有幸在浙江省2023年小学科学关键问题解决研训中执教了《弹簧测力计》一课,再次感谢在试教过程中滨江小学教育集团林建锋校长和教育发展中心朱钻飚老师的指导以及所有参与磨课的老师们。下面简单说说这一课的教学设计和反思,请老师们再次批评指正。
《弹簧测力计》教学设计
绍兴市上虞区实验小学教育集团上德校区 许水勇
【教材分析】
《弹簧测力计》是四年级上册第三单元《运动和力》单元的第4课。本节课的前3课主要研究了小车动力大小与小车运动的关系,着重了解了重力、反冲力、弹力等类型的力。后四课主要学习运动与能量的关系以及有关小车设计的工程设计领域的内容,因此本课具有承上启下的作用。本节课安排了两个活动:第一是认识弹簧测力计,学生通过观察、认读和实际感受来认识弹簧测力计的结构、计量单位、刻度标识及如何读数,这是使用弹簧测力计的前提;第二是用弹簧测力计测量力的大小,一方面引导学生亲身感受不同力的大小,另一方面先估测、后测量实际的物体,这是本课的重点内容。研讨部分引导学生深入思考和总结归纳,以进一步认识弹力概念的内涵和实例。
【学情分析】
在学本课之前,学生已经知道弹力有大小。在生活中,学生也知道了用弹簧秤去测物体的轻重,但是用弹簧测力计去测量力的大小,学生很少有这样的经历。因此让学生掌握正确的测量方法,积累尽可能多的测量经验,培养估测能力和量程意识非常重要。
【教学目标】
科学观念:在观察、使用弹簧测力计的活动中,知道并理解其基本原理:弹簧测力计是利用弹簧“受力大,伸长长”的性质制作的,弹簧的伸长特征与橡皮筋相似。力的单位是牛顿,用字母N表示。
科学思维:运用归纳、演绎的方法,掌握测力计的基本原理和使用方法;在观察、比较中培养估测能力和量程意识,形成对力的大小的感知;能用计算的方法测量一枚回形针的重力。
探究实践:会使用弹簧测力计测量力的大小。
态度责任:在实验探究中进一步培养研究的兴趣,树立细致、严谨、有序的研究态度,体会不同的方法可以解决不同的现实问题。
【教学重难点】
重点:能正确使用弹簧测力计来测量力的大小。
难点:引导学生有依据的估测,培养学生的量程意识。
【材料准备】
学生准备:弹簧测力计、一瓶矿泉水、一袋盐、一瓶牛奶、一个番薯、一根香肠、一枚回形针、一个钩码、活动记录单
教师准备:学生实验材料1套、一个鸡蛋、一块香肠(350克)、一篮番薯、100枚回形针、教学课件。
【教学过程】
一、聚焦,引出弹簧测力计
1.出示“拉力器”,比谁的力气大。说说是怎样看出力气的大小。
2.出示一个鸡蛋与钩码,比轻重。再出示一根弹簧,引导学生利用弹簧来比较,理解弹簧工作原理。板书:受力大,伸长长。
3.思考:能不能比出鸡蛋比钩码重多少?
师:其实,我们日常生活中所说的重量,就是我们马上要认识的重力。下面上课的时候,我们就用重力这个词来描述。要准确比较物体的重力大小,我们就需要一个能测量力大小的工具,它就是弹簧测力计。出示弹簧测力计。
二、认识弹簧测力计的结构
1.发放弹簧测力计,小组观察。
(1)观察弹簧测力计有哪几个部分组成?
(2)阅读资料卡,了解力的单位。
(3)观察刻度板,思考1小格是多少牛?
2.交流小组观察结果。
(1)请一学生上台板贴弹簧测力计各部分的名称。
(2)师:观察弹簧测力计,你有什么发现?
三、测量一个钩码的重力
1.测量一个钩码的重力,黑板汇总小组数据。
2.交流:我们来观察测量的数据,你有什么发现?(数据不一致)
师:老师给大家的钩码都是一样的,为什么我们测量的结果不相同?
2. 学生猜测数据不同的原因,教师讲解正确使用测力计的注意点。
原因1:没有平视。板书:平视
原因2:指针没有稳定后读数。
原因3:手没有拉住提环
原因4:没有调零
投屏出示数据相差比较大的两个小组的测力计,师:你发现了什么?指针和零刻度没有对齐。所以拿到测力计的第一步首先要调零。板书:调零
3. 小结正确使用弹簧测力计的方法。
4.用正确的方法再测量一次。
如果第二次测量还有相差较大的数据,再请同学测量一次。
四、测量更多物体的重力
1.出示6件测量物体,明确测量要求。
2.交流:想要估得准,你会怎么做?
3.两人一组,测量6件物体的重力。

4.交流汇报。
师:对他们的测量结果,你有疑问吗?
(1)回形针有没有重力?怎样测一枚回形针的重力?出示100枚回形针。
引导学生思考塑料袋有没有重力。
(2)比较其它物体的测量结果,猜测数据不同可能的原因。
(3)完成自我评价。
5.检验估测能力:出示物体,学生估测,实测验证。
师:现在考考大家的估计能力有没有进步。分别出示一个鸡蛋,一块香肠,让学生先估测,再实测。(引导学生先与刚才测量物体比较,再来估测)
6.尝试测量番薯的重力。
先估测一篮番薯的重力,师,现在能用这把弹簧测力计来测量吗?为什么?板书:量程
思考:怎样测量一篮番薯的重力。(用范围更大的测力计;一个一个测,再加起来)
五、认识弹力
师:同学们,除了弹簧测力计,在生活中还有很多地方利用了弹力。哪些地方还有弹力?引导学生看图分析。
六、拓展延伸
1.做一把橡皮筋测力计。
师:最后还有一个挑战任务,用橡皮筋、塑料板、曲别针做一个橡皮筋测力计。
2.思考:怎样标画出这个测力计的刻度?
3.分发材料。
七、板书设计

《弹簧测力计》主要环节与设计意图
环节一:鸡蛋和钩码的估重
1.出示一个鸡蛋与钩码,比较它们的轻重,再出示一根弹簧,引导学生利用弹簧来比较,理解弹簧工作原理。
2.能不能比出鸡蛋比钩码重多少?出示弹簧测力计。
设计意图:从掂一掂一个钩码和鸡蛋的重量引入,经历最原始的判断物体重量的方法,用一根弹簧测来判断物体的重量,让学生初步感知工具的作用,再因无法比较重多少,让弹簧测力计的出示变得水到渠成,顺理成章,这样由“手掂估重”到“用简易工具测重”,从“手感轻重”到“简单测比轻重”,由浅入深,顺应了学生的认知发展规律。

环节二:认识弹簧测力计
1.发放弹簧测力计,小组观察。
三个观察小任务:观察弹簧测力计有哪几个部分组成?阅读资料卡,了解力的单位。观察刻度板,思考1小格是多少牛?
2.交流小组观察结果。师:观察弹簧测力计,你还有什么发现?
设计意图:弹簧测力计的构造、原理都比较简单,通过三个小任务的观察活动,使学生能快速聚焦关键信息,如力的单位,怎样读数等,初步掌握使用弹簧测力计的基本要求。

环节三:试测一个钩码
1.测量一个钩码的重力,汇总小组数据。
2.交流:为什么我们的数据不一致?
3.学生猜测数据不同的原因,教师引导学生如何正确操作弹簧测力计。
4.用正确的方法再测量一次。
设计意图:对于弹簧测力计的使用方法,我们希望这个过程是孩子自主建构的,而不是教师硬塞给学生,学生在寻找错误原因的过程中,能深刻理解正确操作的要求,我们认为这样的方式学生印象可能会更深刻,会牢固,也更有价值。

环节四:测量更多物体的重力
1.出示6件测量物体,明确测量要求。
2.交流:想要估得准,你会怎么做?
3.交流汇报测量结果,研讨一枚回形针的重力。
4.检验估测能力:出示物体,学生估测,实测验证。
设计意图:学生测量的6件物品都是精心设计的,是为后面的估测活动铺垫的。如估测鸡蛋的重力,可以与钩码比较;估计一块香肠的重力,可以与一根香肠比较,估计一筐番薯的重力,可以与一个番薯比较,前后都是联系、有结构的。

落实思维目标,聚焦探究实践
谈《弹簧测力计》一课的设计逻辑
本节课核心设计思路用一句话来概括,就是在尊重教材设计意图的基础上,突出科学思维和实践能力的培养。
(一)大胆试测,开展反思型技能训练
本节课的教学重点是指导学生正确使用弹簧测力计来测量力的大小,对于正确使用弹簧测力计的要求,我并没有一开始就提出,而是先让学生先试测一个钩码的重力,发现问题后再反思总结。这样的设计顺应了孩子的心理特点。学生拿到一样新东西,总想先去试一试,玩一玩。先给他们讲规则,他们总是心不在焉的,让他们自己先尝试,遇到问题再思考其中的原因,这样学习弹簧测力计的使用方法,是学生自主建构的,而不是教师硬塞给学生的。

(二)学会估测,促进学生思维发生
本节课的难点之一是要引导学生有依据的估测,估测不是瞎猜,而是基于经验的判断,因此在材料准备中,学生测量的6件物品都是精心设计的(前面已有阐述)。另外估测活动也是积极的思维活动。想要估得准,就要与已知的物体作比较,所以在估测活动中有比较、推理等思维活动的发生。

(三)一枚回形针,物轻理重
测量一枚回形针的活动,不是本节课的规定内容,那么这个活动到底有没有价值?我想主要有三个:
一是通过测量一枚回形针重力,再来反思测量过程,为什么我们不是0牛,最有可能的原因是什么?从而再次巩固测量弹簧测力计的使用方法,同时培养学生实事求是的学习作风。
二是通过测量100枚回形针的重力,再计算1枚回形针的重力,培养学生测量计算的思维能力,并能将方法迁移,来测量塑料袋的重力,其实测量一篮番薯的重力,也是反向迁移,回形针是多个加起来测量,而一筐番薯可以是分开来一个个测量。
三是培养了学生解决实际问题的能力,在没有其它不同测力计的情况下,利用思维工具来解决现实问题。

反思改进
(一)明确重量与重力的关系
本课是第三单元的第四课,上本课前学生还没有学习重力、反冲力、弹力等概念,因此可以在比较完鸡蛋和钩码的轻重后,向学生说明:我们日常生活中所说的重量,就是我们第三单元马上要认识的重力。下面上课的时候,我们就用重力这个词来描述。要准确比较物体的重力大小,我们就需要一个能测量力大小的工具,它就是弹簧测力计。

(二)顺应学情,认识弹簧测力计
学生拿到弹簧测力计,观察弹簧测力计,老师也布置了三个小任务:认识结构、单位和刻度。学生拿到测力计后,多数学生已经开始用弹簧测力计来测量身边的物体,不太在意老师的学习任务。教师可以顺势提问:刚才已经有不少小组开始测量,那么在测量过程中,有没有遇到什么困难?在与学生的交流互动中,认识弹簧测力计,了解单位和刻度等信息。
(三)提供更有结构的材料
在测量更多物体的重力的活动中,教师可以提供一件超过5牛的物体,如一瓶550毫升的矿泉水,这样能更好地帮助学生理解量程,掌握弹簧测力计的使用要求。

(四)有效整合,让学习真实发生
在整节课的教学中, 特别是课的前半部分,认识弹簧测力计始终感觉活动碎小,缺乏章法,学生被动地完成老师布置的一个又一个的任务,缺少学习的主动性。在课后的专家点评中,提出可以把前半部分整合成一个小项目:完成一张弹簧测力计的使用说明书。在这张说明书中包含弹簧测力计的结构、功能、原理和使用方法等。教师提供必要的学习支架,帮助学生完成学习任务,这样就把碎片化的学习通过有效整合,让学生主动学习,自主建构。
