《材料抗弯曲能力》探究性实验的案例设计与思考

唐波

【基本设计思想】

科学课程标准明确指出：“科学学习要以探究为核心。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”《抵抗弯曲》和《形状与抗弯曲能力》是“形状与结构”单元的起始课。对改变材料的宽度、厚度、改变材料的截面形状所引起的材料抗弯曲能力的变化这几个探究实验，是需要严格控制变量的对比实验。对比实验是小学科学实验教学中重要的方法之一。通过对比实验，学生对客观事物、自然现象的认识能更加清晰，对培养学生观察能力和实验技能也有很大的帮助。

【探究活动设计】

一、提出问题、大胆猜测

（一）谈话：桥面断了但桥墩没事，看来横梁比柱子容易弯曲。所以我们要研究横梁的抗弯曲能力

（二）质疑：“横梁的抗弯曲能力与什么有关呢？”请同学们根据自己的生活经验做出大胆的猜测。

（三）教师适时板书：（板书： 宽度、厚度、形状、跨度、……）

【设计意图：教师及时记录了各组猜测的结果，并要求他们说出猜测的理由，这样的猜测是建立在学生观察和原有认知的基础上的，对于了解学生前概念，也为后续的探究埋下伏笔。】

二、探究交流，设计方案

（一）这个实验该怎么做呢？请各小组选择其中一个方面进行讨论。

思考：①在这个实验中，我们需要哪些材料？

②实验中应该控制哪些条件不变？怎样控制这些条件不变？

（二）学生小组讨论，设计实验方案。可以通过画图，文字等形式。

（三）小组汇报交流。

①根据研究，汇报自己的研究方案。（围绕：你研究的是什么，需要什么样的实验材料，准备怎么实验。实验中改变什么条件，什么条件不变）

研究宽度：不变条件：纸横梁的长度、厚度相同。改变条件：纸的宽度（1倍宽、2倍宽、4倍宽）

研究厚度：不变条件：纸横梁的长度、宽度相同。改变条件：纸的厚度（1倍厚、2倍厚、4倍厚）

研究材料：不变条件：纸横梁的大小相同。改变条件：把纸折成“口” “一”、 “○”“W”“U”等不同形状 。

②师生共同小结：强调指出纸横梁两端垫起的高度要相同；纸横梁架空的长度要一样 （20厘米，纸上已做记号）；1元硬币，要輕轻地放，都放在中间位置。

（四）各组完善自己的实验方案。

【设计意图：动手之前先动脑，在学生猜测之后不是迅速让学生进行实验，而是让他们小组讨论实验方法，这是很有必要的。让学生“想好了再做”，是让学生形成科学态度和科学探究能力的关键，也必将使后续的探究活动更有成效。】

三、根据方案，展开探究

（一）实验前出示友情提醒：

①不能改变桥墩的距离和高度；

②每张纸只能使用一次，不能反复或合在一起使用；

③硬币应尽量放到纸桥中间的位置，要轻轻地放硬币；

④使纸碰到桌面的那个硬币不能记录下来。

【设计意图：“授之以鱼，不如授之以渔”，实验结果的得出不是最终目的，课堂不仅是向学生传授知识，更重要的是让学生明白解决问题的多种方法，养成良好的科学探究习惯。】

（二）学生动手实验：

①材料员取实验材料

②学生分组进行实验

四、汇报交流，获得结论

【操作应注意的问题】

材料抗弯曲能力实验看似简单，但实验中的一些细节性，如果教师没有意识到，会直接影响实验的结果。

（一）纸梁材料的选择。建议使用挂历纸，效果比普通A4纸好。

（二）为了扩充课堂容量，给学生更多的探究时间。对于1倍宽、2倍宽、4倍宽的纸梁；1倍厚、2倍厚、4倍厚的纸梁及不同形状的纸梁，教师应该在课堂前准备好。特别是对于不同厚度的纸梁，如果胶水用量不一的话，很容易造成实验结果的差异，切记，用少量胶水。

（三）要强调桥墩的距离和高度要保持一致，在实验中不能改变。纸横梁架空的长度20厘米左右。

【作者单位：泗阳双语实验学校 江苏】