設計《用橡皮筋驅動小車》教學探究合作學習在課堂的應用

◇王文麒 郭飛君（通訊作者）（吉林：長春師范大學物理學院長春師范大學政策法規處）

在新課程改革中，國家提出了讓學生全面發展的要求，明確指出要促進學生之間的合作，鼓勵學生學會與他人進行合作，讓學生在與他人的交流中學習知識，學會成長。從學生角度出發，在信息交互高速發展的現代社會中，只有學會正確地與人相處，提升自身的合作水平，正確處理與同伴的關系，才能更好地完成任務。將合作學習這種教學模式應用在小學科學教學的課堂活動中，對發展學生的合作學習能力和促進課堂教學效果的提升具有很重要的意義，符合社會發展對人才的需求。本研究在選取小學科學教材中的內容進行分析設計后，在吉林大學附屬小學采用行動研究的方法進行教學實踐，通過對真實教學活動的反思，結合小學科學的學科特點，提出教學對策，進行理論探討。

一、教學內容和學生情況分析

（一）教材內容分析

新改版的科教版小學科學教材將“運動和力”單元從五年級上冊移到四年級上冊進行學習。對于學生來講，“力”是一個比較抽象的概念，需要教師把抽象的概念轉化成易于觀察的現象，以幫助學生理解知識，更好地促進學生的學習。《用橡皮筋驅動小車》是教科版小學科學四年級下冊第三單元第三節的一課，本課主要以拉伸的橡皮筋具有能量為導入，引入彈力，讓學生在設計并探究橡皮筋的纏繞圈數與小車運動距離關系的活動中感受彈力，與本單元中利用重力、拉力以及反沖力等使小車運動的內容，構成平行關系，為后面學習“運動的小車”和“設計制作小車”等內容打下一定的學習基礎。這為培養和提升學生的科學實驗技能、樹立學生正確的科學態度提供了契機。

關于這節課《義務教育小學科學課程標準》對學生提出的要求是，學生通過學習知道彈力可以直接作用于物體，力能夠改變物體的形狀和運動狀態，并能舉出具體的例子說明力作用于物體，并且使物體發生變化。除此之外，學生能正確地使用相應的測量工具，對小車的運動距離進行測量并進行描述等。學生在科學探究的實驗過程中，應該學會與同伴合作解決問題，并能以正確的科學態度對待實驗，在過程中秉持應有的科學精神。

（二）學情分析

四年級的學生思維比較活躍，對小車、橡皮筋等實驗材料并不陌生，這些材料的選取會讓學生有較高的學習熱情，但也正因為如此，學生的學習紀律可能會比較難以維持。學生在生活中對這些材料比較熟悉，降低了教學難度，但因為學生沒有經過系統的知識訓練，可能會存在錯誤的認知，所以要在教學活動中注重對學生知識體系的系統化。社會的發展和學生自身學習的需要，要求學生具有一定的合作學習能力，但學生由于缺乏訓練和鍛煉，經過長期實踐觀察，發現四年級學生的合作學習能力和合作學習的應用水平并不高。所以要在系統化的學習過程中，利用合作學習的模式鍛煉學生的能力，讓學生在互幫互助中更好地開展科學實驗，完成探究活動，促進學生自身學習水平和合作能力的提升。

二、教學目標

說出彈力的具體內容；舉出生活中產生或者利用彈力的例子；合作完成橡皮筋動力小車的設計、組裝和探究活動；認同科學實驗中實驗數據的重要性，并用數據對結果進行合理解釋；能夠在學習活動中學會合理分工、適當妥協、積極地表達交流，主動承擔自己的責任。

三、教學過程

（一）課堂聚焦

教師拿出準備好的橡皮筋拉一拉，同時讓學生自己動手拉一拉提前準備好的橡皮筋，觀察發生了什么變化，感受一下拉完之后手的感覺。動手實驗之后，學生發現橡皮筋變長了，并且手有一種被“彈”的感覺，感受到了力的存在。教師補充：“這就是力使橡皮筋發生了形變，同時橡皮筋具有了彈力。”使用課件展示彈力的概念，讓學生朗讀記憶。

設計意圖：通過直觀展示的方式引入課堂教學，對于沒有準備橡皮筋的學生，適當提示他們可以在同伴的幫助下，得到一個橡皮筋，或者兩個人進行“拉”的活動，合作完成此項學習任務，強化學生的合作意識。學生也可以在觀察、朗讀和動手實驗時，通過眼、口、手、腦的并用，更加高效地進行學習。

（二）合作探究

在學生進行探究活動前，強調合作學習的學習公約：要注意認真傾聽和有效發言、不打擾其他小組的活動，積極參與學習活動并主動承擔活動中相應的分工和學習責任。

通過問題串的設計引導學生對實驗活動具有初步的想法，通過演示實驗讓學生觀看實驗過程，直觀地感受科學現象的發生，明確地告知學生學習目標和活動任務，即研究的問題：探究橡皮筋纏的圈數與小車運動距離的關系。

在學生小組合作學習的過程中，教師要及時評價和參與指導，監控學習紀律、維持課堂教學秩序，指導學生進行角色分工、明確學生的學習責任，恰當引導，及時幫助學生解決學習活動中的困難，提醒學生在進行實驗的過程中注意觀察現象和及時記錄數據。

設計意圖：對合作學習公約的強調，可以利用對學生的前攝抑制來維持課堂教學秩序，為學生營造良好的學習環境。讓學生自己商討合作分工，可以鍛煉學生的表達溝通能力，也能在協商的過程中幫助學生學會適當妥協，提高學生的交流能力，積極促進每個學生參與討論、融入課堂教學。告知學生具體的學習任務能有效地促進學生進行分工，落實責任，提高學生的責任意識。在合作學習中，學生的學習雖然以小組活動為主，但教師在教學中的作用依舊不可忽視，教師依然要積極參與教學，在學生活動的過程中對學生進行及時的幫助和監控學生的學習行為，進行個性化指導，在彌補大班教學中存在不足的同時，也可以幫助學生解決困難，順利完成學習任務，推動課堂進程。對學生的個別指導可以促進學生的個性化學習，實現全體學生的共同發展。在學習過程中對學生進行的評價，則是利用教學評價中的形成性評價手段，改變單一的終結性評價體系，注重學生學習過程的發展，及時有效地幫助學生發現并解決問題，符合發展性評價的教學評價趨勢。

（三）班級研討

在規定的討論時間內，小組成員對實驗得到的數據進行整理，讓合作學習小組內的匯報人員進行數據匯報和展示，呈現在黑板上設計的表格中。小組成員進行內部交流之后在全班范圍內進行研討，引導學生對實驗數據展開分析，發現并總結規律。

設計意圖：通過在黑板上匯報實驗數據，激發學生的責任感，落實學生分工后的學習責任，提高學生的責任意識。在全班進行討論則能夠在教師的引導下進一步幫助學生樹立正確的數據處理意識，認真對待數據，同時幫助學生形成正確的信息處理意識，確保數據的真實性。在分析和處理數據時，做出恰當的選擇，通過對比各組數據進行分析，不在于對比擇優，而重在數據分析的過程，培育學生實事求是的科學精神和認真嚴謹的科學態度。

（四）知識拓展

播放視頻，展示生活中與彈力相關的例子，請學生小組討論之后分別進行闡述，強化學習內容。通過呈現跳水運動員的跳板過程、兒童玩蹦蹦床的場景等，進行與彈力知識相關內容的拓展。

設計意圖：讓科學與生活結合起來，提升學生把知識應用于日常生活的能力。再次在合作討論中鍛煉并提高學生的表達能力，而且生活化的例子更容易被學生接受，可以為學生學習彈簧測力計做鋪墊。

（五）總結評價

引導學生對本節課的合作學習活動進行反思和總結，以學習清單的形式展示學生的學習和思考過程，以小組和全班的形式對學生的學習清單進行評價和總結。

設計意圖：學習清單以一定的順序進行書寫，能夠清晰地展示學生的思路，鍛煉和培養學生的科學思維能力和邏輯思考能力，促進學生在合作中反思意識的形成。學生書寫的過程是復習記憶的過程，也是學生反思和自我提升的過程，還有利于教師通過學生的書寫總結課堂、發現問題并做出改進。

四、教學反思

從整體上來看，小學科學課具有獨特的教育功能，對培養學生的科學素養、科學精神以及職業傾向等發揮著重要作用。某位學生科學日記中描述的“這節科學課太有意思了，期待下節科學課早點到來”等內容可以直觀地反映出這節科學課對提高學生的學習興趣有一定的作用。通過學生日記、學習清單等形式的反饋，可以發現采用合作學習的模式進行探究活動的教學，能夠提高學生的學習參與度。學生在合作探究的活動過程中更能體會到科學實驗的樂趣，對科學研究的過程也有更深入的理解，在學生寫出“長大我也要成為一名科學家”的時候，也能感受到科學教學對學生以后的職業傾向產生的影響。

從課程內容發出，在《用橡皮筋驅動小車》這節課的教學活動中，通過對教學內容的設計、實踐、反思、改進和再實踐以及教學評價等過程，發現學生對待實驗數據的態度和實事求是的科學精神得到了培養。學生以小組形式開展的合作探究活動，在學生的相互配合下也較為順利地完成了，本節課的學習任務基本完成。與合作學習相關的技能，如表達能力、協調能力、責任承擔力、反思能力等，學生都得到了鍛煉，對科學的學習興趣也在合作過程中得到了激發。但學習紀律相對較為渙散，班級的學習氛圍沒有得到良好的調控。學生在與同伴交流的過程中，更傾向于滿足自我需求，大局意識不強，不能很好地做出妥協和讓步。責任意識薄弱造成學生責任落實不到位，探究實驗過程不順利，造成數據不完整等現象，所以要在后續教學中不斷改進和提升自身教學能力，掌握更多的教學管理策略來處理課堂問題，在課堂教學中與學生共同成長。

五、教學對策

在小學科學課堂上采用合作學習的教學模式，能有效提高學生學習效率、教學效果，但同樣存在一些生成性的問題。為了解決課堂中出現的學生紀律較差、責任意識淡薄、數據處理不完整等問題，在教學中要注重強調學生的能動性，突出學生的主體地位，發揮集體作用，細化任務，以便落實分工責任、合理評價并恰當引導學生的活動和行為。

（一）發揮集體作用

小學科學探究活動一般是集體開展，需要多人合作、成員之間的密切配合才能有效完成。集體的形成也為科學探究活動的開展提供了組織保障。在科學課堂上采用合作學習時，要調動學生的主觀能動性，發揮學生的群體約束作用，突出學生的主體地位，讓學生參與學習公約的制定。根據學生自身水平來確定小組學習規則，發揮集體的監控作用，提高學生的自控力和自律性。要讓每名學生都參與到合作學習的過程中去，促進學生從整體出發，考慮小組利益，關注學生集體的共同成長，訓練學生的整體思維，讓學生在合作中更好地發揮自身的優勢，彌補不足，使學生在集體學習中取長補短。

（二）細化任務，落實分工責任

科學探究活動需要每一步都實事求是、腳踏實地，需要每個人都認真負責。所以教師在設計活動時，要根據小組人數把學習任務進行細分，使每個角色既對應不同的任務，又體現同等重要的地位。這不僅可以避免學生在合作中逃避責任情況的出現，而且有利于學生得到具有同等重要責任的分工，提高學生的參與度。同時，在合作分工時，可以提醒學生在多次實驗中輪換分工，講明任務和責任要求，鼓勵學生積極參與，發揮優秀學生的示范作用，做好責任落實的工作，確保每個學生都參與到課堂活動中去，在活動中提高學生的責任承擔意識。

（三）合理評價，恰當引導

小學科學重在激發學生的學習興趣，幫助學生形成系統化的知識體系，所以要充分發揮教師的教育機制，根據不同班級、不同學生的表現，采用不同的評價標準，及時調整教學任務，給出不同的評價結果。當班級學生實驗活動完成較好，但數據處理分析不到位時，要注重對學生數據分析能力的鍛煉；當班級學生在實驗過程中進行不順利，規定時間內得不到完整數據時，要多以激勵為主，善于恰當引導、鼓勵學生正確地看待失敗，不能讓某幾次的失敗打擊學生的學習興趣和信心。在評價的過程中注重學生發展的潛力，引導學生實事求是地對待實驗數據，認真做好記錄和分析，重點關注實驗過程的邏輯分析、嚴謹思考等過程，明確實驗不是為了簡單地獲得完美的實驗數據，在評價時要側重對學生能力發展和潛能激發的關注。■