《物體的形狀改變以后》教學實錄與評析

王永青 顧長明

教學分析

《物體的形狀改變以后》是《無處不在的力》單元的第2課，屬于課程標準中“物質世界”領域“運動與力”的相關內容。本課首先通過四個“有結構”的物體在施加力和去掉力的作用下分別由形變到恢復原狀或達到極限而恢復不到原狀，讓學生發現物體的彈性和彈力，同時讓學生通過對微觀形變的放大觀察，認識彈性具有普遍性。其次，讓學生經歷一個完整的探究過程——研究外力和物體形變的關系。以探究拉力與彈簧的拉伸長度的關系為例，可以設計完整的探究流程：根據現象提出問題（拉力與彈簧的拉伸長度的關系）—猜想假設（拉力越大，彈簧的拉伸長度越長;拉力越小，彈簧的拉伸長度越短）—實驗設計（測量彈簧長度的變化）—分析數據（通過數據的變化觀察規律）—拓展應用（啟發學生學以致用，運用彈性知識改變、造福我們的生活）。

本課的教學目標設計如下：

1.能夠通過動手探究發現生活中彈性物體的共同點，認識彈性和彈力的定義。

2.能夠設計并做好研究彈簧伸長的長度與拉力之間關系的實驗，了解彈性具有一定的限度。

3.培養學生研究生活中的有關彈性的現象。在科學探究的學習中體驗到探究的樂趣，樂于與他人合作，學會創造。

教學過程

1.創設游戲情境，激發探究欲望

師：同學們，我們先來做個游戲：比一比，誰的力氣大！怎么比呢？老師今天帶來一個拉力器。現在請兩位同學上來比一比，聽清比賽要求：（出示圖片）雙手用勁向兩端拉拉力器，其他同學都是評委，請認真看誰獲勝？

生：把彈簧拉得最長的人獲勝。

師：為什么，你評判標準是什么？

生：他的力氣大使彈簧的形狀改變量變最大。

師：為什么彈簧拉得長就證明他的力氣大呢？我們就帶著這個問題來學習今天的新課《物體的形狀改變以后》。

評析：教師利用拉力器比誰的力氣大，一方面讓學生通過“做”體會用力讓彈簧形狀改變，另一方面為本課探究彈簧拉伸長度與拉力的關系作鋪墊，埋下“思”的伏筆。創設這樣的情境引入課題，旨在引起學生的有意注意，讓學生快速投入接下來的探究活動中。

2.觀察體會感知，合理類推

（1）認識物體的彈性

師：這里有一把尺子，我對它用力，向下掰，再去掉力，你們發現了什么？

生：老師用力時，尺子變彎;去掉力之后，尺子又變直了。

師：我繼續用力掰尺子呢？

生：更彎了。

師：可以把尺子的兩端掰到一起嗎？

生：不可以，尺子會被掰斷的。

師：很好！在實驗的過程中，我們要保護材料不被破壞。老師準備了幾個橡皮筋、壓簧、太空泥，我們先對它們施加力，再去掉力。大家一邊做，一邊觀察物體的變化，并按要求填寫實驗報告。

（學生開始實驗。）

師：請大家匯報一下你們的實驗結果。

生：拉橡皮筋，橡皮筋變長，去掉力，橡皮筋又恢復到原來的樣子。

生：壓壓簧，壓簧變短，放手后，又恢復原狀。

生：捏太空泥，會變癟，松手后，還是癟的。

師：有沒有補充，或有什么新的發現？

生：對物體施加力，這些物體的形狀都改變了。

生：去掉力后，有的物體恢復原狀，有的則不能。

生：為什么太空泥去掉力之后不能恢復原狀？

師：這個問題值得我們思考，那為什么橡皮筋又可以恢復原狀呢？

生：橡皮筋有彈性。

師：你是怎么理解彈性的呢？

生：對物體施加力，物體變形，去掉力后，物體又恢復原狀的性質叫彈性。

師：當物體受到外力時，形狀或體積發生改變，去掉外力后，又恢復到原來的形狀或體積，這種性質叫作“彈性”。

（2）認識彈力

師：當你壓壓簧時，你的手有什么感覺？

生：壓壓簧時，壓簧也在反彈我。

師：這種能使物體恢復原來的形狀或體積的力叫作彈力。我們生活中還有沒有這種具有彈性的物體？

生：籃球、跳床。

生：氣球、弓箭。

評析：教師引導學生通過比較、分析、歸納，以“做”導“思”，以“思”形成認知，得出“彈性”“彈力”的定義，喚起學生的生活想象，對現實的表象進行合理的概括，逐步形成科學表象，為下面不易發現的彈性形變奠定基礎。

（3）認識不易察覺的彈性現象

師：同學們剛才提到的都是變化明顯的彈性現象，有沒有物體沒有彈性呢？

生：有，桌子就沒有彈性。

師：我這里有個玻璃瓶，它有彈性嗎？

生：沒有。

師：確定沒有嗎？老師做了一個裝置：裝滿紅墨水的玻璃瓶，用橡皮塞封口，橡皮塞上插一個玻璃管。假如玻璃瓶有彈性會出現什么現象呢？

生：用力擠壓時，紅色液面會有變化，不擠壓時，恢復原狀。

師：我們來試一試。（教師把投影儀對準紅色液面，然后擠壓玻璃瓶，再松手）你們發現了什么？

生：液面有變化，說明玻璃瓶也具有彈性。

師：看來玻璃也有彈性，只是彈性不明顯而已，其實和玻璃一樣彈性不明顯的物體還有很多。

評析：本課的難點之一是讓學生克服前概念的沖突，感受玻璃瓶也有彈性。這里教師引導學生從“做”的層面去發現問題，利用放大法將微觀形變得直觀化，使學生從“思”的層面理解彈性的普遍存在性。

3.引導實驗探究，手腦并用

（1）提出問題，合理猜想

師：我們再回到具有明顯形變的物體，比如彈簧（出示彈簧），我掛一個鉤碼，彈簧變化了嗎？

生：變長了。

師：掛兩個鉤碼呢？

生：變得更長了。是不是拉力越大，彈簧拉伸得越長？

師：你覺得拉力的大小和彈簧拉伸的長度之間有怎樣的關系？

生：拉力越大，彈簧拉伸得越長;拉力越小，彈簧拉伸得越短。

師：這個假設對不對？我們要做實驗驗證一下。

（2）設計實驗，以“思”導“做”

師：怎樣設計實驗呢？需要什么材料呢？下面各小組先討論。

（學生討論。）

生：先掛一個鉤碼測彈簧的長度，再增加鉤碼，測出彈簧長度，看長度的變化規律。

生：實驗需要的材料有彈簧、尺子、鉤碼。

師：有沒有補充的？

生：我覺得手拿著彈簧會晃，應該把它固定下來。

生：掛在鐵架臺上。

評析：教師讓學生基于現象進行提問，引領學生逐步逼近本節課所要探究的問題。問題的提出是探究式教學的基石，一個適切的問題，可以引導學生親歷整個探究過程。

（3）驗證操作，手腦并用

師：我們把尺子也固定在鐵架臺上（如圖1），看一看彈簧最下面的指針指到刻度尺的讀數。我們試著測量一下，彈簧原長時刻度尺的示數，誰來讀一下？

生：14厘米。

師：（把鉤碼掛到彈簧上）現在可以讀數嗎？

生：不可以，彈簧還在晃。

師：所以在測量的時候要等彈簧穩定下來。下面分組活動，各組組長上來領器材。

評析：在此處教師的提醒是必要的，因為對于測量彈簧原長和掛鉤碼后的長度操作技能，只有通過教師正確的示范操作，學生的操作才能規范，才能有效實驗，同時讓學生明白只有正確地實驗操作，才能得出正確的實驗現象和結論。

師：哪個小組先來匯報？

生：沒有掛鉤碼時，刻度尺讀數為12.5厘米，掛1個鉤碼時讀數為15厘米，掛2個鉤碼時讀數為17.5厘米，掛3個鉤碼時讀數為20厘米。實驗的結論是彈簧受到的拉力越大，彈簧拉伸得越長。反之，彈簧受到的拉力越小，彈簧拉伸得越短。

（4）利用簡圖，展現直觀規律

師：老師把掛不同數量鉤碼的彈簧，拉伸長度的示意圖展示在黑板上（如圖2），你們可以看到規律嗎？

生：鉤碼越多，彈簧拉伸得越長。

師：你能猜出掛5個鉤碼的彈簧應該在圖中哪個位置嗎？

生：（學生上前比畫）可能在這個位置，比第4個長，比第5個短。

師：那你知道掛7個鉤碼的彈簧位置嗎？

生：比掛6個鉤碼的彈簧長。

師：掛無數個呢？

生：很長很長。

生：這時候彈簧都壞了。

師：是的，彈簧的彈性是有一定限度的，那你們的結論怎樣才算完整呢？

生：在彈性限度內，拉力越大，彈簧拉伸得越長;拉力越小，彈簧拉伸得越短。

評析：教師讓學生通過收集數據，參與實證、討論的“做”，并結合“思”，建構和理解主要的科學概念。學生有了參與探究活動的親身體驗，有利于培養他們的科學精神;通過對誤差進行分析，培養他們的科學嚴謹性。學生在探究的過程中，做到動腦在前，動手在后，操作與思維同構共生。

4.學用有機結合，遷移拓展

師：在我們的生活中有哪些地方利用了物體的彈性和彈力呢？

生：蹦極，安全繩就是有彈性的，可以上下彈。

生：打羽毛球時，球拍和羽毛球都有彈性。

師：同學們都有一雙善于發現的眼睛，請大家看圖片中哪些地方運用了彈性。

（教師播放幻燈片，學生交流。）

師：同學們，這節課我們共同經歷了這樣一個過程：問題—猜測—實驗—結論—應用。希望同學們在以后的學習生活中，學會利用物體的彈力和彈性設計一些小發明，服務于我們的生活。

評析：應用知識的過程，也是聯系生活“思”的過程，是一種最好的學習過程。教師讓學生列舉生活中常見的彈性物體，引導他們將知識與應用結合，鞏固、強化了他們對彈力概念的認識。同時，教師通過鼓勵學生動手動腦，學以致用，將知識的廣度延展，寬度拉伸，使得學生的思維一步一步向前發展。

總 ? ?評

1.以“做”促“思”，符合學生的認知規律

小學生的認知規律是感知、動作、表象、概念和符號，“做”通過感知和動作讓學生積累表象，再逐步通過“思”抽象內化成概念。本課通過觀察物體在力的作用下，發生形變，去掉力后又恢復形變，這個過程就是物體表現出彈性的過程，學生在觀察、做、領會、思的過程中感受彈性和彈力的概念。

“為什么把測力計拉得最長的人，他的力氣就最大呢？”學生產生問題后合理假設，將“為什么”的問題轉化為“怎么樣”的探究問題，進而產生求證的行動。“做”即求證，是用實踐猜想，尋求證據的過程，讓學生用事實和數據來說明“在彈性限度內，拉力越大，彈簧拉伸越長;拉力越小，彈簧拉伸越短”。

2.以“思”導“做”，讓學生明確目標

動手前先動腦，“做”之前需要“思”的引導，學生才能更有效地解決問題。教師從學生操作水平出發，在操作技能方面進行了合理的引領與有效的示范，把彈簧固定在鐵架臺上，降低了實驗的難度，增強了實驗的效果。在動手實驗前問題的設計、假設的提出、方案的確定、路徑的規劃和結果的預測等環節，無不滲透著以“思”導“做”的理念，培養學生的科學思維，讓科學的種子在學生心中萌芽。

3.“做”“思”共融，促進學生深度學習

縱觀本課，多個問題都是通過對表象的觀察提出的，猜想是根據前概念認知通過思考形成的，實驗是對工具了解的基礎上結合思考進行的，結論是通過現象數據結合思考歸納的，科學探究的每個環節都離不開動腦。兒童科學學習的本質就是外顯的“做”與內隱的“思”相結合來認知事物的變化規律的，以動作思維為支撐，以操作表象為紐帶;以知行合一為表征，以動作技能為外顯，以心智技能為內隱，不斷推進學生深度學習。

江蘇省連云港師專第一附屬小學

江蘇省連云港市教育局教研室（222000）