《增強抗彎曲能力》教學設計與互動研討

教學內宮：小學科學(教科版)六年級上冊第二甲元第二課。

教材分析

本節課是在學完《抵抗彎曲》之后，讓學生繼續對紙橋面的形狀與承受力關系的實驗進行設計，更加深入地探究橋梁設計的奧秘；本課的教學力圖體現以活動組織教學為主，學生通過自己設計的紙橋面，經歷一個發現問題、提出問題、建立假設、設計實驗驗證、得出結論并解決問題的過程。

教堂目標：

1．知識與技能：讓學生通過實驗發現薄形材料改變形狀后抗彎曲能力可以增強。

2．過程與方法：培養學生根據現象提出問題、實驗研究，并根據實驗結果做出解釋的能力。

3．情感態度與價值觀：培養學生根據現象提出問題、實驗研究，并根據實驗結果做出解釋的習慣。

教學重點：發現問題與制定研究計劃；

教學難點：制定研究計劃。

教具學具：多媒體課件，包裝箱瓦楞紙板，小刀，厚紙，鐵墊圈，線，測試記錄表等。

教學流程：

一、導入

師：上節課我們初步研究了薄形材料的抗彎曲能力，那么要增強橫梁的抗彎曲能力，可以采用什么辦法?

生：增加橫梁的厚度。

師：沒錯，這是個辦法。不過，同學們想一想，這個辦法有沒有缺點?

生：有。會增加材料的用量，也會增加梁的自身重量。

師：既然這個辦法有這么多缺點，還有別的辦法嗎?這節課我們就來研究這個問題：(板書：增強抗彎曲能力。)

二、瓦楞紙板的研究

師：為了解決這個問題，我們先來做個小研究。(出示紙板)這個紙板的學名叫瓦楞紙板。

1．感覺抗彎曲能力。

師：各小組同學彎折一下瓦楞紙板，感覺一下它有多硬，抗彎曲能力如何?

2．解剖觀察結構。

師：我們再用解剖的方法，進一步觀察瓦楞紙板的結構有什么奧秘?看看組成各個部分的厚度與軟硬?(教師注意提醒學生用刀安全。)

3．提出問題。

師：經過觀察研究瓦楞紙板的結構，我們有了什么問題或想法?(為什么抗彎曲能力很強?)

師：同學們都進行了思考，談了自己的想法，集中起來是形狀與抗彎曲能力的關系問題。那么形狀與抗彎曲能力有沒有關系呢?有什么關系?也就是說，改變形狀可以改變抗彎曲能力嗎?(板書：改變形狀)對于同學們提出的問題，你們準備怎樣繼續研究啊?

(學生回答：做實驗。)

師：做實驗是進行科學研究的非常實用且有效的方法，為了能讓實驗得出科學的結論，我們是不是應該有一個可操作的科學的實驗方案啊?

三、形狀與抗彎曲能力的研究

1．師：(出示一張紙)這張紙是很容易被壓彎的，我們先來估計一下折成什么樣的形狀的紙抗彎曲能力會很強?(必須讓學生先預測，抗彎曲能力用墊圈個數表示。)

2．制定方案并做實驗。

學生以小組為單位研究一下，準備折成哪些形狀?做這個實驗要注意哪些問題?并制訂一個方案。(實驗控制的不變條件是：紙的長、寬、厚度；架空距離、放墊圈位置。讓學生經歷預測、實驗、記錄、分析數據、得出結論這樣的探究過程。)

3．生交流一下實驗方案。說一說實驗方法及過程、實驗用料、對比實驗、注意的問題、控制變量。

4．分組實驗，教師巡視。

5．交流實驗結果。

(A．與沒有折的紙比較，它們的抗彎曲能力增強了嗎?B．比較這些形狀的抗彎曲能力的大小，試做出自己的解釋。意義在于培養學生對實驗現象進行思考。有一定依據的解釋要給予積極評價。)

6．課件出示角鋼等異型鋼材，說一說為什么要做成這樣的形狀?

7．閱讀書中最后的閱讀文字。

師：為了增強橫梁的抗彎曲能力，除了增加厚度，還有別的更好的辦法嗎?

生：改變形狀，可以增強抗彎曲能力。

師：那么，改變成什么形狀或結構抗彎曲能力會更強呢?想知道嗎?以后我們繼續研究。

反思：本節課是在學完《抵抗彎曲》之后，學生對抵抗彎曲有了初步的理解與認識的基礎上，進行的“增強抗彎曲能力”探究活動，不僅在探究的深度和廣度上遠遠超過前一課，并且提出的問題恰恰是前一課發現且無法解決的問題。教學的連貫性，可以使學生有一個完整的探究過程，也可以使他們經歷一個較完整的由淺及深的思維訓練。這一課的導入自然而然由上一課的問題來承擔了：“要增強橫梁的抗彎曲能力，可以采用什么辦法?”當用增加用材來解決這個問題時，弊端是不言而喻的。“有什么更好的辦法嗎?”讓學生直接去解決這個問題，有點勉為其難，因為學生還不具備這樣的思考能力。教學中，我索性先把這個“攔路虎”放在一邊，去學習“打虎的招式”，先來研究一下我們日常生活中最常見的瓦楞紙板(俗稱：紙殼)。平日學生對這個司空見慣的事物并沒有做過什么研究或是思考。通過對瓦楞紙板先感受再解剖研究，學生會發現一個非常有價值的問題，即：形狀與抗彎曲能力有什么關系呢?而這個問題又是帶領學生深入探究的路標，它把我們探究的路引向了問題的核心，即改變形狀可以增強抗彎曲能力。

對于學生提出的問題，即學生的科學預測：改變形狀可能增強抗彎曲能力，我以一個“你們準備怎樣繼續研究”的問題把學生帶入科學的實驗驗證過程中。這對學生很重要，因為它不僅是一個完整的研究過程，也是建立科學概念的重要時段。這節課不是只探究出“改變形狀可能增強抗彎曲能力” 這一結論就了事了，而是提出了更新、更高的問題：改變成什么形狀或結構抗彎曲能力會更強呢?在這里，我把最初的問題帶進課堂，經過一個典型的科學探究后，又把問題帶進更深入更廣的探究活動中，同時也把問題帶入?生活。

本課教學要注意的幾個問題：1．瓦楞紙板的研究這一部分，一定要對瓦楞紙板有一個深入、透徹的觀察與研究，這對問題的提出和后面的實驗設計有重要的作用，因為它能對學生的思維施加影響。2．在交流設計實驗方案的時候，一定要讓學生明確，這是一個控制量的對比實驗。在實驗的過程中，學生一定要控制好不應該變的量，這是實驗成功的關鍵，也是培養學生科學實驗方法的中心。3．實驗的誤差問題。個別小組得出錯誤結論，我們要尊重他們的探究，但也要幫助他們分析得出錯誤結論的原因。科學實驗時，誤差是不可避免的，但我們要最大限度地控制它，使實驗盡可能地精確，這樣得出的結論才能有說服力。教學中，教師指導學生實驗時，也注意對學生的操作方法的規范。

[互動研討]

齊齊哈爾市建華區小學科學互動研討論壇

馮巍：在本課中，活動小組的組合，教者是隨意組合的，還是有一定的考慮?應根據什么分配?

趙欣穎：問得好，這涉及組織合作學習的問題。在分配小組的時候，我對學生的基本能力與背景進行了一定的了解和分析，以體現1+1>2的原則，對學生的組合進行優化。我進行的是異質分組，即優勢互補，把不同學習背景的學生分在一起。這樣更有利于孩子的合作學習與交流。當然，分到一組的學生都是自愿的，他們之間可以相互信任，相互幫助。

尹鐵海：趙老師這里談到的“背景”不同是指哪些方面?背景、能力如何掌握?如果只憑自己的觀察會不會武斷?如果有同學興趣不和，不愿接受你的分配方案時怎么辦?

趙欣穎：合作學習的專家都建議異質分組。教師可以依據學生組織能力、學習能力、知識基礎、學習成績、思維活躍程度、性別、特長愛好、心理素質、語言表達能力、家庭社會背景、守紀狀況等將學生分組，這樣有助于打破不同類型學生之間的障礙，擴大學生的交往范圍。按能力水平將學生異質分組的目的是提倡同伴互教，這對教師和學生都有好處。高能力水平的學生為低能力水平的學生提供了學習的榜樣，并在幫助低能力水平學生的過程中可以鞏固和提高自己對知識和技能的掌握。除此之外，異質分組可以促使學生從多個角度看待問題，豐富學生的思維。

但有許多教師、家長擔心把學習成績不同的學生分在一個組將會導致不能有效地利用課堂時間。他們害怕學習成績好的學生因為教其他學生而浪費了時間，或會感到厭煩；而學困生跟不上同伴，也會有種挫敗的感覺。但有研究表明學習成績好的學生：(1)在共同學習環境中較之在其他學習環境中，比如自學，掌握的知識都要多。(2)通過向其他同學講解學習內容可以增加他的認知、推理水平。(3)通過參加小組活動，增加他們的從屬感、接納感和責任感。(4)為他們將來的職業做準備。比如，醫生、經理和律師等職業，領導才能和溝通能力是必不可少的。也有研究發現，共同學習將使學生取得較高的成績，特別是“學困生”。其原因可能為：(1)得到更多的幫助。因為他們的小組成員，而不僅僅是教師，都在幫助他們。(2)通過觀察優秀生的學習過程來獲益。(3)因為小組同學希望他們成功，所以嘗試的動機更加強烈。當合理地安排小組任務來提高合作技能時，學困生就能最大程度地獲益。學困生往往缺乏這方面的技能，而這種缺陷導致了他們缺乏自尊和動機。

王強：本課是以小組合作學習、科學探究為主，教者在課堂評價上，應面對小組，還是面對個人?

趙欣穎：既然是小組合作學習，我想在課堂的評價上就應該面對小組。特別是在小組交流之后的全班交流上，教師的評價是對發言學生的所在小組，而不應是發言的學生。也就是說，被評價的主體是小組，而不是個人。這樣可以引起小組之間的競爭，而不會落入個人的比賽。例如：評價時教師可以說“你們小組的觀點很新”，而不是“你的觀點很新”。

鄭迪：科學課中，實驗前的實驗方案設計和實驗后的實驗報告總結應以什么形式出現，主要內容應是什么?

馬勝英：在教學中，把實驗前實驗方案的設計與實驗后實驗報告的總結用表格的形式表現比較合適，而且可以把比較難于處理的問題進行提示或比較明確地直接給學生。主要內容有：實驗名稱、實驗器材、人員分工、注意事項、實驗步驟、預測結論、我的發現、我的問題。其中人員分工一定要有，在小組合作學習中，應該讓每個小組成員都對自己的小組負責任。也就是說要有個人責任，那樣才能發揮小組內每個成員的積極性。

何璐：我們都知道科學課上的一問一答、齊問齊答不是最好的方法，那么應該如何處理科學課堂呢?

謝輝：科學課是以學生自己實踐、探究為主，我認為應該杜絕一問一答形式。不同學生探究問題角度不同，應根據學生自己的實際情況制訂實驗的方案，從而讓學生通過實驗去解決問題，使他們能與別人共同探討，分享研究成果。此時教師只是以一名引領者，而不是發問者的角色出現于課堂。

李穎娜：科學課堂面對全體，一問一答、齊問齊答確實不是好方法。所以，在學生活動時，事先規定了明確的人員分工。這樣教師一問，就形成了小組答，一個問題多人思考，多人回答，形成了整體交流的局面。

尚群英：學生的科學文件夾，是否可以作為對學生隱性評價的載體?流于形式怎么辦?

馬勝英：科學文件夾記載著學生整個成長過程，需要教師進行大量的工作，需要教師細心、耐心地及時進行整理、總結、積累。它可以作為隱性評價的一部分，但不應是全部，隱性評價的面很廣，還需要進一步研究。

關麗紅：科學文件夾中的內容包羅萬象，包括對某些研究問題的猜測、方案、研究報告，還有對某些研究過程的總結和反思。教師有意識地指導學生將這些資料歸納整理，有利于提高學生的科學探究能力，還有利于培養他們養成勤于積累的良好習慣。因此，科學文件夾的建立和使用應作為評價學生的一個有效途徑。

尹鐵海：科學教材中，每個單元前的總述與單元后拓展，教師最好怎么處理?

龔海凌：我認為首先可以布置學生課前收集相關資料，上課伊始提出相關問題。這樣做不僅可以調動學生的積極性，而且明確了本單元的學習目的。其次，還可以通過課件、實物、模型等直觀形象的教學手段，或小游戲、小故事等形式引出本章的內容，引發學生的好奇心與探究欲。

周密：先讓學生閱讀短文，初步感知本單元所涉及的內容，然后讓學生提出與本單元相關的、自己感興趣的問題，從而激發學生探究的興趣，并引導他們在課堂中注意探究解決所提出的相關問題。從而進一步培養了學生發現問題、解決問題的能力。

馮巍：我認為應該在學生做完實驗后，有了實驗結果時，教師乘勝追擊，以課件的形式向學生播放資料。這種具有科學性的資料能夠與學生實驗所得的結果進行相互印證。

孫偉華：實驗過程中，學生興奮度極高，但教學時間有限，教師如何恰到好處地把握好這個“度”?

尚群英：要讓學生養成良好的科學習慣，嚴格遵守實驗規則，這需要教師在長期的科學課堂中對學生的這一習慣進行培養。開始時，可能是出于好奇心，學生興奮度極高，漫無目的地玩，教師可能無法調控。但經過教師的長期培養與引導，可以使學生由玩逐漸走向嚴謹的科學實驗。同時，教師要讓學生在實驗方案的設計上考慮好實驗所用的時間，明確實驗的步驟與內容，即讓學生心中有“譜”，也能有效地控制好這個“度”。

陶陽：興趣是最好的老師。在平時的教學中，我主要采用興趣轉移法來吸引學生的注意力。比如對于回答好的學生可以給予一些自制的千紙鶴、幸運星等作為獎勵，使他們把自己的注意力轉移。這樣就可以降低學生的興奮度，更好地進入到下一個教學環節中去。