基于思維發展的深度學習

朱永江　高常庚

教學內容：教育科學出版社四年級下冊科學第二單元第5課

教材簡析：本單元前面4課已經學習了電路的相關知識，在這節課，學生需要用電路檢測器探究接線盒內部的電路是怎樣連接的。這節課可以加深學生對電路知識的理解，讓學生認識到有序檢測的重要性，同時通過分析接線盒內部連接情況培養學生的邏輯思維能力。

教學目標：

1.知道如果電能從一點流到另一點，那這兩點之間一定構成一個電的通路。能用電路檢測器毫無遺漏地檢驗接線柱間的通斷并分析接線盒內電路的連接情況。

2.使用科學方法進行測試活動，運用比較、分析、推理解決問題;培養勇于挑戰、縝密推斷的態度;發現電器內部多種電路的連接，感受科學技術應用的復雜性。

難點分析：由于學生平時對電路連接經驗不多，讓學生直接測量推斷4個接線柱的接線盒具有一定的難度。學生測量時可能會有遺漏某兩個接線柱連接的情況;推斷時，學生會簡單認為彼此是通路的接線柱間是直接有導線相連的。當學生多次測量推斷都不正確時，會產生畏難情緒，給后續的教學帶來困難。

設計思路：本節課知識點較多，又相互關聯，推斷4個接線柱的接線盒需要掌握所有知識點后才能完成，所以將知識點拆分，由最簡單的兩個接線柱到3個接線柱再到4個接線柱，最后解決實際問題。學生由淺入深進行學習，在不同的教學環節掌握不同的知識點，有利于學生逐步認知，循序漸進地學習。

教學過程：

一、情境導入，提升學習意愿

出示問題，電工叔叔在維修電路時遇到了麻煩。

師：我們學校的電工叔叔在墻上留了5根導線的線頭，但是忘記了墻里的電線是怎樣連接的。我剛好聽說同學們非常喜歡科學，還喜歡思考，所以這節課我們一起來研究“里面是怎樣連接的”，看看能不能幫助電工叔叔解決這個難題。

師：因為維修電路關系到我們學校的用電，不能出錯，所以電工叔叔想要先考驗我們一下，如果我們通過考驗，那就可以幫他解決難題了。

評析：學生喜歡科學課，有一部分原因是因為科學課貼近生活。在教師創設的接近真實生活的情境中，提出對學生能力的考驗，把學生在科學課上學習的知識應用在生活中，讓學生感受到學以致用的價值和意義。在多方面因素的作用下，學生想要證明自己可以完成這個任務的意愿得到提升，更容易開展后面的課程。

二、溫習舊識，明確器材使用

復習電路檢測器的使用，當電路檢測器兩個檢測頭接通時，燈泡會亮，說明電路檢測器工作正常。

師：我們先將兩個檢測頭接觸一下，檢測它是否能正常工作。

師：有沒有哪組的電路檢測器不能用？

生：沒有……

評析：上一節課學生學習“電路出故障了”，學會使用電路檢測器檢測并排除故障。讓學生動手回憶電路檢測器的使用，小燈泡被點亮后，學生知道電路檢測器沒有問題，可以正常使用。在后面的檢測中，如果燈泡沒有亮，就不太可能是電路檢測器的問題，而是接線柱間沒有導通，幫助學生找準學習進階的起點。

三、由淺入深，增加內心成就感

第一個考驗：只有兩個接線柱的接線盒，檢測兩個接線柱的通斷。

兩個接線柱的檢測記錄

師：都沒有問題，那我們可以開始接受電工叔叔的考驗了！我們能用電路檢測器檢測出這兩個接線柱間有沒有用導線連接嗎？為了保證檢測的準確性，需檢測兩次。檢測完成后，填寫實驗記錄單。

學生動手測試并記錄。

師：你們的檢測結果是什么樣的？

生：燈泡亮了，有導線連接;燈泡沒亮，沒有導線連接。

師：燈泡亮——有連接;燈泡不亮——沒有連接。那接下來請同學們打開接線盒，看看你的檢測結果是否正確，判斷正確的請舉手。

師：好，恭喜通過考驗。細心的同學已經發現電工叔叔的第二個考驗了。

評析：在原認知基礎上檢測兩個接線柱，學生容易完成任務，增加學生的自信心。兩個接線柱間有導線連接，燈泡亮，是通路;沒有導線連接，兩個接線柱間是斷路的基礎概念再次重現在學生的腦海中，為后續的探究做好鋪墊。同時接線盒下隱藏著3個接線柱的接線盒，學生看到會感到驚喜，期待接受新的挑戰，進一步提升了學生的學習意愿。

四、突破定式，增強思維發散

第二個考驗：3個接線柱的接線盒，檢測并推測內部連接情況。

師：3個接線柱的接線盒，我們想要知道內部是怎樣連接的，需要怎么測量和記錄呢？

我們首先了解一下實驗記錄的方法。

檢測目標：要填寫測量了哪兩個接線柱，用橫線連接，如1-2。

檢測結果：如果燈泡亮了，請在通路這欄打鉤;燈泡不亮，在斷路這欄打鉤。

接下來請將檢測目標、結果及內部連接畫在記錄表上。

學生活動。

師：時間到！接下來我們請同學到講臺前面來分析他們的檢測結果。

師：你們檢測了哪些接線柱？結果是什么？你們認為里面是怎樣連接的？

（學生在黑板上借助磁扣畫出線路圖，分享檢測結果。）

學生：所有的接線柱之間都是通路，我推測里面的導線是三角形連接的。

師：其他小組呢？

生：我們也推測是三角形連接的。

師：有不同想法么？

生：沒有……

師：我們來看一下分析的是否正確！

3個接線柱的檢測記錄

學生觀察內部連接（給學生足夠時間觀察、思考）。

師：請同學分享你們組的連接情況。

生：我們組的是V字形的。

師：為什么這樣的接線柱之間也會形成通路？

生：1和2相連，2和3相連，雖然1和3沒有直接相連，但是通過2的連接，1和3也連通了。D25CCD8F-1EE7-4402-AD22-8AF1B6F8DA7F

師：原來接通這3根接線柱并不需要3根導線，兩根就夠了，而且同樣的結果可以有不同的連接方式。還可以怎么連？

生：……

師：那接下來我們看看電工叔叔的下一個考驗！

評析：本環節設計的是有3個接線柱的接線盒，所有學生的檢測結果都是通路。受思維定式的影響，學生習慣用原有的經驗處理新問題，學生在此過程會認為每個接線柱之間一定有導線連接，當他們自信滿滿地打開接線盒時，卻觀察到不同的連接方式，比預想的少了根導線，發現與自己的推斷并不相同。此時學生會質疑自己的檢測結果，重新測量，但是依然都是通路，然后思考為什么會這樣，之后就會有新的發現，知道兩個接線柱之間可以間接連接，明白自己的推斷錯在哪了。同時學生打開接線盒后，看到下面有4個接線柱的接線盒，因為之前的判斷錯誤及新的發現，經歷認知沖突，學生探究學習的愿望更加強烈，迫不及待地想要開始新的研究。

五、增加難度，激發學生潛力

第三個考驗：4個接線柱的接線盒，檢測并推測內部連接情況。

師：4個接線柱，你能知道這個接線盒內部是怎樣連接的嗎？檢測之前我們要確保我們能夠毫無遺漏地測量出每兩個接線柱之間的通斷，要怎樣做呢？

生：按順序測量。

師：怎樣按順序測量？

生：運用數學中“輪流做老大”的方法進行測量！

師：怎樣“輪流做老大”？

生：1先做老大，即1-2，1-3，1-4;到2做老大了，即2-3，2-4;3做老大，即3-4。

師：按照這樣的順序進行檢測，那我們就不會檢測漏了，那么我們開始檢測并將檢測結果及內部連接畫在記錄單上。

學生動手檢測，分享結果并畫出連接圖。

4個接線柱的檢測記錄

師：還有不同的檢測結果么？

（學生分享檢測結果，其他組學生分析連接方式并在黑板上畫出連接圖。）

4個接線柱的檢測記錄

評析：因為之前的“3個接線柱”內部連接推測發生“意外”，此時學生已經知道內部連接方式可能有多種情況，學習有序測量時精神會高度集中，積極思考，聯系到數學中“輪流做老大”的方法，有序分析內部連接。學生內心希望找到與其他人不同的連接方式，積極思考，打開解決問題的思路，最后將可能的情況一一找出。在這樣的學習氛圍中，本課的教學重難點“4個接線柱”接線盒內部連接問題迎刃而解。在匯報交流接線盒內部連接的教學過程中，教師與學生、學生與學生的思維互動，通過黑板上展現的線路圖，學生的思維一步步發展，深度學習真正發生。

六、學科融合，促進思維發展

幫助電工叔叔解決問題。

師：祝賀同學們通過考驗，那我們現在可以幫助電工叔叔分析一下，怎樣才能毫無遺漏地檢測出這5根導線任意兩根之間的通斷情況？

生：還是利用“輪流做老大”的方法，1先做老大，即1-2，1-3，1-4，1-5;到2做老大，即2-3，2-4，2-5;到3做老大，即3-4，3-5;4做老大，即4-5。

師：非常棒，我們班的同學幫助電工叔叔解決了難題！

師：最后，我們要提醒電工叔叔一定要注意安全，不要用簡易的電路檢測器檢測家庭電路，而要使用專業的檢測工具在專業人士的指導下檢測電路的通斷。

評析：順應學生“輪流做老大”的檢測思路，用數學的思維解決科學有序測量的問題，將本學科的學習內容與其他學科聯系在一起，形成合力，打破了學科的壁壘，提升學生的學習成就感。接著進行安全教育，提示學生遠離觸電危險。安全用電教育，是電路單元很重要的一個內容，教師的提示語言既溫馨又及時。D25CCD8F-1EE7-4402-AD22-8AF1B6F8DA7F