《形状变了》教学改进及分析

杨清茹

摘要在科学课教学中，教师围绕科学概念的建构有层次地组织教学，可以让学生经历概念建构的过程，有效地组织和记忆知识，也有助于他们提升探究能力，发展科学素养。本文通过《形状变了》一课，确定合适的教学目标，有效进行教学设计，让学生理解“力也可以使硬材料物体的形状发生改变”，需要教师精心设计学习活动，优选探究材料。

关键词 教学改进 课程教学 学习活动

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.18.030

Teaching Improvement and Analysis of“Shape Changed”

YANG Qingru

（Zhengzhou High-tech Zone Wankecheng Primary School， Zhengzhou， Henan 450066）

Abstract： In science teaching， teachers organize teaching around the construction of scientific concepts hier？ archically， which can make students experience the process of concept construction， effectively organize and memorize knowledge， and also help them improve their inquiry ability and develop scientific literacy. In this pa？ per， through the "shape changed" lesson， to determine the appropriate teaching objectives， effective teaching de？ sign， so that students understand "force can also make the shape of hard material objects change"， teachers need to carefully design learning activities， optimize inquiry materials.

Keywords： teaching improvement； course teaching； learning activities

在科学课教学中，教师围绕科学概念的建构有层次地组织教学，不仅可以让学生经历概念建构的过程，有效地组织和记忆知识，而且有助于他们提升探究能力，发展科学素养。

基于学习进阶设计教学

学习进阶是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。因此，教师在进行教学设计时要注意密切联系学生的学习过程，把握科学概念进阶的内在逻辑。对《形状变了》一课，笔者做了以下教学设计：

1.做弹簧游戏，激趣导入

（1）回忆推力和拉力并应用于游戏。

（2）发现弹簧的形状改变。

2.探究形状改变的原因

（1）力改变软材料物体的形状。

①出示材料包，提出探究要求。

②学生自主探究，交流方法。

③师生共同归纳，发现力改变软材料物体的形状。

④深入思考：力能否改变硬材料物体的形状。

（2）力改变硬材料物体的形状。

①制订实验方案。

②小组合作进行实验，观察挤压塑料瓶和玻璃瓶产生的现象并完成记录单。

③验证桌子是否会发生形变。

④全班交流发现，得出结论：力能改变硬材料物体的形状。

3.反思評价，拓展思维

（1）学生分享收获。

（2）出示力能改变物体形状的相关试题，检测学生的掌握情况。

（3）总结评价。

这样设计，教学步骤较为清晰，基本遵循了教材的内容安排，探究活动充足。但是，这些教学活动是否真的能让学生理解力能使硬材料物体的形状发生改变呢？对于二年级学生来说，他们需要掌握到什么程度才算达成教学目标？活动中所涉及的物体微小形变该如何处理？这些都需要进一步研究。

把握学生认知起点

学生是学习活动的主体。我们要以合理的学习进阶引导他们完成科学概念的建构，必须先了解他们的认知起点。笔者在充分分析二年级学生的认知和心理特点的基础上，主要采用观察和访谈的方法来调查他们的已有认知。

首先，笔者让学生观察下面两幅图片，说出两者的区别并分析其原因。很多学生一眼就能看出两者的区别，同时能用“变形”“形状变了”等词汇进行描述，而对于“为什么会变”，很多学生认为是用手捏的，少部分学生说是因为力。这说明多数学生还不了解力与物体的形状变化之间的关系。

笔者按压桌面让学生观察其是否发生形变，很多学生不假思索地回答没有，部分学生说时间久了桌子的中间会向下凹，极少数学生回答有形变，但追问其原因则无法回答。

通过观察和访谈可以发现，学生在日常生活中对推力和拉力以及用手可以使软材料变形有一定的了解，而且知道不接触无法改变其形状。通过谈话，笔者进一步了解到85%的学生认为力不能使硬材料物体的形状发生改变。经过一年的科学学习，二年级学生对科学课堂已逐渐适应，对于科学探究过程已有了初步的感知和体会，但借助现象得出结论并形成概念的证据意识还需要得到进一步培养。

优化探究活动

1.抓住学生兴趣点，多种方法改变形状

考虑到学生的年龄特点，结合本课的教学目标，笔者发现教材导入环节使用的跳跳球在实际教学中会分散学生的注意力，对于教师的课堂把控能力要求较高。再结合前一课学过的《推力和拉力》，笔者将导入环节换成做弹簧游戏，每位学生都亲自尝试用推和拉的方式观察弹簧的形状改变，具体、形象、直观的实验现象更能激发学生的探究欲望，自然而然地导入新课。

2.优化改进实验，摒弃无关因素干扰

探究力能否使玻璃瓶的形状发生变化的实验，教材设计的材料是用玻璃瓶和玻璃管，但使用不同规格的玻璃瓶，实验效果也会有所不同。有的教师选用了口服液瓶子及配套的吸管，在授课过程中发现把瓶子握在手中，瓶子内的液体会受热膨胀，顺着吸管上升。如果不能排除这一因素的干扰，就不能证明是力的作用使玻璃瓶的形状发生了变化。可见，只有选用合适的有结构的实验材料，才能准确得出实验结论，帮助学生建立正确的科学认知。经过多次下水实验，笔者最后选用了250 mL的圆形烧瓶，指导学生垫上隔热的塑料垫进行挤压。这样不仅避免了液体受热膨胀这一因素的干扰，而且圆形烧瓶瓶身较薄，用力挤压能够明显看到吸管中的水柱上升。

优化教学流程

在科学知识目标方面，本课的教学重点是让学生知道力可以使物体的形状发生改变。这里的物体既包括软材料物体，也包括硬材料物体。由于力更易于使软材料的物体发生形变，因此引导学生通过实验发现力可以改变弹簧、气球等软材料物体的形状是达成本课科学知识目标的基础。

在教学时，首先利用低年级学生活泼好动的特点，采用游戏形式，引导他们在推拉弹簧的体验中感受力的作用，激发他们进一步探究的兴趣。在“弹簧游戏”之后，再提供气球等材料，引导学生尝试用不同的方法对其用力，观察物体的变化，从而认识到“力可以使软材料物体的形状发生改变”。

由于硬材料物体不容易发生形变，而且学生已经形成了“力只能使软物体的形状发生改变”的前认知，“力可以使硬材料物体的形状发生改变”就成为本节课要突破的难点。

笔者首先引导学生完成玻璃瓶实验，帮助他们认识力可以使玻璃瓶的形状发生改变。然而，在实际教学中发现，从挤压玻璃瓶可以使玻璃管中的液面上升这一实验现象到期望的结论，对于二年级学生来说，需要经过一系列相对抽象的理性分析，让他们难以建构科学概念。所以，在教学中笔者又增加了激光笔实验，学生按压桌面时，激光笔发出的光经过镜子反射后照射在墙上的光点会动，以此证明桌子在压力作用下发生了形变。这样，学生对力也可以使硬材料物体的形状发生改变有了更直观的理解，从而有效突破了本节课的教学难点。

经过前概念调查、试教、优化、改进、完善等过程，笔者确定了本节课教学最终的思路：首先，通过趣味性的弹簧游戏导入，既复习了一節课的推力和拉力，又可以激发了学生的探究兴趣；为学生提供气球等材料，引导他们尝试用不同的方法对其用力，观察形状的变化，从而认识到“力可以使软材料物体的形状发生改变”；学生通过玻璃瓶实验、激光笔实验，进一步认识到“力也可以使硬材料物体的形状发生改变”；将两者整合在一起，引导学生建构“力使物体的形状发生改变”的科学概念；最后，通过交流分享课堂的收获和随堂练习，评价学生的学习成果。

教学反思

1.了解学生的“最近发展区”

维果茨基提出的“最近发展区”指学生实际的发展水平与潜在的发展水平之间的差距，前者主要指学生已经具有的独立解决问题的能力，后者主要指在成人的指导下或是与更有能力的同伴合作时表现出的解决问题的能力。他主张教学应当基于学生现有的发展水平，引领他们发展。因此，课堂教学首先要了解学生的“最近发展区”，确定合适的教学目标，有效进行教学设计。

2.有结构的材料和活动是学生学习进阶的阶梯

科学概念的建构通常需要经历如下过程：进入学习的情境；实验探究，经历概念的动态生成；通过比较、分析、综合等思维过程得出科学概念；应用概念解释情境中的问题。具体到本节课，如何让学生理解“力也可以使硬材料物体的形状发生改变”，需要教师精心设计学习活动，优选探究材料。