做思共生：从“有意思”走向“有意义”

张小勤

在苏教版小学科学四年级下册教材中，《摆》一课是作为运动方式来认识的，全课基于“做思共生”理念，指导学生从观察中发现和提出问题，并对问题作出合理假设，学生在合作中设计实验验证假设，在讨论中依据事实作出合乎实际的推论，再应用结论解决生活中的问题。从能力看，本课要求学生能够使用“控制变量”搜集影响摆的快慢的证据，通过测量与记录，遴选实证数据进行定量研究，发展对比实验能力和归纳概括能力。通过“做”科学活动，使得科学“有意思”。通过“思”科学经历，使得科学“有意义”，契合了科学的学习。通过“做思共生”努力实现儿童的科学学习从“有意思”走向“有意义”。

本课教学目标设定为：引导学生找出生活中的摆并制作摆;引导学生有序探究影响摆快慢的因素，体会“变量控制”是探寻因果关系的方法;得出摆的快慢与摆长的关系;运用所学知识解释与摆相关的生活现象。

片段一：了解摆的构成，测量摆动次数

师：这是一根棉线，把它挂在铁架台的横杆上。这是一个重物，将它挂在这根棉线的下方，我们把这个装置就叫作摆。一根绳子下面挂着一个重物，想一想，生活中还有哪些物体也是这样的？

生：风铃、挂件。

生：拳击袋、吊床、秋千、降落伞。

师：刚才大家说的这些物体都和摆有关。摆由两部分组成，上面这部分叫作摆线。现在摆线这么长，可以转动上面的齿轮让摆线短一些，也可以抵住上面的金属杆让摆线再长一些，让摆线可长可短;下面的重物叫作摆锤，摆锤可重可轻。自然状态下，摆是竖直向下的，要让它摆起来，就要把它沿水平方向轻轻拉开，然后自然松开。摆线与竖直方向形成的角，叫作摆角，这个角也是可大可小的。

评析：教师通过演示让学生直观认识单摆，引导他们举例说出日常生活中类似的物品，唤起学生对摆的生活表象，为接下来“做”与“思”的活动提供生活经验。接着，在教师的描述与演示中学生了解了摆由摆线、摆锤和摆角组成。同时有意识地渗透摆线可长可短、摆锤可重可轻、摆角可大可小，为学生下一步探究影响摆的快慢的因素埋下伏笔。

师：刚才了解了摆的结构，现在要想知道这个摆10秒可以摆多少次，需要一个计时的工具。如果我让大家来计时，你们觉得从什么时候开始计时比较好？

生：从每个数字开始比较合适。

生：我觉得最好以秒针快到大格时说一下“预备—放”。

师：怎样才算摆一次？从什么时候数“1”比较合适？

生：一个来回算一次，第一个来回摆完了再数“1”。

师：我們来测试一下这个摆10秒摆多少次。

（师生合作测试，男生计时，女生数摆的次数。）

师：这个摆10秒摆8次，那我们来推测一下，20秒钟会摆多少次？你是怎么想的？

生：我认为会摆16次，时间是原来的2倍，次数也应该是2倍。

生：我觉得13次，因为它会越摆越慢。

师：我们来验证一下。这个10秒摆8次，20秒摆16次，说明摆具有等时性。刚才共同做了摆，学会测量摆的次数。下面就请大家以小组为单位根据提供的材料做一个摆，并测一测你们组的摆10秒摆几次。大家觉得要完成这个实验任务，有什么需要注意的？

生：要分工合作，有人数摆的次数，有人计时。

师：请大家先在小组内进行分工，然后开始实验。

（学生分组测摆10秒摆的次数，教师巡视指导。）

师：各组汇报一下你们组的摆10秒摆的次数。

（8个组依次汇报，教师记录，见表1。）

评析：计时与数摆是接下来探索规律的前提条件。教师选用动画计时钟并强调计时的方法，这为实验数据的真实有效做好准备;教师追问“什么时候才算摆1次”，为后续探究影响摆的快慢的因素，统一“做”的标准，打实“做”的基础。

片段二：探究摆角大小与摆的快慢的关系

师：面对这组数据，你们有什么发现？

生：摆的次数不一样，有的摆得快，有的摆得慢。

师：你认为，摆的快慢可能与哪些因素有关？

生：可能与摆线长短有关，也可能与摆锤轻重有关，还可能与摆角大小有关。

师：为什么说是“可能有关”呢？

生：这只是我们的想法，还没有具体验证。

师：说得对！要想得到确切的答案，就得通过实验来验证。

评析：猜测是学生思维的过程，更是一个推理的过程，针对相同时间内摆的次数不一样，学生从发现并提出进一步研究的问题，自然会做出摆的快慢与摆的结构三要素相关的猜想。

师：刚才我们猜测摆的快慢可能和摆角有关，可能会有什么样的关系呢？

生：摆角越小，摆得越快;摆角越大，摆得越慢。

生：我认为摆角越小，摆得越慢;摆角越大，摆得越快。

师：如果认为摆的快慢与摆角有关，实验中要改变的是什么，不改变的是什么？

生：要改变的是摆角，不改变的是摆锤和摆线。

师：为什么只改变摆角？如果既改变摆角，也改变摆锤，行不行？为什么？

生：不行，因为这样话，结果发生了变化，就不知道是谁在起作用了。

师：对！大家每次做对比实验时只能改变一个因素，保持另两个量不变。我们可以一次做摆角小一点，一次做摆角大一点。谁愿意和老师合作？

（一位学生上台与老师合作。）

师：我们这次先试摆角小一点。这次女生计时，男生数摆。摆角小一点10秒摆7次，摆角大一点也是7次。通过这个实验，大家有什么发现

生：摆的快慢与摆角大小无关。

师：看来，只改变摆角，在不改变摆线和摆锤的情况下，摆的快慢与摆角是没有关系的。

片段三：探究摆线、摆锤与摆的快慢的关系

师：摆的快慢与摆角无关，可能与摆线和摆锤有关。这里有两个实验方案，一个是研究摆锤的，一个是研究摆线的。请各小组选择一个方案，讨论一下你们的想法，并填写在实验记录上。

（学生选择一个方案进行验证。）

师：看看你们的设计方案。（教师通过拍照上传，选择两种方案进行交流）这次要不要考虑摆角？为什么？

生：不需要，因为刚才已经做过实验和摆角无关。

师：对方案做进一步修改，没问题就以小组为单位完成实验。

（学生分组测量摆10秒钟摆的次数，教师巡视指导。）

师：下面来汇报实验现象，请研究摆锤的小组先说。

生：我们组摆锤重的摆了7次，摆锤轻的也摆了7次，结论是摆的快慢与摆锤无关;我们组发现摆锤重的摆摆了9次，摆锤轻的也是9次，结论是摆的快慢与摆锤无关。

师：研究摆锤的其他小组同意这个结论吗？（学生点头）接下来请研究摆线的小组汇报。

生：我们组实验的结果是摆线长的摆了8次，摆线短的摆了6次，我们得到的结论是摆的快慢与摆线有关，摆线越长，摆得越慢;摆线越短，摆得越快。

师：大家同意他们的结果吗？

生：同意。

师：通过刚才的实验，我们发现摆的快慢与摆锤的轻重无关，与摆线的长短有关。摆线越长，摆得越慢;摆线越短，摆得越快。

评析：教师采取排除法，逐步导引学生探寻最终的影响变量（即摆线的长短）。对三个变量的探索都经历假设与验证，教师的扶放程度不一样，学生的参与度有所侧重。对摆角的验证，教师“扶”得多一些;对摆锤与摆线的验证，学生的自主性强一些。学生在假设、设计与验证，在独立思考与合作交流中经历“做”与“思”的过程，逐步探究出影响摆的快慢的因素。教师引导学生从“有意思”的科学走向“有意义”的科学。

片段四：直观体悟摆长与摆的快慢的对应关系

师：刚才操作的都是10秒摆多少次的摆。下面再做一个摆，测一测做的这个摆15秒摆多少次？请大家拿出信封里的器材，开始实验。

（学生分组做摆与测这个摆15秒钟摆的次数，教师巡视指导。）

师：请每组将测好的摆拿到前面来，摆了几次就挂在对应的位置。（每组派人将摆挂至相应的位置）这就是刚才每个组实验的结果。刚才有几个摆我们没有测试，请大家猜一猜，15秒钟摆12次，这个摆锤应该在什么位置？

生：比11次高，比13次低。

师：还有剩下没做的，你能猜出来吗？

生：我觉得应该越往前摆线越长，越往后摆线越短。

师：大概在这个位置吗？（标示摆锤位置）如果把摆锤所在的位置用线连起来，就形成了这样一条曲线，这条曲线蕴含着一定的规律。透过这种规律，我们可以预测还没有得出的实验结果。另外，从这条线上还可以直观地看出，摆的快慢与摆线的长短有关。上面是摆的次数，下面是摆的长度。摆的次数越少，摆线就越长;摆的次数越多，摆线就越短。

评析：此时教师提供了有结构的材料，学生用教师给定的摆线，测出该摆15秒摆的次数，将其挂在对应的位置，15秒摆12次和17次的摆没有测试，教师有意为之，学生在分析8组数据的基础上，很容易推测出15秒摆12次和17次的摆锤位置。通过数形结合与直观图示，让学生形象地体悟摆的快慢与摆线长短的关系（如图1），将“有意思”的科学经历提升为“有意义”的科学经验。

片段五：联系实际解决问题

师：学了知识就要在生活中运用。请看屏幕（如图2），在自然状态下，用哪个秋千比赛更公平？为什么？

生：用左边的比赛公平，因为右边的线不一样长。

师：我们就用左边的秋千比赛，如果一个胖子坐在这个秋千上，相同时间内他摆得会不会比瘦的人慢呢？为什么？

生：不会。因为摆的快慢与摆锤的轻重无关。

师：如果一个力气大的人在这个秋千上比赛，力气大可以摆得很高，摆角就大，他会不会摆得更快呢？为什么？

生：不會。因为摆的快慢与摆角的大小无关。

师：是的。在自然状态下，摆的快慢只和摆线的长短有关，与摆锤的重量、摆角的大小无关。这里有一个摆钟，它的时间快了怎么办？慢了呢？

生：快了就把摆线调长一点，慢了就把摆线调短一些。

（教师在展台上调试摆钟的摆长。）

评析：学生运用所学知识，判断与解释“比赛用秋千”的公平性问题，学以致用，通过解决问题检验学习效果。尝试解决摆钟快慢的问题，与课文呼应，既是点睛之笔，同时也完善了课堂教学结构。

总   评

本课致力于使学生的“做”更“有意思”，使学生的“思”更“有意义”，做思共生彰显出儿童的科学与儿童的学习的紧密对接、转化与融合。本课呈现出以下四个特点：

从课堂结构看，让学生在40分钟经历完整的探究过程，即提出问题（摆的快慢与什么有关）——猜想假设（摆的快慢可能与摆线、摆锤和摆幅有关）——实验设计（进行变量控制与验证）——分析数据（摆的快慢与摆线有关，与摆锤和摆幅无关）——拓展应用（解释生活现象）。在探究过程中培养学生分析与综合、归纳与概括的能力，突出变量控制与因果分析。这样的结构促进了学生对知识的本质理解。

从教材使用看，本课努力践行“用教材教”的理念。首先基于教材，尊重教材，把教学着力点放在对摆的组成和特点的认识以及对操作的体验、感悟和内化上。其次，教师对教材进行了适当的超越和有效的生成。从学生操作水平和控制变量实验的能力出发，在操作技能方面进行引领与示范，在变量调控方面由扶到放，通过扶调整变量的数量，减少无关变量，凸显因果变量，降低实验难度，增强实验效果。

从材料选用上看，“工欲善其事，必先利其器”，教师为学生提供了有结构的材料。教具更多的是为完成观察与实验的任务，而有结构的材料则是完成完整的探究过程的基础。教师提供的摆长是共同但有差异的，学生凭借有结构的材料之间的关联性完成“认识摆—操作摆—验证摆—总结摆—应用摆”这个过程。特别是有结构材料的使用为学生控制变量实验起到支撑作用，为“有意义”的“思”奠定了基础。直观与抽象互补，获取与内化共进，理性与感性互动。

从学习方式看，组织了基于“思”与“做”的“有意思”的科学活动。“思”即思考、思维，是源于实践的认识，教师创设了10秒摆多少次的情境，使学生身临其境，触景生情，广泛联想，产生问题，合理猜测，将“为什么”的问题转化为“怎么样”的问题，进而产生求证的行动。“做”即求证，是用实践检验认识，让学生用事实和数据来说明“摆的快慢与什么有关”，“思”催生了“做”的动机，“做”促进了“思”的全面，“说”外化了“做”的内涵。