淺議《用橡皮筋作動(dòng)力》創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 教學(xué)案例

王惠怡

摘 要：小學(xué)科學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是觀察的一種形式，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到教學(xué)效率的高低，也影響學(xué)生能否科學(xué)地掌握觀察技能。優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案有利于學(xué)生快速有效地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的技能，也能提高教師的教學(xué)效率。在教學(xué)實(shí)踐中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在不同程度上存在著不足。文章以《橡皮筋作動(dòng)力》為例，利用微課學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，通過(guò)對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到最好的效果。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué);創(chuàng)新實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

一、教材分析

《用橡皮筋作動(dòng)力》是小學(xué)科學(xué)教科版五年級(jí)上冊(cè)《運(yùn)動(dòng)和力》單元的第二課。這一課的重點(diǎn)是通過(guò)學(xué)生研究，認(rèn)識(shí)到橡皮筋變形后產(chǎn)生的彈力可以作為運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。橡皮筋的彈力越大，作用時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的動(dòng)力也越大。

本課主要通過(guò)制作小車，研究橡皮筋作動(dòng)力的小車運(yùn)動(dòng)距離與橡皮筋繞圈數(shù)的關(guān)系，探究橡皮筋的力是如何產(chǎn)生的，從而引出彈力的概念。為后面“制作我的小賽車”打好一定的基礎(chǔ)。

二、學(xué)情分析

五年級(jí)的學(xué)生好奇心強(qiáng)，喜歡動(dòng)手操作，他們已經(jīng)具備一定的探究能力和動(dòng)手能力。他們對(duì)橡皮筋很熟悉，對(duì)具有彈力的物體也有生活經(jīng)驗(yàn)，對(duì)橡皮筋纏繞圈數(shù)和小車行駛距離的關(guān)系也有簡(jiǎn)單樸素的感性認(rèn)識(shí)，但是他們對(duì)這些的認(rèn)知還是比較模糊，需要通過(guò)有效探究實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)確有力的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而在前概念的基礎(chǔ)上升發(fā)構(gòu)建科學(xué)概念。結(jié)合本課的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，筆者確定本節(jié)課的三維教學(xué)目標(biāo)如下：

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

知道彈力是物體形狀改變產(chǎn)生的要回復(fù)原來(lái)形狀的動(dòng)力。橡皮筋的彈力越大，作用時(shí)間越長(zhǎng)，小車運(yùn)動(dòng)的距離就越遠(yuǎn)。

（二）過(guò)程與方法

1. 經(jīng)歷改良并安裝以橡皮筋作動(dòng)力的獨(dú)輪車。

2. 探究橡皮筋纏繞方向與小車行駛方向的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，以及橡皮筋繞的圈數(shù)與小車行駛距離關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

3. 能準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中能實(shí)事求是地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理。重點(diǎn)是：探究橡皮筋纏繞方向與小車行駛方向的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，以及橡皮筋繞的圈數(shù)與小車行駛距離關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。難點(diǎn)是：能準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和推理。

四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖

設(shè)計(jì)思路：?jiǎn)栴}—猜想—實(shí)驗(yàn)—發(fā)現(xiàn)。

五、教學(xué)過(guò)程

（一）激趣導(dǎo)入

1. 觀看微課：爆笑小蟲與橡皮筋，初步了解彈力。

2. 引出課題：用橡皮筋作動(dòng)力。（意圖：學(xué)生對(duì)探究事物的興趣，好奇心和求知態(tài)度將會(huì)直接影響到整堂課的教學(xué)效果。）

（二）探究新知

體驗(yàn)、認(rèn)識(shí)彈力。小組內(nèi)選兩位學(xué)生拉拉力器，從拉開一段小距離到大距離，體驗(yàn)力的變化，理解彈力的含義。（意圖：通過(guò)體驗(yàn)拉拉力器，理解拉力器彈簧被拉開時(shí)所用的力與距離成正比，從而理解彈力，但是在這里教師必須加強(qiáng)與拉力的比較，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)“彈力”其實(shí)正好是和我們的拉力相對(duì)的那個(gè)力。是彈簧或皮筋這樣的物體在被改變形狀后，要恢復(fù)原來(lái)面貌時(shí)產(chǎn)生的力。）

（三）動(dòng)手探究，鞏固新知

1. 初步嘗試，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

通過(guò)使用原實(shí)驗(yàn)小車，觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)室提供的小車

在完成探究實(shí)驗(yàn)前，筆者先給學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)室提供的小車進(jìn)行嘗試實(shí)驗(yàn)。收集學(xué)生的數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中得到的數(shù)據(jù)，很多都是無(wú)效數(shù)據(jù)，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過(guò)學(xué)生的交流發(fā)現(xiàn)原因有以下三點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)中所使用的小車輪子薄而尖，在運(yùn)動(dòng)時(shí)比一般的小車與地面接觸面積小，所以摩擦力也小，從而容易打滑。（2）橡皮筋很難纏繞，并且纏繞后，很多學(xué)生為了保護(hù)好纏繞后的橡皮筋，用手握住皮筋，從而放手時(shí)不自覺給車子施加力，誤導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。（3）實(shí)驗(yàn)中所使用的的小車輪子與軸是固定連接的，軸轉(zhuǎn)動(dòng)就帶著輪子一起轉(zhuǎn)動(dòng)，隱藏著“輪驅(qū)動(dòng)”這個(gè)概念，會(huì)與橡皮筋作動(dòng)力的概念混淆。

2. 尋找辦法，改良小車

改良思路：（1）避開“輪驅(qū)動(dòng)”的概念，直觀反映橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。（2）既能簡(jiǎn)單操作，又能看到橡皮筋的形變過(guò)程。

設(shè)計(jì)方案：

學(xué)生組裝小車，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（意圖：實(shí)驗(yàn)中較直觀地展示了橡皮筋纏繞的圈數(shù)與小車行走的距離的關(guān)系，使得學(xué)生更容易理解彈力。而且把兒時(shí)常玩的游戲帶入課堂，寓教于樂(lè)，使得學(xué)生在輕松愉快的探索中獲取知識(shí)。）

3. 分組實(shí)驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：探究小車的動(dòng)力從哪里來(lái)？探討橡皮筋纏繞的圈數(shù)與小車行駛的距離的關(guān)系。

4. 發(fā)現(xiàn)及運(yùn)用

通過(guò)分析整理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)歸納這類現(xiàn)象的共同特征，建立初步的"彈力"的概念，最后把所學(xué)的知識(shí)廣泛聯(lián)系實(shí)際。

5. 課外思考

（1）橡皮筋能否在小車車軸上無(wú)限制地纏繞下去？（2）如何控制小車的行駛方向？

六、教學(xué)反思與自我評(píng)價(jià)

在教學(xué)時(shí)，筆者沒(méi)有選用小車，一是由于實(shí)驗(yàn)室配套實(shí)驗(yàn)小車橡皮筋無(wú)法安裝（小車車軸上沒(méi)有固定用的小孔），橡皮筋固定在小車上很麻煩;二是小車動(dòng)不起來(lái)，在繞了幾圈橡皮筋后，小車的輪子只會(huì)原地打轉(zhuǎn)，不能前進(jìn)，原因是小車重量太輕;三就是皮筋太短拉長(zhǎng)后彈力迅速釋放，這樣不利于關(guān)系的有效得出，學(xué)生容易被此現(xiàn)象分散探究目標(biāo)。經(jīng)過(guò)幾次的教學(xué)嘗試，決定本課總的設(shè)計(jì)思路：為了充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，針對(duì)學(xué)生的年齡特點(diǎn)，圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)疑，從培養(yǎng)學(xué)生興趣入手，利用微課引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)彈力的科學(xué)概念，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)小車進(jìn)行改造。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生改良實(shí)驗(yàn)小車，根據(jù)設(shè)計(jì)的小車展開探究;通過(guò)實(shí)驗(yàn)，直觀感知橡皮筋的形變;通過(guò)數(shù)據(jù)的整理歸納，總結(jié)出現(xiàn)象的共同特征，構(gòu)建“彈力”概念，最后把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際。

總的來(lái)說(shuō)，本課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)是：1. 通過(guò)做改良小車的過(guò)程，提高學(xué)生思考和動(dòng)手的能力。2. 實(shí)驗(yàn)所使用的材料容易獲得，環(huán)保，寓教于樂(lè)。3. 可操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)效果明顯。4. 能完成既定的教學(xué)目標(biāo)，并且還可以利用改進(jìn)的教具完成額外的實(shí)驗(yàn)，提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

成功的實(shí)驗(yàn)是保證教學(xué)順利進(jìn)行的條件之一，教師在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中要不斷開發(fā)資源，改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)，使我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏兊酶庇^、更有趣，更能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)馨l(fā)揮出更好的成效，促使教學(xué)效果事半功倍。