设计《用橡皮筋驱动小车》教学探究合作学习在课堂的应用

◇王文麒 郭飞君（通讯作者）（吉林：长春师范大学物理学院长春师范大学政策法规处）

在新课程改革中，国家提出了让学生全面发展的要求，明确指出要促进学生之间的合作，鼓励学生学会与他人进行合作，让学生在与他人的交流中学习知识，学会成长。从学生角度出发，在信息交互高速发展的现代社会中，只有学会正确地与人相处，提升自身的合作水平，正确处理与同伴的关系，才能更好地完成任务。将合作学习这种教学模式应用在小学科学教学的课堂活动中，对发展学生的合作学习能力和促进课堂教学效果的提升具有很重要的意义，符合社会发展对人才的需求。本研究在选取小学科学教材中的内容进行分析设计后，在吉林大学附属小学采用行动研究的方法进行教学实践，通过对真实教学活动的反思，结合小学科学的学科特点，提出教学对策，进行理论探讨。

一、教学内容和学生情况分析

（一）教材内容分析

新改版的科教版小学科学教材将“运动和力”单元从五年级上册移到四年级上册进行学习。对于学生来讲，“力”是一个比较抽象的概念，需要教师把抽象的概念转化成易于观察的现象，以帮助学生理解知识，更好地促进学生的学习。《用橡皮筋驱动小车》是教科版小学科学四年级下册第三单元第三节的一课，本课主要以拉伸的橡皮筋具有能量为导入，引入弹力，让学生在设计并探究橡皮筋的缠绕圈数与小车运动距离关系的活动中感受弹力，与本单元中利用重力、拉力以及反冲力等使小车运动的内容，构成平行关系，为后面学习“运动的小车”和“设计制作小车”等内容打下一定的学习基础。这为培养和提升学生的科学实验技能、树立学生正确的科学态度提供了契机。

关于这节课《义务教育小学科学课程标准》对学生提出的要求是，学生通过学习知道弹力可以直接作用于物体，力能够改变物体的形状和运动状态，并能举出具体的例子说明力作用于物体，并且使物体发生变化。除此之外，学生能正确地使用相应的测量工具，对小车的运动距离进行测量并进行描述等。学生在科学探究的实验过程中，应该学会与同伴合作解决问题，并能以正确的科学态度对待实验，在过程中秉持应有的科学精神。

（二）学情分析

四年级的学生思维比较活跃，对小车、橡皮筋等实验材料并不陌生，这些材料的选取会让学生有较高的学习热情，但也正因为如此，学生的学习纪律可能会比较难以维持。学生在生活中对这些材料比较熟悉，降低了教学难度，但因为学生没有经过系统的知识训练，可能会存在错误的认知，所以要在教学活动中注重对学生知识体系的系统化。社会的发展和学生自身学习的需要，要求学生具有一定的合作学习能力，但学生由于缺乏训练和锻炼，经过长期实践观察，发现四年级学生的合作学习能力和合作学习的应用水平并不高。所以要在系统化的学习过程中，利用合作学习的模式锻炼学生的能力，让学生在互帮互助中更好地开展科学实验，完成探究活动，促进学生自身学习水平和合作能力的提升。

二、教学目标

说出弹力的具体内容；举出生活中产生或者利用弹力的例子；合作完成橡皮筋动力小车的设计、组装和探究活动；认同科学实验中实验数据的重要性，并用数据对结果进行合理解释；能够在学习活动中学会合理分工、适当妥协、积极地表达交流，主动承担自己的责任。

三、教学过程

（一）课堂聚焦

教师拿出准备好的橡皮筋拉一拉，同时让学生自己动手拉一拉提前准备好的橡皮筋，观察发生了什么变化，感受一下拉完之后手的感觉。动手实验之后，学生发现橡皮筋变长了，并且手有一种被“弹”的感觉，感受到了力的存在。教师补充：“这就是力使橡皮筋发生了形变，同时橡皮筋具有了弹力。”使用课件展示弹力的概念，让学生朗读记忆。

设计意图：通过直观展示的方式引入课堂教学，对于没有准备橡皮筋的学生，适当提示他们可以在同伴的帮助下，得到一个橡皮筋，或者两个人进行“拉”的活动，合作完成此项学习任务，强化学生的合作意识。学生也可以在观察、朗读和动手实验时，通过眼、口、手、脑的并用，更加高效地进行学习。

（二）合作探究

在学生进行探究活动前，强调合作学习的学习公约：要注意认真倾听和有效发言、不打扰其他小组的活动，积极参与学习活动并主动承担活动中相应的分工和学习责任。

通过问题串的设计引导学生对实验活动具有初步的想法，通过演示实验让学生观看实验过程，直观地感受科学现象的发生，明确地告知学生学习目标和活动任务，即研究的问题：探究橡皮筋缠的圈数与小车运动距离的关系。

在学生小组合作学习的过程中，教师要及时评价和参与指导，监控学习纪律、维持课堂教学秩序，指导学生进行角色分工、明确学生的学习责任，恰当引导，及时帮助学生解决学习活动中的困难，提醒学生在进行实验的过程中注意观察现象和及时记录数据。

设计意图：对合作学习公约的强调，可以利用对学生的前摄抑制来维持课堂教学秩序，为学生营造良好的学习环境。让学生自己商讨合作分工，可以锻炼学生的表达沟通能力，也能在协商的过程中帮助学生学会适当妥协，提高学生的交流能力，积极促进每个学生参与讨论、融入课堂教学。告知学生具体的学习任务能有效地促进学生进行分工，落实责任，提高学生的责任意识。在合作学习中，学生的学习虽然以小组活动为主，但教师在教学中的作用依旧不可忽视，教师依然要积极参与教学，在学生活动的过程中对学生进行及时的帮助和监控学生的学习行为，进行个性化指导，在弥补大班教学中存在不足的同时，也可以帮助学生解决困难，顺利完成学习任务，推动课堂进程。对学生的个别指导可以促进学生的个性化学习，实现全体学生的共同发展。在学习过程中对学生进行的评价，则是利用教学评价中的形成性评价手段，改变单一的终结性评价体系，注重学生学习过程的发展，及时有效地帮助学生发现并解决问题，符合发展性评价的教学评价趋势。

（三）班级研讨

在规定的讨论时间内，小组成员对实验得到的数据进行整理，让合作学习小组内的汇报人员进行数据汇报和展示，呈现在黑板上设计的表格中。小组成员进行内部交流之后在全班范围内进行研讨，引导学生对实验数据展开分析，发现并总结规律。

设计意图：通过在黑板上汇报实验数据，激发学生的责任感，落实学生分工后的学习责任，提高学生的责任意识。在全班进行讨论则能够在教师的引导下进一步帮助学生树立正确的数据处理意识，认真对待数据，同时帮助学生形成正确的信息处理意识，确保数据的真实性。在分析和处理数据时，做出恰当的选择，通过对比各组数据进行分析，不在于对比择优，而重在数据分析的过程，培育学生实事求是的科学精神和认真严谨的科学态度。

（四）知识拓展

播放视频，展示生活中与弹力相关的例子，请学生小组讨论之后分别进行阐述，强化学习内容。通过呈现跳水运动员的跳板过程、儿童玩蹦蹦床的场景等，进行与弹力知识相关内容的拓展。

设计意图：让科学与生活结合起来，提升学生把知识应用于日常生活的能力。再次在合作讨论中锻炼并提高学生的表达能力，而且生活化的例子更容易被学生接受，可以为学生学习弹簧测力计做铺垫。

（五）总结评价

引导学生对本节课的合作学习活动进行反思和总结，以学习清单的形式展示学生的学习和思考过程，以小组和全班的形式对学生的学习清单进行评价和总结。

设计意图：学习清单以一定的顺序进行书写，能够清晰地展示学生的思路，锻炼和培养学生的科学思维能力和逻辑思考能力，促进学生在合作中反思意识的形成。学生书写的过程是复习记忆的过程，也是学生反思和自我提升的过程，还有利于教师通过学生的书写总结课堂、发现问题并做出改进。

四、教学反思

从整体上来看，小学科学课具有独特的教育功能，对培养学生的科学素养、科学精神以及职业倾向等发挥着重要作用。某位学生科学日记中描述的“这节科学课太有意思了，期待下节科学课早点到来”等内容可以直观地反映出这节科学课对提高学生的学习兴趣有一定的作用。通过学生日记、学习清单等形式的反馈，可以发现采用合作学习的模式进行探究活动的教学，能够提高学生的学习参与度。学生在合作探究的活动过程中更能体会到科学实验的乐趣，对科学研究的过程也有更深入的理解，在学生写出“长大我也要成为一名科学家”的时候，也能感受到科学教学对学生以后的职业倾向产生的影响。

从课程内容发出，在《用橡皮筋驱动小车》这节课的教学活动中，通过对教学内容的设计、实践、反思、改进和再实践以及教学评价等过程，发现学生对待实验数据的态度和实事求是的科学精神得到了培养。学生以小组形式开展的合作探究活动，在学生的相互配合下也较为顺利地完成了，本节课的学习任务基本完成。与合作学习相关的技能，如表达能力、协调能力、责任承担力、反思能力等，学生都得到了锻炼，对科学的学习兴趣也在合作过程中得到了激发。但学习纪律相对较为涣散，班级的学习氛围没有得到良好的调控。学生在与同伴交流的过程中，更倾向于满足自我需求，大局意识不强，不能很好地做出妥协和让步。责任意识薄弱造成学生责任落实不到位，探究实验过程不顺利，造成数据不完整等现象，所以要在后续教学中不断改进和提升自身教学能力，掌握更多的教学管理策略来处理课堂问题，在课堂教学中与学生共同成长。

五、教学对策

在小学科学课堂上采用合作学习的教学模式，能有效提高学生学习效率、教学效果，但同样存在一些生成性的问题。为了解决课堂中出现的学生纪律较差、责任意识淡薄、数据处理不完整等问题，在教学中要注重强调学生的能动性，突出学生的主体地位，发挥集体作用，细化任务，以便落实分工责任、合理评价并恰当引导学生的活动和行为。

（一）发挥集体作用

小学科学探究活动一般是集体开展，需要多人合作、成员之间的密切配合才能有效完成。集体的形成也为科学探究活动的开展提供了组织保障。在科学课堂上采用合作学习时，要调动学生的主观能动性，发挥学生的群体约束作用，突出学生的主体地位，让学生参与学习公约的制定。根据学生自身水平来确定小组学习规则，发挥集体的监控作用，提高学生的自控力和自律性。要让每名学生都参与到合作学习的过程中去，促进学生从整体出发，考虑小组利益，关注学生集体的共同成长，训练学生的整体思维，让学生在合作中更好地发挥自身的优势，弥补不足，使学生在集体学习中取长补短。

（二）细化任务，落实分工责任

科学探究活动需要每一步都实事求是、脚踏实地，需要每个人都认真负责。所以教师在设计活动时，要根据小组人数把学习任务进行细分，使每个角色既对应不同的任务，又体现同等重要的地位。这不仅可以避免学生在合作中逃避责任情况的出现，而且有利于学生得到具有同等重要责任的分工，提高学生的参与度。同时，在合作分工时，可以提醒学生在多次实验中轮换分工，讲明任务和责任要求，鼓励学生积极参与，发挥优秀学生的示范作用，做好责任落实的工作，确保每个学生都参与到课堂活动中去，在活动中提高学生的责任承担意识。

（三）合理评价，恰当引导

小学科学重在激发学生的学习兴趣，帮助学生形成系统化的知识体系，所以要充分发挥教师的教育机制，根据不同班级、不同学生的表现，采用不同的评价标准，及时调整教学任务，给出不同的评价结果。当班级学生实验活动完成较好，但数据处理分析不到位时，要注重对学生数据分析能力的锻炼；当班级学生在实验过程中进行不顺利，规定时间内得不到完整数据时，要多以激励为主，善于恰当引导、鼓励学生正确地看待失败，不能让某几次的失败打击学生的学习兴趣和信心。在评价的过程中注重学生发展的潜力，引导学生实事求是地对待实验数据，认真做好记录和分析，重点关注实验过程的逻辑分析、严谨思考等过程，明确实验不是为了简单地获得完美的实验数据，在评价时要侧重对学生能力发展和潜能激发的关注。■