《弹簧测力计》一课教学思考从获取知识到提高能力素质

◇李锡珍（浙江：衢州市衢江区实验小学）

在区域内疑难问题研讨活动中，教师共同提出了一个问题：认识测量工具课程（如《弹簧测力计》《认识气温计》《认识量筒》）存在知识有余但能力不足的局面。分析原因，主要有如下3 个方面：首先，认识测量工具的课程，课堂上需要学生掌握工具的结构、原理、操作方法及注意事项等，知识技能多而杂。其次，学生在生活中几乎没有接触过这类测量工具，教师的教学重点往往是：认识并学会使用弹簧测力计；引出测量工具，介绍工具的结构及用途；进行测量的示范和讲解，强调测量中的注意事项，让学生进行测量。这种教师通过介绍、示范和讲解等方法进行的课堂教学，学生的学习没有自主性。最后，由于教师传授的知识和技能，学生往往知其然而不知其所以然，在测量的过程中频繁出错。教师通过不断强化记忆和训练，以提升学生的操作技能，但课堂收效甚微。

针对该问题，区域内组织了优质课的同课异构，教学的内容为教科版小学科学四年级上《弹簧测力计》这一课，之后又开展了《认识气温计》这一课的同课异构。通过对学生学习行为的观察，发现测量工具课型可以通过注重知识迁移、重现发明过程、设计实践活动和合理使用说明书等方法展开设计，让学生自主获取知识技能，提升能力素养，从而打破认识测量课型知识有余但能力不足的局面，实现富有能力素养的科学课堂。

一、实现知识迁移

（一）由生活向新知迁移

开门见山地介绍新工具，会让学生有一种距离感。我们根据工具的原理或结构，从学生生活中寻找熟悉的事物迁移到工具原理或结构，帮助其搭建工具与生活经验的桥梁，让学生的学习轻松有趣。在学习活动中，学生变得更为自信，在课堂上更愿意举手交流自己的观点。如，弹簧测力计一课的引课：

师（出示拉力器）：你们知道这是什么吗？

生：拉力器。

师：我今天要用它来比较力气的大小，谁愿意上来比一比力气？

（两个学生分别拉拉力器。）

师：你们比出谁的力气大了吗？你的判断理由是什么？

生：A 同学的力气大，因为他的拉力器拉得更长。

师：所以，你发现了弹簧的什么规律？

生：力越大，弹簧越长。

师（出示两根长短不同的弹簧）：长弹簧用小力拉，短弹簧用大力拉。这个现象支持你的观点吗？你准备怎么修正观点？

学生交流讨论后得出结论：弹簧受力大，伸长长。

从学生生活中熟悉的拉力器的使用现象，概括出弹簧测力计的原理“受力大，伸长长”。这种从生活经验中概括出的新知，与学生原来的知识网有链接。当学生在学习活动中需要提取该知识时，就会通过知识网之间的链接间接提取。就好比人体神经末梢和大脑的关系，当我们手被针扎到了，神经末梢马上会把这种信息通过神经系统传递给大脑，大脑做出反应一样，都是有路径的。

（二）由旧知向新知迁移

各种测量工具的结构和使用，有很多相通的地方：每种测量仪器都有刻度、测量范围、单位；测量时视线要平视；等。学生会一种测量工具读数，就能迁移到新的测量工具上，用同样的方法去读另一种测量工具的读数。

旧知新识images/BZ_49_261_1913_696_2221.png力单位是（ ）测量范围（）每一大格表示（ ）一大格有小格（ ）每一小格表示（ ）（注：用局部放大图主要为了方便对比）images/BZ_49_746_1913_888_2383.png

当教师帮助学生建立旧知与新知的桥梁，学生把从气温计学到的读数技能迁移到弹簧测力计上，就能顺利读取弹簧测力计的示数。如果在学习尺子测量长度后，开始用迁移法读取其他测量工具（量筒、温度计、气温计等）的读数，渐渐地，这种读数技能便转化为测量能力。

二、经历发明过程

推动创新必须坚持问题导向，通过发现问题、筛选问题、研究问题、解决问题，不断推动社会发展进步。因此，《弹簧测力计》这节课可以改变传统教学方法，把创新思维作为这节课的生长点。教师带着学生回到问题的最原始阶段：怎么测量力的大小，一起经历弹簧测力计的设计过程，培养学生勇于创新的科学态度，同时产生获得知识的成就感，激发求知的欲望。

教师提前在黑板上方挂一根大号的耐疲劳弹簧。

环节1：提供一个100g 的物体。提问：它产生的力能使弹簧伸长多长呢？学生猜测后，教师演示并追问：怎么知道弹簧伸长了多长？从而确定零刻度和100 克物体产生的重力使弹簧伸长的长度。（设计意图：帮助学生构建零刻度和指针的前概念。）

环节2：提供一个200g 的物体。提问：它产生的力能使弹簧伸长多长呢？学生猜测后，教师演示、标记。（设计意图：在100g物体伸长长度标记线的基础上，又画了一条200g 物体伸长长度的标记线，学生比较两根标记线，直观地感知标记分布是均匀的，产生了刻度的意识。）

环节3：在弹簧上挂一个未知重量的物体，标记伸长的长度。提问：它受到了相当于多少克物体的重力？（设计意图：通过解决未知物体的重量，让学生在环节2 建立的关于刻度的意识外显，并且能利用其解决环节3 的问题。如此，学生由内而外地构建了弹簧测力计刻度的概念。）

环节4：我的体重50 千克，能全部挂在弹簧上，从弹簧伸长长度测出我受到的重力吗？（设计意图：了解弹簧只有在一定范围内发生形变才能恢复原状，为后面弹簧测力计不能测量超过量程的物体做铺垫。）

由此可见：首先，学生通过经历弹簧测力计的发现过程，对弹簧测力有了一个全方位的认识。此时，学生面对测力计的结构、操作，知其然又知其所以然，学习更为轻松。其次，为后面制作橡皮筋测力计做了如何确定零刻度、怎么划分刻度等铺垫。小组学生能协助完成橡皮筋测力计的设计与制作，获得成功的体验感。最后，让学生一起经历弹簧测力计的设计过程，培养学生勇于创新的科学态度，同时产生获得知识的成就感，激发求知的欲望。

三、设计实践活动

现代教学论和教育心理学提出，要重视研究和利用各种实践形式，培养和发展学生的智力。在教学中，要注意引导学生亲自动手，让他们在实践活动中主动获取知识、探索规律，并应用知识解决问题。

（一）找共性，知结构

教学弹簧测力计的结构时，可通过“找共性”的方法开展实践活动。

如，教师提供几种弹簧测力计的图片，学生通过寻找各种弹簧测力计的共同点，明确弹簧测力计是由提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩等部分组成及各部分的作用。

除此之外，我们也可以组织学生寻找弹簧测力计和自制的简易测力计之间的相似结构，通过自制简易测力计各个结构的作用，了解弹簧测力计的提环、弹簧、指针、刻度板、挂钩及这些结构的作用。

（二）找问题，思操作

有的技能训练不需先示范、模仿，而是要让学生尝试错误，“笨拙”地摸索，让他们有发挥自己智慧的机会。如，在弹簧测力计的测量过程，学生阅读测量方法后，给每个学生一根弹簧测力计和一个钩码，让学生测量1 个钩码的重量。我们会发现测得的钩码重量有0.4N、0.5N、0.6N等不同的答案。这时教师要认真对待测量数据的差异，追问：“你们是怎么测的？哪一种测量方法更准确？”

这样学生结合实际操作，在讨论和质疑中、在失败和反省中，认识和学习规范，从而得出弹簧测力计的正确操作方法，达到规范的认同，形成规范的意识，自觉规范的行为。这样的自省性规范比他律性规范更有效。

四、合理使用说明书

现在的人没有看说明书的习惯，往往拿到一件新产品，直接上手摸索，对说明书视而不见——我相信，90%以上的人都中招了！像说明书这样的应用文的学习，在语文教学评价中已得到非常高的重视，在纸笔测试中，非连续性文本的阅读就是体现。在认识测量工具的学习中，说明书的应用，则是一个非常好的实践机会。它不仅能提高学生获取信息的能力，还能培养其自主学习的习惯。这个好习惯对于学生来讲终身受益。

《弹簧测力计》这一课的测量过程，教师不需要给学生过多示范和讲解，提供一份弹簧测力计使用说明书、一根弹簧测力计和若干测量的物体即可。学生可根据说明书自主学习测量。当然，如果学生第一次接触说明书，或者工具本身自带的说明书比较复杂，教师可以根据教学需要，进行适当修改。下图便是原说明书和修改过的说明书对比。

images/BZ_50_1696_1417_2227_1796.png说明书用途：测量力的大小，称物体的重量。系中学物理力学教学演示和学生实验常用仅器之一。构造：由具有优良测量性能的耐疲劳弹簧，可抽移弹性刻度板，提环、拉杆指针和工程塑料罩壳等构成，刻度10NX0.2N，5NX0.1N、2.5NX0.05N。技术性能：零点平均示差不大于四分之一分度。任一点的平均示差不大于二分之一分度。任一点的重复称量的最大示差不大于四分之一分度。其他符合JY0127-91《教学测力计》的有关规定。用 法：使用时提着秤上圆环，从上端抽动刻度板使指针对准零位。让要测的力沿弹簧的轴向作用在挂钩上，指针最后所指刻度就是所测力的数量。水平或倾斜测力时，也要使指针在所测力方向上调试对零位，所测得的数目比不调零位的准确。注意事项：1.所测力不要超过刻度限量。2.保护面板，勿与酸碱物接触。3.出厂时条形盒测力计已用标准砝码校准，不要随意打开拨弄或调节弹簧，以免破坏准确度。

学生根据简化后的说明书，尝试用弹簧测力计进行测量。整个学习过程学生均是主动参与，获得的成就感会更强。通过这样的学习，学生在以后使用新的工具时，第一个会想到说明书。教学中，教师不仅让学生养成了看说明书的好习惯，同时还养成自主学习的好习惯。

知识是教学的重点，但绝不是全部，让学生在学习知识技能的过程中提高能力素质，才是目的。教师不但要关心学生获得了多少知识，更要重视知识获取的过程。让学生主动参与知识获取的过程，将更有利于他们终身学习和发展。