“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”實(shí)驗(yàn)教學(xué)合作學(xué)習(xí)的有效性驗(yàn)證

〔摘""要〕"本案例旨在通過(guò)“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，探索合作學(xué)習(xí)在科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新意識(shí)，還增強(qiáng)了學(xué)生之間的合作能力。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生分組進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作與測(cè)試，通過(guò)討論實(shí)驗(yàn)問(wèn)題、一起解決問(wèn)題，共同反思問(wèn)題。案例從教學(xué)背景、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及反思等方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，旨在為今后小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供借鑒參考。

〔關(guān)鍵詞〕"小學(xué)科學(xué)；橡皮筋驅(qū)動(dòng)；合作學(xué)習(xí)；有效性

〔中圖分類號(hào)〕"G424""""""""〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕"A"""""〔文章編號(hào)〕"1674-6317""（2025）"06""070-072

隨著教育改革的深入，傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式逐漸被以學(xué)生為中心的合作學(xué)習(xí)模式所取代。特別是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，合作學(xué)習(xí)不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。希望通過(guò)本次“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”實(shí)驗(yàn)，能夠在實(shí)踐中驗(yàn)證科學(xué)實(shí)驗(yàn)合作學(xué)習(xí)的有效性。

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

本次“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”實(shí)驗(yàn)的知識(shí)目標(biāo)是：讓學(xué)生深入理解橡皮筋的物理特性及其在動(dòng)力傳遞中的應(yīng)用，掌握小車的基本構(gòu)造和工作原理。橡皮筋作為一種具有彈性的材料，其能量存儲(chǔ)和釋放的特性是本實(shí)驗(yàn)的核心。通過(guò)觀察橡皮筋在拉伸與釋放過(guò)程中的變化，學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。這一知識(shí)的掌握，不僅有助于學(xué)生理解科學(xué)中關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的基本概念，還能激發(fā)他們對(duì)科學(xué)原理的探究興趣。

在實(shí)驗(yàn)前，教師可以通過(guò)引導(dǎo)性問(wèn)題幫助學(xué)生回顧相關(guān)知識(shí)：“什么是彈性？橡皮筋是如何工作的？”通過(guò)小組討論，學(xué)生可以分享各自對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解，進(jìn)一步加深對(duì)彈性的認(rèn)識(shí)。在制作小車的過(guò)程中，學(xué)生需要選擇合適的橡皮筋，根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整其數(shù)量和拉伸程度，從而讓小車有效運(yùn)作。通過(guò)這一系列活動(dòng)，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，增強(qiáng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。

學(xué)生還需了解小車的基本結(jié)構(gòu)，包括車體、輪子和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等部分。這一知識(shí)不僅涉及力學(xué)原理，還包括設(shè)計(jì)與工程基礎(chǔ)。通過(guò)觀察和討論不同設(shè)計(jì)方案，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到如何通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高小車的效率和性能。從設(shè)計(jì)到實(shí)施的知識(shí)積累，將為學(xué)生未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)和技術(shù)探索打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）實(shí)踐目標(biāo)

實(shí)踐目標(biāo)是通過(guò)“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”的實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)他們?cè)趯?shí)操中解決問(wèn)題的能力。動(dòng)手制作小車是一個(gè)綜合性強(qiáng)的項(xiàng)目，學(xué)生需要在整個(gè)過(guò)程中運(yùn)用多種工具與材料。不僅考驗(yàn)他們的動(dòng)手能力，還能增強(qiáng)他們對(duì)科學(xué)原理的直觀理解。在動(dòng)手實(shí)踐中，學(xué)生會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)，例如材料的選擇、結(jié)構(gòu)的搭建以及動(dòng)力的調(diào)試等。在此過(guò)程中，學(xué)生必須積極思考，嘗試不同的解決方案，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

在小組合作中，學(xué)生分工明確，互相協(xié)作，共同完成小車的設(shè)計(jì)與制作，提升他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，增強(qiáng)他們的溝通與協(xié)調(diào)能力。通過(guò)討論和共享各自的想法，學(xué)生可以集思廣益，激發(fā)創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。

實(shí)驗(yàn)的測(cè)試與調(diào)整階段更是實(shí)踐目標(biāo)的重要組成部分。學(xué)生在測(cè)試中觀察到小車的性能，并依據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，培養(yǎng)他們的觀察能力。通過(guò)數(shù)據(jù)記錄和分析，學(xué)生能夠?qū)W會(huì)如何從實(shí)際結(jié)果中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)提供改進(jìn)依據(jù)。這一實(shí)踐過(guò)程，充分體現(xiàn)了科學(xué)探究的精神，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中體驗(yàn)到成功的樂(lè)趣與成就感，進(jìn)一步激發(fā)他們對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情。

二、教學(xué)過(guò)程

（一）教學(xué)準(zhǔn)備

在進(jìn)行“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師需做好充分的教學(xué)準(zhǔn)備，確保教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行。教師應(yīng)準(zhǔn)備好所需的材料和工具，包括橡皮筋、紙板、木棍、塑料瓶、輪子、剪刀、膠水等。應(yīng)考慮不同組的需求，確保每組都有足夠的材料進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作。教師應(yīng)設(shè)計(jì)一份詳細(xì)的教學(xué)計(jì)劃，明確每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排和教學(xué)重點(diǎn)。在計(jì)劃中，應(yīng)包括導(dǎo)入環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)制作、測(cè)試調(diào)整、展示分享等各個(gè)步驟，確保學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成各項(xiàng)任務(wù)。教師還需準(zhǔn)備相關(guān)的教具和演示材料，如橡皮筋的彈性實(shí)驗(yàn)示范，幫助學(xué)生理解相關(guān)的物理原理。教師還應(yīng)考慮學(xué)生的分組情況，合理安排每組的人數(shù)和角色分工，促進(jìn)合作學(xué)習(xí)的有效開展。在課堂上，教師可以提前引導(dǎo)學(xué)生討論合作規(guī)則，明確每個(gè)成員的任務(wù)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。教師可以設(shè)計(jì)一些引導(dǎo)性問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的興趣和思考，使他們?cè)趯?shí)驗(yàn)前就對(duì)橡皮筋的物理特性和小車的工作原理有一定的了解，為后續(xù)的實(shí)踐活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。通過(guò)精心準(zhǔn)備，教師能夠有效提升課堂的教學(xué)效果，使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中獲得更多的知識(shí)。

（二）課前導(dǎo)入

在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師用PPT展示一個(gè)吸引力較強(qiáng)的動(dòng)畫視頻，展示不同類型的小車是如何在比賽中利用橡皮筋驅(qū)動(dòng)前進(jìn)的。視頻中，小車在賽道上快速行駛，伴隨著歡快的背景音樂(lè)，瞬間吸引學(xué)生的注意力。視頻結(jié)束后，教師提問(wèn)：“同學(xué)們，大家覺(jué)得這些小車是如何獲得動(dòng)力的呢？”通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論，分享自己的想法。

接下來(lái)，教師可以通過(guò)示范實(shí)驗(yàn)，展示橡皮筋的彈性特性。例如，教師可以用橡皮筋做簡(jiǎn)單的拉伸實(shí)驗(yàn)，觀察它的形狀變化及彈性恢復(fù)的過(guò)程。借此機(jī)會(huì)，教師解釋彈性的概念，強(qiáng)調(diào)橡皮筋儲(chǔ)存和釋放能量的過(guò)程。此時(shí)，教師繼續(xù)提問(wèn)：“如果我們用橡皮筋來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)小車，會(huì)發(fā)生什么呢？”這種互動(dòng)式的導(dǎo)入方式，不僅讓學(xué)生對(duì)即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)充滿期待，還幫助他們?cè)诶碚撋铣醪搅私庀鹌そ畹墓ぷ髟怼?/p>

最后，教師將課堂目標(biāo)清晰地傳達(dá)給學(xué)生，強(qiáng)調(diào)本節(jié)課將通過(guò)動(dòng)手制作橡皮筋驅(qū)動(dòng)的小車，學(xué)習(xí)科學(xué)原理，提升動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)精神。通過(guò)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，學(xué)生的興趣被充分調(diào)動(dòng)，課堂氛圍也變得活躍，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)奠定了良好的基礎(chǔ)。

（三）小組分組

在小組分組環(huán)節(jié)，向全班講解分組的目的，強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)的重要性。教師會(huì)根據(jù)學(xué)生的性別、性格和能力進(jìn)行合理搭配，確保每個(gè)小組都有多樣化的成員組成。每組由4到5名學(xué)生組成，便于交流和合作。在分組過(guò)程中，教師可以讓學(xué)生自行選擇搭檔，或者隨機(jī)分配，這樣可以增強(qiáng)他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。分組后，教師要求每組明確組長(zhǎng)和其他成員的角色。組長(zhǎng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)小組活動(dòng)、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和總結(jié)討論結(jié)果，而其他成員則各自承擔(dān)設(shè)計(jì)、制作測(cè)試等任務(wù)。角色分工能夠促進(jìn)學(xué)生的責(zé)任感，使每個(gè)人都能在小組活動(dòng)中發(fā)揮自己的特長(zhǎng)。

教師接著引導(dǎo)學(xué)生制訂小組合作規(guī)則，鼓勵(lì)他們討論如何高效地進(jìn)行溝通與協(xié)作。規(guī)則包括：每位成員要積極發(fā)言；相互尊重；及時(shí)反饋；共同解決問(wèn)題；等。增強(qiáng)小組內(nèi)的凝聚力，并為之后的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。

最后，教師強(qiáng)調(diào)，雖然每組將獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，但也鼓勵(lì)他們?cè)谛枰獣r(shí)與其他組交流與合作，獲取靈感。通過(guò)分組的方式，學(xué)生不僅能在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，還能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)能力，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)創(chuàng)造良好的合作環(huán)境。

（四）設(shè)計(jì)制作

在設(shè)計(jì)制作環(huán)節(jié)，學(xué)生將運(yùn)用之前學(xué)習(xí)的知識(shí)和討論的結(jié)果，開始動(dòng)手制作橡皮筋驅(qū)動(dòng)的小車。教師先指導(dǎo)學(xué)生回顧小車的基本結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)車身、輪子和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功能，確保學(xué)生對(duì)每個(gè)部分的角色有清晰了解。接著，教師向?qū)W生展示幾種不同的小車設(shè)計(jì)樣例，激發(fā)他們的創(chuàng)意。

各小組在這一階段需要進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，討論設(shè)計(jì)方案，決定小車的形狀、尺寸和使用的材料。每組成員積極參與，從材料的選擇到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，都體現(xiàn)出各自的創(chuàng)意和想法。在此過(guò)程中，教師巡視各組，提供指導(dǎo)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生大膽嘗試，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

完成設(shè)計(jì)后，學(xué)生開始進(jìn)行實(shí)際制作。他們利用紙板、木棍和輪子等材料，小心地剪裁、組裝和固定。橡皮筋的安裝尤為關(guān)鍵，學(xué)生需根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整橡皮筋的數(shù)量和拉伸程度，確保小車能有效被驅(qū)動(dòng)。在制作過(guò)程中，學(xué)生常常會(huì)遇到一些實(shí)際問(wèn)題，比如結(jié)構(gòu)不穩(wěn)或輪子轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。這時(shí)，他們需要通過(guò)集體討論，分析問(wèn)題的原因，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

通過(guò)這一過(guò)程，學(xué)生不僅提升了動(dòng)手能力，更在實(shí)踐中學(xué)會(huì)了如何將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際"。整個(gè)制作環(huán)節(jié)充滿了合作與互動(dòng)，學(xué)生在共同努力中體會(huì)到成就感和創(chuàng)造的樂(lè)趣。

（五）測(cè)試調(diào)整

在完成小車的設(shè)計(jì)與制作后，學(xué)生進(jìn)入測(cè)試調(diào)整環(huán)節(jié)。這是整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中較重要的一步。在測(cè)試開始之前，教師提醒學(xué)生注意安全，并講解測(cè)試的步驟和注意事項(xiàng)。學(xué)生迫不及待地將自己的小車帶到指定的測(cè)試區(qū)域，每組依次進(jìn)行小車的驅(qū)動(dòng)測(cè)試，觀察其行駛的距離和速度。

在測(cè)試過(guò)程中，學(xué)生興奮地記錄下每輛小車的表現(xiàn)，討論各自設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么有的小車跑得快，而有的卻跑得慢？是什么因素影響了它們的性能？”通過(guò)這些問(wèn)題，學(xué)生開始分析影響小車行駛的各種因素，如橡皮筋的張力、車身的重心、輪子的摩擦力等。

測(cè)試完成后，各組成員聚在一起，討論測(cè)試結(jié)果，并針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)整。例如，如果某輛小車在行駛過(guò)程中傾斜，學(xué)生需要重新設(shè)計(jì)車身結(jié)構(gòu)或調(diào)整輪子的安裝位置。通過(guò)不斷試驗(yàn)與反饋，學(xué)生學(xué)習(xí)到了如何在實(shí)踐中進(jìn)行反思和改進(jìn)。

這一過(guò)程增強(qiáng)了學(xué)生的觀察能力和分析能力，讓他們體驗(yàn)到科學(xué)探索的樂(lè)趣。通過(guò)反復(fù)的測(cè)試調(diào)整，學(xué)生逐漸掌握了優(yōu)化設(shè)計(jì)的技巧，提高了小車的性能。實(shí)事求是的精神培養(yǎng)了他們?cè)诿鎸?duì)挑戰(zhàn)時(shí)解決問(wèn)題的能力，為今后的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

（六）教學(xué)反思

在“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”的教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后，筆者進(jìn)行了深刻反思，發(fā)現(xiàn)這次實(shí)驗(yàn)教學(xué)在多個(gè)方面取得了積極的效果，同時(shí)也暴露出一些值得改進(jìn)的地方。

學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中表現(xiàn)出了極高的興趣。通過(guò)小組合作，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了橡皮筋的物理特性，還培養(yǎng)了良好的小組合作能力。這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)制作測(cè)試調(diào)整環(huán)節(jié)尤為明顯。學(xué)生積極討論、分享創(chuàng)意，共同解決問(wèn)題，展現(xiàn)出較好的合作精神。

然而，在一些小組中，部分學(xué)生的參與度不均衡，有的學(xué)生在討論中較為沉默，未能充分發(fā)揮其潛能。在未來(lái)的教學(xué)中需要更加關(guān)注每位學(xué)生的參與情況，采取更有效的方式激勵(lì)所有學(xué)生積極參與。比如，在小組活動(dòng)中引入輪流發(fā)言或角色輪換的機(jī)制，確保每位成員都有機(jī)會(huì)表達(dá)自己的想法。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，“用橡皮筋驅(qū)動(dòng)小車”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅成功實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與技能的結(jié)合，還有效促進(jìn)了學(xué)生的合作學(xué)習(xí)。本案例體現(xiàn)了合作學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要性，為今后的教學(xué)實(shí)踐提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)與啟示。

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