小學高年級學生已經具有一定生活經驗,如果科學教師能夠有效利用學生已有的生活經驗,加以適當的點撥引導,將生活經驗運用到科學知識的學習上,那么對學生的科學學習會起到事半功倍的效果。以下是筆者通過生活經驗在《杠桿的研究》中的應用設計的環節,并且在教學實踐中取得了良好的效果。
一、設計生活情景,引出探究問題
探究始于問題。在教學中教師要設法創設一個“問題情境”,把學生引入其間,使問題成為學生感知和思維的對象,從而在學生心里造成一種懸而未決但又必須解決的求知狀態,激發學生強烈的學習愿望。那么,該如何來設計這一生活情景呢?首先,教師設置甲乙兩生玩蹺蹺板的情景,甲生如何才能把乙生翹起來?此問題一經教師提出,學生的思緒就會自動處于兒時與父母在公園玩蹺蹺板的回憶中,并根據自己的生活經驗說出各種可行的辦法,如甲生向后移動適當距離;乙生向前面移動適當的距離;乙生用腳踮地,使自己‘變輕’;甲生請別人幫忙,用力向下壓,使自己‘變重’等。雖然方法各異,但是,從杠桿研究來分析,都是改變了杠桿左右物體的重量和離杠桿的遠近。在此基礎上,引導學生說出杠桿處于平衡狀態可能與哪些因素有關,學生就能輕松地歸納總結,從而使這一探究活動得以順利進行。
二、教師演示實驗,猜測平衡條件
杠桿平衡條件是一個規律性的結論,作為新授課,應分為兩部分走:前一部分2個杠桿尺探究的內容可以以邊討論邊演示的方式展開;后一部分內容學生自行模仿探究和自行設計探究,這樣既降低難度也使探究較為扎實有效。按照教材表格,將2個鉤碼掛在左邊2格(阻力點到支點的距離)處,右邊鉤碼數2個則掛在2格(用力點到支點的距離)處,發現杠桿平衡,左右兩邊的鉤碼數相等;當鉤碼數1個則掛在4格處杠桿平衡;當鉤碼數4個則掛在1格處杠桿平衡。此時學生已有一定感知,在這一基礎上教師將3個鉤碼掛在左邊2格處,學生會依樣將3個鉤碼掛在右邊2格處,發現杠桿尺平衡;那么老師若用2個鉤碼呢?學生會嘗試著將鉤碼掛在3格處,發現真的平衡了,于是心急的學生就會對老師和同學說,掛的鉤碼數與格數相乘的結果相等,杠桿就平衡,果真如此嗎?那么1個鉤碼應該掛到哪里?6格處,6個鉤碼呢?1格處,學生對杠桿平衡條件已經猜測成功,獨立探究之心已溢于言表,教師應就此放手,讓學生進入下一環節探究,并能從中發現用力情況。
三、學生驗證實驗,判斷省力與否
由于學生在教師演示實驗中已經參與研究,并發現了平衡的規律,所以在這一環節中學生小組探究是如魚得水,輕車熟路。當杠桿尺組裝完成,一合鉤碼(10個)發到材料員手上,大家就紛紛開始動手。小組長將4個鉤碼掛在左邊距離支點3格處,問:在杠桿右邊如何掛鉤碼才能使杠桿重新平衡?組內同學自然而然就得出以下掛法:右邊3格處掛4個鉤碼,4格處掛3個鉤碼,2格處掛6個鉤碼,若杠桿有6格就掛2個鉤碼……猜測依據是:杠桿左邊的乘積是3×4=12,杠桿右邊的乘積是12,于是,12除以鉤碼數就是所掛格子數。實驗的驗證使學生對杠桿平衡的條件更加精確化、科學化。而在這一系列的驗證實驗所記載的數據中,學生也發現杠桿尺上的三種情況:右邊鉤碼數等于左邊鉤碼數;右邊鉤碼數多于左邊鉤碼數;右邊鉤碼數少于左邊鉤碼數。教師又一次提及蹺蹺板用力情況,學生自然遷移到杠桿尺鉤碼多用力大,鉤碼少用力少,于是很快完成表格中用力情況判斷,用力點鉤碼數等于阻力點鉤碼數,不省力不費力;用力點鉤碼數多于阻力點鉤碼數,省力;用力點鉤碼數少于阻力點鉤碼數,費力。學生發現了杠桿尺用力情況后,教師要因勢利導引出省力杠桿,即用力點距支點遠,阻力點距支點近;費力杠桿是用力點距支點近,阻力點距支點遠;若用力點距支點的距離等于阻力點距支點的距離,這種杠桿就是不省力也不費力杠桿。
四、應用實驗規律,服務生活實踐
書本知識的獲取借助了學生的生活經驗,那么學生也可以運用這些知識來科學地解釋生活中的一些現象。例如“大人和小孩玩蹺蹺板,為何總是大人盡量向前坐,而小孩盡量向后坐?桿秤稱物體重量時為何物體的重量越大,秤砣就越得往外挪?變形杠桿,如起釘錘的為何是省力杠桿,因為手柄上的用力點到起釘錘接觸木板的支點距離,比起釘錘夾住釘子(阻力點)到支點的距離遠很多,所以可以輕松地拔起釘子。此時提供一根木棍,讓學生試驗用一只手搬動課桌的模擬實踐活動,使學生體會到杠桿省力的好處。如此一來,學生不僅能將學到的新知識成功地構建在他已有的知識體系中,同時,還讓學生深深領會到科學知識的現實價值,更容易激發學生學習科學的興趣與主動性。
學生的生活經驗是學生學習的原生態資源,如果教師能夠把這些資源充分利用起來,使其充當科學課堂教學的素材,既能提高教師課堂教學的有效性,又能讓學生體會到知識來源于生活又服務于生活的道理;同時,師生一起做生活的有心人,遇物說理,以理論物。這樣,我們的學生在課堂上會是一個學習的主動者,在生活中會是一個熱愛生活的好學者。
(責編 張亞莎)