做思共生：從“有意思”走向“有意義”

張小勤

在蘇教版小學(xué)科學(xué)四年級下冊教材中，《擺》一課是作為運動方式來認(rèn)識的，全課基于“做思共生”理念，指導(dǎo)學(xué)生從觀察中發(fā)現(xiàn)和提出問題，并對問題作出合理假設(shè)，學(xué)生在合作中設(shè)計實驗驗證假設(shè)，在討論中依據(jù)事實作出合乎實際的推論，再應(yīng)用結(jié)論解決生活中的問題。從能力看，本課要求學(xué)生能夠使用“控制變量”搜集影響擺的快慢的證據(jù)，通過測量與記錄，遴選實證數(shù)據(jù)進(jìn)行定量研究，發(fā)展對比實驗?zāi)芰蜌w納概括能力。通過“做”科學(xué)活動，使得科學(xué)“有意思”。通過“思”科學(xué)經(jīng)歷，使得科學(xué)“有意義”，契合了科學(xué)的學(xué)習(xí)。通過“做思共生”努力實現(xiàn)兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)從“有意思”走向“有意義”。

本課教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：引導(dǎo)學(xué)生找出生活中的擺并制作擺;引導(dǎo)學(xué)生有序探究影響擺快慢的因素，體會“變量控制”是探尋因果關(guān)系的方法;得出擺的快慢與擺長的關(guān)系;運用所學(xué)知識解釋與擺相關(guān)的生活現(xiàn)象。

片段一：了解擺的構(gòu)成，測量擺動次數(shù)

師：這是一根棉線，把它掛在鐵架臺的橫桿上。這是一個重物，將它掛在這根棉線的下方，我們把這個裝置就叫作擺。一根繩子下面掛著一個重物，想一想，生活中還有哪些物體也是這樣的？

生：風(fēng)鈴、掛件。

生：拳擊袋、吊床、秋千、降落傘。

師：剛才大家說的這些物體都和擺有關(guān)。擺由兩部分組成，上面這部分叫作擺線。現(xiàn)在擺線這么長，可以轉(zhuǎn)動上面的齒輪讓擺線短一些，也可以抵住上面的金屬桿讓擺線再長一些，讓擺線可長可短;下面的重物叫作擺錘，擺錘可重可輕。自然狀態(tài)下，擺是豎直向下的，要讓它擺起來，就要把它沿水平方向輕輕拉開，然后自然松開。擺線與豎直方向形成的角，叫作擺角，這個角也是可大可小的。

評析：教師通過演示讓學(xué)生直觀認(rèn)識單擺，引導(dǎo)他們舉例說出日常生活中類似的物品，喚起學(xué)生對擺的生活表象，為接下來“做”與“思”的活動提供生活經(jīng)驗。接著，在教師的描述與演示中學(xué)生了解了擺由擺線、擺錘和擺角組成。同時有意識地滲透擺線可長可短、擺錘可重可輕、擺角可大可小，為學(xué)生下一步探究影響擺的快慢的因素埋下伏筆。

師：剛才了解了擺的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在要想知道這個擺10秒可以擺多少次，需要一個計時的工具。如果我讓大家來計時，你們覺得從什么時候開始計時比較好？

生：從每個數(shù)字開始比較合適。

生：我覺得最好以秒針快到大格時說一下“預(yù)備—放”。

師：怎樣才算擺一次？從什么時候數(shù)“1”比較合適？

生：一個來回算一次，第一個來回擺完了再數(shù)“1”。

師：我們來測試一下這個擺10秒擺多少次。

（師生合作測試，男生計時，女生數(shù)擺的次數(shù)。）

師：這個擺10秒擺8次，那我們來推測一下，20秒鐘會擺多少次？你是怎么想的？

生：我認(rèn)為會擺16次，時間是原來的2倍，次數(shù)也應(yīng)該是2倍。

生：我覺得13次，因為它會越擺越慢。

師：我們來驗證一下。這個10秒擺8次，20秒擺16次，說明擺具有等時性。剛才共同做了擺，學(xué)會測量擺的次數(shù)。下面就請大家以小組為單位根據(jù)提供的材料做一個擺，并測一測你們組的擺10秒擺幾次。大家覺得要完成這個實驗任務(wù)，有什么需要注意的？

生：要分工合作，有人數(shù)擺的次數(shù)，有人計時。

師：請大家先在小組內(nèi)進(jìn)行分工，然后開始實驗。

（學(xué)生分組測擺10秒擺的次數(shù)，教師巡視指導(dǎo)。）

師：各組匯報一下你們組的擺10秒擺的次數(shù)。

（8個組依次匯報，教師記錄，見表1。）

評析：計時與數(shù)擺是接下來探索規(guī)律的前提條件。教師選用動畫計時鐘并強調(diào)計時的方法，這為實驗數(shù)據(jù)的真實有效做好準(zhǔn)備;教師追問“什么時候才算擺1次”，為后續(xù)探究影響擺的快慢的因素，統(tǒng)一“做”的標(biāo)準(zhǔn)，打?qū)崱白觥钡幕A(chǔ)。

片段二：探究擺角大小與擺的快慢的關(guān)系

師：面對這組數(shù)據(jù)，你們有什么發(fā)現(xiàn)？

生：擺的次數(shù)不一樣，有的擺得快，有的擺得慢。

師：你認(rèn)為，擺的快慢可能與哪些因素有關(guān)？

生：可能與擺線長短有關(guān)，也可能與擺錘輕重有關(guān)，還可能與擺角大小有關(guān)。

師：為什么說是“可能有關(guān)”呢？

生：這只是我們的想法，還沒有具體驗證。

師：說得對！要想得到確切的答案，就得通過實驗來驗證。

評析：猜測是學(xué)生思維的過程，更是一個推理的過程，針對相同時間內(nèi)擺的次數(shù)不一樣，學(xué)生從發(fā)現(xiàn)并提出進(jìn)一步研究的問題，自然會做出擺的快慢與擺的結(jié)構(gòu)三要素相關(guān)的猜想。

師：剛才我們猜測擺的快慢可能和擺角有關(guān)，可能會有什么樣的關(guān)系呢？

生：擺角越小，擺得越快;擺角越大，擺得越慢。

生：我認(rèn)為擺角越小，擺得越慢;擺角越大，擺得越快。

師：如果認(rèn)為擺的快慢與擺角有關(guān)，實驗中要改變的是什么，不改變的是什么？

生：要改變的是擺角，不改變的是擺錘和擺線。

師：為什么只改變擺角？如果既改變擺角，也改變擺錘，行不行？為什么？

生：不行，因為這樣話，結(jié)果發(fā)生了變化，就不知道是誰在起作用了。

師：對！大家每次做對比實驗時只能改變一個因素，保持另兩個量不變。我們可以一次做擺角小一點，一次做擺角大一點。誰愿意和老師合作？

（一位學(xué)生上臺與老師合作。）

師：我們這次先試擺角小一點。這次女生計時，男生數(shù)擺。擺角小一點10秒擺7次，擺角大一點也是7次。通過這個實驗，大家有什么發(fā)現(xiàn)

生：擺的快慢與擺角大小無關(guān)。

師：看來，只改變擺角，在不改變擺線和擺錘的情況下，擺的快慢與擺角是沒有關(guān)系的。

片段三：探究擺線、擺錘與擺的快慢的關(guān)系

師：擺的快慢與擺角無關(guān)，可能與擺線和擺錘有關(guān)。這里有兩個實驗方案，一個是研究擺錘的，一個是研究擺線的。請各小組選擇一個方案，討論一下你們的想法，并填寫在實驗記錄上。

（學(xué)生選擇一個方案進(jìn)行驗證。）

師：看看你們的設(shè)計方案。（教師通過拍照上傳，選擇兩種方案進(jìn)行交流）這次要不要考慮擺角？為什么？

生：不需要，因為剛才已經(jīng)做過實驗和擺角無關(guān)。

師：對方案做進(jìn)一步修改，沒問題就以小組為單位完成實驗。

（學(xué)生分組測量擺10秒鐘擺的次數(shù)，教師巡視指導(dǎo)。）

師：下面來匯報實驗現(xiàn)象，請研究擺錘的小組先說。

生：我們組擺錘重的擺了7次，擺錘輕的也擺了7次，結(jié)論是擺的快慢與擺錘無關(guān);我們組發(fā)現(xiàn)擺錘重的擺擺了9次，擺錘輕的也是9次，結(jié)論是擺的快慢與擺錘無關(guān)。

師：研究擺錘的其他小組同意這個結(jié)論嗎？（學(xué)生點頭）接下來請研究擺線的小組匯報。

生：我們組實驗的結(jié)果是擺線長的擺了8次，擺線短的擺了6次，我們得到的結(jié)論是擺的快慢與擺線有關(guān)，擺線越長，擺得越慢;擺線越短，擺得越快。

師：大家同意他們的結(jié)果嗎？

生：同意。

師：通過剛才的實驗，我們發(fā)現(xiàn)擺的快慢與擺錘的輕重?zé)o關(guān)，與擺線的長短有關(guān)。擺線越長，擺得越慢;擺線越短，擺得越快。

評析：教師采取排除法，逐步導(dǎo)引學(xué)生探尋最終的影響變量（即擺線的長短）。對三個變量的探索都經(jīng)歷假設(shè)與驗證，教師的扶放程度不一樣，學(xué)生的參與度有所側(cè)重。對擺角的驗證，教師“扶”得多一些;對擺錘與擺線的驗證，學(xué)生的自主性強一些。學(xué)生在假設(shè)、設(shè)計與驗證，在獨立思考與合作交流中經(jīng)歷“做”與“思”的過程，逐步探究出影響擺的快慢的因素。教師引導(dǎo)學(xué)生從“有意思”的科學(xué)走向“有意義”的科學(xué)。

片段四：直觀體悟擺長與擺的快慢的對應(yīng)關(guān)系

師：剛才操作的都是10秒擺多少次的擺。下面再做一個擺，測一測做的這個擺15秒擺多少次？請大家拿出信封里的器材，開始實驗。

（學(xué)生分組做擺與測這個擺15秒鐘擺的次數(shù)，教師巡視指導(dǎo)。）

師：請每組將測好的擺拿到前面來，擺了幾次就掛在對應(yīng)的位置。（每組派人將擺掛至相應(yīng)的位置）這就是剛才每個組實驗的結(jié)果。剛才有幾個擺我們沒有測試，請大家猜一猜，15秒鐘擺12次，這個擺錘應(yīng)該在什么位置？

生：比11次高，比13次低。

師：還有剩下沒做的，你能猜出來嗎？

生：我覺得應(yīng)該越往前擺線越長，越往后擺線越短。

師：大概在這個位置嗎？（標(biāo)示擺錘位置）如果把擺錘所在的位置用線連起來，就形成了這樣一條曲線，這條曲線蘊含著一定的規(guī)律。透過這種規(guī)律，我們可以預(yù)測還沒有得出的實驗結(jié)果。另外，從這條線上還可以直觀地看出，擺的快慢與擺線的長短有關(guān)。上面是擺的次數(shù)，下面是擺的長度。擺的次數(shù)越少，擺線就越長;擺的次數(shù)越多，擺線就越短。

評析：此時教師提供了有結(jié)構(gòu)的材料，學(xué)生用教師給定的擺線，測出該擺15秒擺的次數(shù)，將其掛在對應(yīng)的位置，15秒擺12次和17次的擺沒有測試，教師有意為之，學(xué)生在分析8組數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，很容易推測出15秒擺12次和17次的擺錘位置。通過數(shù)形結(jié)合與直觀圖示，讓學(xué)生形象地體悟擺的快慢與擺線長短的關(guān)系（如圖1），將“有意思”的科學(xué)經(jīng)歷提升為“有意義”的科學(xué)經(jīng)驗。

片段五：聯(lián)系實際解決問題

師：學(xué)了知識就要在生活中運用。請看屏幕（如圖2），在自然狀態(tài)下，用哪個秋千比賽更公平？為什么？

生：用左邊的比賽公平，因為右邊的線不一樣長。

師：我們就用左邊的秋千比賽，如果一個胖子坐在這個秋千上，相同時間內(nèi)他擺得會不會比瘦的人慢呢？為什么？

生：不會。因為擺的快慢與擺錘的輕重?zé)o關(guān)。

師：如果一個力氣大的人在這個秋千上比賽，力氣大可以擺得很高，擺角就大，他會不會擺得更快呢？為什么？

生：不會。因為擺的快慢與擺角的大小無關(guān)。

師：是的。在自然狀態(tài)下，擺的快慢只和擺線的長短有關(guān)，與擺錘的重量、擺角的大小無關(guān)。這里有一個擺鐘，它的時間快了怎么辦？慢了呢？

生：快了就把擺線調(diào)長一點，慢了就把擺線調(diào)短一些。

（教師在展臺上調(diào)試擺鐘的擺長。）

評析：學(xué)生運用所學(xué)知識，判斷與解釋“比賽用秋千”的公平性問題，學(xué)以致用，通過解決問題檢驗學(xué)習(xí)效果。嘗試解決擺鐘快慢的問題，與課文呼應(yīng)，既是點睛之筆，同時也完善了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。

總 ? 評

本課致力于使學(xué)生的“做”更“有意思”，使學(xué)生的“思”更“有意義”，做思共生彰顯出兒童的科學(xué)與兒童的學(xué)習(xí)的緊密對接、轉(zhuǎn)化與融合。本課呈現(xiàn)出以下四個特點：

從課堂結(jié)構(gòu)看，讓學(xué)生在40分鐘經(jīng)歷完整的探究過程，即提出問題（擺的快慢與什么有關(guān)）——猜想假設(shè)（擺的快慢可能與擺線、擺錘和擺幅有關(guān)）——實驗設(shè)計（進(jìn)行變量控制與驗證）——分析數(shù)據(jù)（擺的快慢與擺線有關(guān)，與擺錘和擺幅無關(guān)）——拓展應(yīng)用（解釋生活現(xiàn)象）。在探究過程中培養(yǎng)學(xué)生分析與綜合、歸納與概括的能力，突出變量控制與因果分析。這樣的結(jié)構(gòu)促進(jìn)了學(xué)生對知識的本質(zhì)理解。

從教材使用看，本課努力踐行“用教材教”的理念。首先基于教材，尊重教材，把教學(xué)著力點放在對擺的組成和特點的認(rèn)識以及對操作的體驗、感悟和內(nèi)化上。其次，教師對教材進(jìn)行了適當(dāng)?shù)某胶陀行У纳伞膶W(xué)生操作水平和控制變量實驗的能力出發(fā)，在操作技能方面進(jìn)行引領(lǐng)與示范，在變量調(diào)控方面由扶到放，通過扶調(diào)整變量的數(shù)量，減少無關(guān)變量，凸顯因果變量，降低實驗難度，增強實驗效果。

從材料選用上看，“工欲善其事，必先利其器”，教師為學(xué)生提供了有結(jié)構(gòu)的材料。教具更多的是為完成觀察與實驗的任務(wù)，而有結(jié)構(gòu)的材料則是完成完整的探究過程的基礎(chǔ)。教師提供的擺長是共同但有差異的，學(xué)生憑借有結(jié)構(gòu)的材料之間的關(guān)聯(lián)性完成“認(rèn)識擺—操作擺—驗證擺—總結(jié)擺—應(yīng)用擺”這個過程。特別是有結(jié)構(gòu)材料的使用為學(xué)生控制變量實驗起到支撐作用，為“有意義”的“思”奠定了基礎(chǔ)。直觀與抽象互補，獲取與內(nèi)化共進(jìn)，理性與感性互動。

從學(xué)習(xí)方式看，組織了基于“思”與“做”的“有意思”的科學(xué)活動。“思”即思考、思維，是源于實踐的認(rèn)識，教師創(chuàng)設(shè)了10秒擺多少次的情境，使學(xué)生身臨其境，觸景生情，廣泛聯(lián)想，產(chǎn)生問題，合理猜測，將“為什么”的問題轉(zhuǎn)化為“怎么樣”的問題，進(jìn)而產(chǎn)生求證的行動。“做”即求證，是用實踐檢驗認(rèn)識，讓學(xué)生用事實和數(shù)據(jù)來說明“擺的快慢與什么有關(guān)”，“思”催生了“做”的動機，“做”促進(jìn)了“思”的全面，“說”外化了“做”的內(nèi)涵。