馬寧 敦文術(shù)
關(guān)鍵詞:小學(xué)科學(xué);模塊化;實驗探究;能量控制
中圖分類號:G623 文獻標識碼:B 文章編號:1009-010X(2018)13-0050-06
一、教學(xué)目標
本課是冀人版小學(xué)《科學(xué)》的“能量控制”一課。根據(jù)課程要求和學(xué)生實際,主要設(shè)定以下教學(xué)目標。
1.能按照科學(xué)方法進行實驗,并對實驗結(jié)果進行推理與歸納。
2.能說出常見能量控制裝置的工作原理。
3.能與同學(xué)交流自己的發(fā)現(xiàn)和設(shè)計的方案。
4.能將所獲得的知識運用到實際生活中,解決實際問題。
二、教學(xué)材料
1.多媒體課件。
2.各類自制的模塊化教具。
三、教學(xué)過程
(一)情境導(dǎo)入,形成問題
1.魔術(shù)導(dǎo)入,激發(fā)興趣
師:同學(xué)們你們看老師給大家?guī)砹耸裁矗?/p>
生:燈泡。
師:對,燈泡。你們用什么方法可以將燈泡點亮?
生1:在燈泡底下插一個電池。
生2:給燈泡一個電能。
師:老師不用這些,借助手就能把它點亮。大家仔細看!看看有什么玄機。(演示磁控魔術(shù))你們猜一猜老師是如何控制燈泡亮和滅的?
生:老師您的手上帶了一枚戒指,這個戒指碰到燈泡底下那個座時,就通電了電燈就亮了。
師:你觀察真細微,而且思維敏捷,獎勵一顆星。老師就是借助這枚神奇的磁戒指控制了燈泡里面電路的通斷,從而控制電能的通斷。咱們的生活中也有很多類似的控制裝置可以控制能量。這節(jié)課我們就探究一下能量的控制。(板書課題)
評析:魔術(shù)導(dǎo)入不僅能夠引起學(xué)生的注意和學(xué)習(xí)興趣,也是對學(xué)生學(xué)習(xí)前概念知識掌握的摸底。學(xué)生通過對魔術(shù)的猜測,就能產(chǎn)生淺層次的疑問:為什么能控制燈泡的亮滅?控制原理是什么樣的?也將學(xué)生思維鎖定在“控制”一詞上,為后續(xù)的研究醞釀了“思維要素”。
2.層層深入,引出問題
師:在生活中,還有很多能控制能量的裝置,老師給大家?guī)砹藥追N控制能量的裝置,咱們看看這些裝置控制的都是哪種能量?(教師出示能量控制裝置的圖片,讓學(xué)生們觀察)哪個組想說一說?
生:我覺得水位控制裝置應(yīng)該控制了水能。
師:水到達這個位置燈會怎么樣?
生:燈會亮起來。
師:通過水位來控制?
生:電能。
師:當水位下來時候燈還會亮么?
生:不會。
師:也就是說我們控制了能量的通斷。這個女生非常勇敢,獎勵七組一顆星。誰來說一說這兩個?四組。
生:第二個裝置是用機械能控制了光能。
師:那燈泡亮度是一樣的嗎?
生:不是。
師:所以我們控制了電能的什么?
生:控制了能量的大小。
師:說的也很到位,四組非常踴躍。最后一個誰來說?五組。
生:這個裝置是用聲能控制了光能。
師:它是一直亮著嗎?
生:不是。
師:所以我們控制了?
生:時間。
師:在生活中我們把這些可以控制能量開啟、關(guān)閉以及開啟時間和控制能量的大小的裝置就叫做能量控制裝置。正是有了這些裝置我們才可以更好地利用能量,方便我們的生活,避免不必要的浪費。
評析:通過生活中能量控制裝置應(yīng)用的視頻,創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,引出本課的核心探究問題。通過談話,了解學(xué)生們對能量控制的認知基礎(chǔ),便于針對性的調(diào)整教學(xué)策略,進一步激發(fā)學(xué)生探究能量控制裝置的興趣。
(二)掌握方法,實驗探究
1.初步猜想,構(gòu)建模型
談話:我們今天重點先來看這兩個能量控制裝置,誰能試著結(jié)合我們學(xué)過的知識,猜測一下,水位控制裝置是如何控制的?臺燈的開關(guān)是如何調(diào)節(jié)亮暗的?裝置里面可能是什么樣子的?你們能不能利用你們所學(xué)知識猜測一下?
生:我們認為水位控制裝置底下可能有兩根線,但是它們底下沒有任何導(dǎo)線連接,水能做到導(dǎo)電的作用,讓指示燈亮起來。
師:通過導(dǎo)電,水位可以控制電能的通斷。這是你們組的猜想。哪個組想猜一猜這個旋鈕開關(guān)的原理?
生:我認為旋鈕里面有個類似鐵片的東西,通過鐵皮的旋轉(zhuǎn)來控制電流的大小。
師:這是你們組的猜想。
2.模型引導(dǎo),掌握方法
師:你們的猜測對不對呢?為了幫助同學(xué)們研究能量控制裝置的工作原理,老師給大家準備了幾個相關(guān)的能量控制裝置實驗?zāi)P?,大家可以通過實驗進行探究。
(學(xué)生興趣大大提高)
師:那么怎么來進行實驗?zāi)?,老師給大家準備了一段實驗指導(dǎo)視頻。在觀看的時候,大家注意觀察并思考:這個實驗一共分哪幾步?實驗應(yīng)該注意哪些問題?
課件播放視頻指導(dǎo)方法。
師:誰來說一說?實驗分為哪幾步?
生:分為實驗組裝和實驗操作兩步。
師:看來你觀看視頻的時候很仔細,如果下次回答問題的時候聲音再洪亮點就更好了。老師獎勵你們一顆星鼓勵你們。
課件出示實驗步驟:
(1)組裝
a.選擇控制模塊,插至控制模塊區(qū)。
b.用導(dǎo)線分別連接輸入、控制及輸出模塊。
(2)實驗
a.根據(jù)控制模塊要求進行實驗。
b.觀察并簡要記錄實驗現(xiàn)象。
師:那實驗的時候我們應(yīng)該注意一些什么呢?二組同學(xué)回答一下吧。
生:實驗的時候紅色的導(dǎo)線應(yīng)該和紅色接線柱相連,黑色的導(dǎo)線和黑色接線柱相連。
師:同意嗎?好二組獎勵一顆星。有沒有補充?一組。
生:我想補充二組的,在每做一個實驗前要閱讀實驗指導(dǎo)卡,做實驗時要及時填寫實驗報告單。
師:好的,說的非常的詳細。通過你們的合作,我們把實驗的注意事項已經(jīng)說完了。那除此之外,老師這也有幾點溫馨的提示,誰來給大家大聲地讀一讀?
課件出示實驗要求:(1)按實驗操作卡進行實驗。(2)注意合理分工合作。(3)實驗完成后,小組討論試著解釋實驗現(xiàn)象。(4)按照實驗報告單,進行小組評價。
生:閱讀實驗要求。
師:你們明白了嗎?好,為了大家更好的進步,在實驗時大家一定要實事求是地填寫自評表。
評析:利用視頻指導(dǎo)學(xué)生實驗的方法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生細心觀察、動腦思考的能力,還能讓學(xué)生初步感知實驗步驟為學(xué)生順利開展實驗做了良好的鋪墊,培養(yǎng)了學(xué)生提取信息的能力。
3.實驗探究,觀察記錄
師:老師在桌上已經(jīng)給大家準備了兩種實驗?zāi)P停鹘M先探究水位控制模型和鉛筆芯控制模型,完成這兩個實驗后繼續(xù)可以研究自己感興趣的其他模型。比一比哪個組對實驗現(xiàn)象觀察的更到位,在規(guī)定時間內(nèi)完成的實驗更多。下面開始實驗。
學(xué)生實驗填寫實驗報告單并交流。教師巡視指導(dǎo),注意觀察各小組實驗情況。
師:我總結(jié)一下,剛剛做實驗的時候五組有個女生觀察是非常到位的。做的最快的組是四組,通過合作順利地完成了所有的實驗,咱們用掌聲鼓勵一下他們!比一比匯報的時候哪個組在匯報交流環(huán)節(jié)既能把自己的實驗結(jié)果分享給大家又能在別人匯報的時候認真傾聽。
(三)討論交流、形成知識
教師:哪個組想先來展示一下水位控制裝置?我看到二組同學(xué)最先舉手,二組同學(xué)拿著你的水位控制裝置來吧。
二組:我們認為水位控制裝置,當水的位置到達第二個觸點的時候這個燈就亮了。
師:你們做的結(jié)果跟他們一樣嗎?
生:一樣。
師:好的,那它控制了能量的什么?
生:我們認為它控制了能量的通斷。
師:同意嗎?
生:同意。
師:好,你能試著解釋一下嗎?為什么到達第二個接觸點燈就亮了?
生:因為到達第一個位點的時候電路并沒有接通,當水位繼續(xù)上升到達第二個位點的時候,電路就接通了。
師:水具有什么性質(zhì)?
生:導(dǎo)電性。
師:好的,請回。他分析的對不對呢?我們一起來對比著看一下。(出示flash動畫)剛剛到達第2個位點的時候通過水的導(dǎo)電性就有什么通過?
生:電流。
師:所以燈泡就亮起來了,看來剛剛那位同學(xué)分析的很到位。二組獎勵一顆星?,F(xiàn)在我們已經(jīng)了解了水位控制的裝置原理,那你是否能結(jié)合咱們這個模型推測一下生活中的水位控制裝置是如何工作的呢?這個觸點和我們模型中的哪個位點很相似?
生:第二個位點。
師:好,哪個組想試著推理一下?四組那個男生最先舉手。
生:我認為它底部有一個地方水到那個位點已經(jīng)有電流,當?shù)搅硗庖粋€位置通過水的導(dǎo)電性,就有電流通過。從而接通電路,指示燈就亮了。
師:同意嗎?
生:同意。
師:推理的非常準確,其實生活中我們就是借助水的導(dǎo)電性將正極和負極相連產(chǎn)生報警。獎勵四組一顆星。哪個組想?yún)R報一下滑動控制裝置?七組反應(yīng)非???,認真傾聽老師的問題,所以搶到了這次機會。
生:我們的結(jié)果是當靠近金屬片時,小燈泡越來越亮,當遠離金屬片時,小燈泡越來越暗。裝置控制的是能量的大小。
師:你們跟他們的結(jié)果一樣嗎?
生:一樣。
師:好的,你能試著解釋一下為什么燈泡會變亮變暗嗎?什么變了?
生:滑動的距離變了。
師:那到底是不是這樣呢?我們一起來分析一下。(出示動畫)當電流通過鉛筆芯的距離越長時,我們對比一下燈泡亮度?
生:越暗。
師:當電流通過鉛筆芯的距離越短時,我們對比一下燈泡亮度?
生:越亮。
師:看來剛剛七組同學(xué)分析的是正確的,獎勵一顆星。那為什么電流通過鉛筆芯距離會對燈泡亮暗有影響呢?為了更好的解決這個問題,我們先來看一段動畫,看看你是否能結(jié)合動畫來分析一下。(播放flash動畫)哪個組想試著說一說?來五組。
生:因為電流流過鉛筆芯距離越長,中間就會有些東西把這個電流阻擋了,燈泡亮度就會越來越暗。越短的話,阻擋的東西越來越少,燈泡越來越亮。
師:好,五組分析很細致。現(xiàn)在你們能試著用咱們這個裝置推理一下生活中這種旋鈕開關(guān)的工作原理嗎?為了加深大家的理解,咱們先來看一段動畫。(播放flash動畫)老師已經(jīng)把臺燈的旋鈕卸下來了,它的原型是這個樣子的。它的這個滑片和咱們模型中的那部分很相似?
生:小方塊滑動的那個滑片。
師:那中間的這個導(dǎo)體和咱們模型中的哪部分相似?
生:鉛芯。
師:好,哪個組想試著推理一下?
生:這部分是導(dǎo)電的,當滑動的時候電流通過的距離會發(fā)生變化,電流的大小也會發(fā)生變化。所以燈泡的亮度也因此發(fā)生改變。
師:好,聽明白了嗎?
生:聽明白了。
師:解釋的形象嗎?可以給他們一顆星嗎?
生:形象。
師:獎勵六組一顆星。請回。其實生活中我們就是通過改變電流的大小來調(diào)節(jié)燈泡的亮暗。剛剛哪個組做振動控制模塊?哇,都做了,那咱們給三組一次機會吧。
生:我們做的振動控制模塊,控制的是能量的通斷。當彈簧振動時會碰到四周的螺絲釘,接通電路,小燈泡就會亮起來,產(chǎn)生報警。
師:大家同意嗎?
生:同意。
師:好的,獎勵三組一顆星。下面誰匯報一下風力控制裝置?
生:風力控制裝置上有個鐵片。當我們吹動扇葉時,扇葉上的鐵片就會和裝置上的鐵片接通產(chǎn)生電流,小燈泡就亮了起來。
師:你們同意他們組的說法嗎?
生:同意。
師小結(jié):今天我們通過實驗,探究了四種能量控制裝置實驗?zāi)P偷墓ぷ髟怼?/p>
評析:語言是思維的顯性表現(xiàn),在交流與分享中,能有意識的引導(dǎo)學(xué)生進行比較、分析、歸納、概括的思維過程建構(gòu)知識,才能達到科學(xué)思維與科學(xué)語言培養(yǎng)同步的目的。
(四)聯(lián)系生活,拓展設(shè)計
1.解釋分析
師:(出示水位監(jiān)測裝置)老師這有一個自制的水位監(jiān)測裝置,你們能試著分析這個裝置的工作原理嗎?(演示實驗)來四組。
生:每對觸點都接通了電池的正極和負極,當水位到達那個點時,通過水的導(dǎo)電性就會接通電路,相應(yīng)指示燈就會亮起來。
師:如果老師繼續(xù)加水到第五個位點,哪個燈會亮起來?
生:第五個燈亮。
師:四組這位同學(xué)肯定平時看了很多書,思維特別敏捷,獎勵一顆星。我們已經(jīng)能用所學(xué)知識來解決生活中的一些問題了。其實能量控制裝置在我們的生活中無處不在,而且有的也比較復(fù)雜。今天老師給大家?guī)砹艘欢我曨l,看一看哪個裝置和老師這個燈泡內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似。
學(xué)生觀看視頻,感受能量控制裝置與我們的生活密切相連。
2.創(chuàng)新設(shè)計
師:(出示振動控制模塊)看來能量控制裝置無處不在,與我們的生活息息相關(guān)。你們能試著將咱們這套振動控制裝置與生活結(jié)合,將它們運用到生活中嗎?
學(xué)生小組討論交流完成設(shè)計。
師:哪個組先想先來說一說你們的設(shè)計?
生:我們想把這個裝置安裝在門上,當壞人觸碰門的時候它會振動產(chǎn)生報警。
師:思路很新穎,還有哪個組想試一試?
生:我覺得可以把這個裝置運用到地震檢測方面,一振動彈簧就會接通四周電路產(chǎn)生報警。
師:嗯,你的想法也很有創(chuàng)意,我相信也有很多同學(xué)有不同的設(shè)計。課下以小組為單位,根據(jù)自己的設(shè)計圖,試著進行制作,老師相信你們的能力。這節(jié)課就上到這里。
板書設(shè)計:
評析:拓展運用環(huán)節(jié),讓學(xué)生綜合利用三年級電學(xué)、五年級地震和本節(jié)課所學(xué)知識完成設(shè)計,充分體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)課程中所提倡的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的綜合運用。
總評:
回顧整個教學(xué)過程,以下兩點做的比較突出:
1.教學(xué)目標的定位與達成效果突出
教學(xué)目標是課堂教學(xué)的核心和靈魂,在教學(xué)中具有導(dǎo)向作用,因此有效的教學(xué)活動或設(shè)計要先有具體的目標。從設(shè)定本課教學(xué)目標來看,體現(xiàn)出主體性、層次性和可操作性。在現(xiàn)行教學(xué)目標的書寫方式上,通常以“能”字開頭,省略了主語“學(xué)生”,但教學(xué)目標指向的主體一定是學(xué)生,馬寧老師這節(jié)課的教學(xué)目標設(shè)定都能準確地呈現(xiàn)出以學(xué)生為主體的特點;其次在目標層次性上,對知識、過程、情感態(tài)度目標的設(shè)定進行了整合,沒有進行細分,但細細研讀本課的教學(xué)目標,可以發(fā)現(xiàn)4個目標之間有順序關(guān)系和邏輯關(guān)系,從第1個目標到第4個目標是按照教學(xué)過程的順序進行設(shè)定的,這樣設(shè)定的好處有利于老師提高課堂教學(xué)的目標意識,同時目標中的幾個行為動詞“推理、歸納、說出、設(shè)計、解決”顯示出了明確的思維發(fā)展邏輯關(guān)系;在目標的可操作性上,“按照科學(xué)方法實驗”是對學(xué)生動手操做的有效“扶持”,“對實驗結(jié)果進行推理與歸納”是對學(xué)生思維訓(xùn)練的有效“扶持”,在這個目標上沒有讓學(xué)生進行“概括”而是“歸納”,是與本課知識內(nèi)容的難度較大有關(guān)系,可見本課的目標定位是非??茖W(xué)的。
從本課教材內(nèi)容來看,一共包括3個活動。活動1是認識能量控制裝置,目的為探究能量控制裝置工作原理打下認知基礎(chǔ);活動2探究不同實驗?zāi)P?,從而認知其控制原理;最后拓展活動是通過設(shè)計自控裝置來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。而在實際教學(xué)中依據(jù)教學(xué)目標,對教材進行了一定的處理,由一般到個別的教材順序,變?yōu)橛蓚€別到一般的教學(xué)順序,即先讓學(xué)生探究常見的能量控制裝置再去認識生活中能量控制裝置有哪些創(chuàng)新設(shè)計。這樣做能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究延伸性,這是由于學(xué)生在探究能量控制裝置原理的過程中,會發(fā)現(xiàn)“模型”實驗材料與“原型”實驗材料之間存在著一定的關(guān)系,這種關(guān)系既是神秘有聯(lián)系的,又是有趣的可動手玩的,會引發(fā)學(xué)生對于更多能量控制裝置的探究興趣。從實際教學(xué)來看,整個教學(xué)目標在教學(xué)過程中得到了較好的詮釋,達到了預(yù)期的效果。
2.教學(xué)材料的制作與實效性突出
馬寧老師執(zhí)教的這節(jié)課,實驗?zāi)P团c教材中的模型相比進行了較為大的改動與創(chuàng)新,為什么沒有直接使用教材中的模型呢?如:“探究燈泡亮度變化”的實驗,實驗中使用鉛筆芯易斷裂,常常需要更換鉛筆芯重新實驗,這不僅增加了時間成本,還增加物質(zhì)成本,更會影響到學(xué)生探究的情緒,情緒差了會影響到思維的活躍度,思維活躍度差了會影響到學(xué)生操作間的銜接性,銜接性差了會影響整體的分析過程,會導(dǎo)致整體教學(xué)效果不佳。
路培琦老師曾說過“教材就是提供給老師進行教學(xué)的素材,是給老師一個思路,老師要想辦法達到自己制定的教學(xué)目標。教師只有在充分理解教材的基礎(chǔ)上,加入自己的改進和創(chuàng)新,結(jié)合學(xué)生的實際情況,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)‘做的環(huán)境,才能真正符合教材的編寫意圖?!瘪R寧老師的這節(jié)課,沒有直接使用教材中的實驗?zāi)P?,而是大膽?chuàng)新地自制了四組教具,制作出了一套學(xué)生易于操作,探究性極強的模塊化實驗?zāi)P停瑢嶒災(zāi)P陀扇M模塊組成:輸入模塊、控制模塊和輸出模塊。三組模塊可以自由拼插,能夠組成不同的探究性模型,給學(xué)生創(chuàng)造一種可行、趣味、科學(xué)的探究環(huán)境。從實驗?zāi)P偷脑O(shè)計來看,知識邏輯、操作趣味、效果直觀有機地結(jié)合在一起。如“水位控制”裝置,從知識上與三年級所學(xué)的浮力、導(dǎo)體、電路連接知識相關(guān)聯(lián),從操作上學(xué)生拼插模型的過程興趣高漲,從效果來看不同水位燈的亮滅使學(xué)生易于觀察和記錄。
從實際教學(xué)情況來看,正是由于模型的整合化、教學(xué)指導(dǎo)的具體化、科學(xué)原理解釋的形象化,使學(xué)生動手操作的效率大大提高,為后面匯報推理環(huán)節(jié)奠定了扎實的基礎(chǔ)??梢钥闯觯虒W(xué)材料的結(jié)構(gòu)性一定要符合學(xué)生的思維方式和動手能力水平,才能達到動手又動腦的目的。
總之,整節(jié)課的設(shè)計與實施新穎而有實效,在輕松愉悅的氛圍中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
(做課教師:馬 寧 點評:敦文術(shù))