线柱的接线盒，所有学生的检测结果都是通路。受思维定式的影响，学生习惯用原有的经验处理新问题，学生在此过程会认为每个接线柱之间一定有导线连接，当他们自信满满地打开接线盒时，却观察到不同的连接方式，比预想的少了根导线，发现与自己的推断并不相同。此时学生会质疑自己的检测结果，重新测量，但是依然都是通路，然后思考为什么会这样，之后就会有新的发现，知道两个接线柱之间可以间接连接，明白自己的推断错在哪了。同时学生打开接线盒后，看到下面有4个接线柱的接线盒，因为之前的判断错误及新的发现，经历认知冲突，学生探究学习的愿望更加强烈，迫不及待地想要开始新的研究。

五、增加难度，激发学生潜力

第三个考验：4个接线柱的接线盒，检测并推测内部连接情况。

师：4个接线柱，你能知道这个接线盒内部是怎样连接的吗？检测之前我们要确保我们能够毫无遗漏地测量出每两个接线柱之间的通断，要怎样做呢？

生：按顺序测量。

师：怎样按顺序测量？

生：运用数学中“轮流做老大”的方法进行测量！

师：怎样“轮流做老大”？

生：1先做老大，即1-2，1-3，1-4;到2做老大了，即2-3，2-4;3做老大，即3-4。

师：按照这样的顺序进行检测，那我们就不会检测漏了，那么我们开始检测并将检测结果及内部连接画在记录单上。

学生动手检测，分享结果并画出连接图。

4个接线柱的检测记录

师：还有不同的检测结果么？

（学生分享检测结果，其他组学生分析连接方式并在黑板上画出连接图。）

4个接线柱的检测记录

评析：因为之前的“3个接线柱”内部连接推测发生“意外”，此时学生已经知道内部连接方式可能有多种情况，学习有序测量时精神会高度集中，积极思考，联系到数学中“轮流做老大”的方法，有序分析内部连接。学生内心希望找到与其他人不同的连接方式，积极思考，打开解决问题的思路，最后将可能的情况一一找出。在这样的学习氛围中，本课的教学重难点“4个接线柱”接线盒内部连接问题迎刃而解。在汇报交流接线盒内部连接的教学过程中，教师与学生、学生与学生的思维互动，通过黑板上展现的线路图，学生的思维一步步发展，深度学习真正发生。

六、学科融合，促进思维发展

帮助电工叔叔解决问题。

师：祝贺同学们通过考验，那我们现在可以帮助电工叔叔分析一下，怎样才能毫无遗漏地检测出这5根导线任意两根之间的通斷情况？

生：还是利用“轮流做老大”的方法，1先做老大，即1-2，1-3，1-4，1-5;到2做老大，即2-3，2-4，2-5;到3做老大，即3-4，3-5;4做老大，即4-5。

师：非常棒，我们班的同学帮助电工叔叔解决了难题！

师：最后，我们要提醒电工叔叔一定要注意安全，不要用简易的电路检测器检测家庭电路，而要使用专业的检测工具在专业人士的指导下检测电路的通断。

评析：顺应学生“轮流做老大”的检测思路，用数学的思维解决科学有序测量的问题，将本学科的学习内容与其他学科联系在一起，形成合力，打破了学科的壁垒，提升学生的学习成就感。接着进行安全教育，提示学生远离触电危险。安全用电教育，是电路单元很重要的一个内容，教师的提示语言既温馨又及时。D25CCD8F-1EE7-4402-AD22-8AF1B6F8DA7F