《船的研究》这个单元是我接触新教材以来让人眼前一亮的单元。第一次看到教材以大单元项目的形式设置整个单元,从历史演化中一步一步习得船有关的要素,这样的设置可以让学生以一个研究者的身份,产生问题链进行持续研究。
一、从一叶扁舟到独木舟
古代人类从分析一叶扁舟的特点,用轻、能浮的材料创造独木舟。
学生通过测试来体验独木舟的优点和发现独木舟的缺点。
生1:以前不能在水上航行的,现在可以了。
生2:而且能载一定的货物了。
但,当分析缺点的时候就有一箩筐了。
生3:这没动力,随波逐流的。
生4:我们的独木舟一放在水中,就一边倾斜了,一点也不稳。
生5:载重量也不行,刚测试的时候才放了3个螺母就要侧翻了。
二、独木舟并排得到竹筏
1.分析独木舟的缺点
师独木舟的优点需要传承,缺点肯定需要满满改进的。我们先来分析分析独木舟的哪些缺点是什么原因造成的。
生1:放在水中不稳,是重力不均匀造成的。(重心不稳的意思)【前面一课正好有几首独木舟一边重一边轻,可能是爱牛故意设计的】
生2:载重量小,放不了多少货物,是因为内空间不够大,太小。【此时,学生的理解还停留在空间大储物多的层面,并不是进入水中的体积大载重量大】
生3:独木舟放三个螺母就侧翻,也可能是因为底部太窄了,要是宽一点也许就不翻了。
师总结:总之你们就是觉得它太小了,怎么变大?
生1:把独木舟并排并放在一起,绑住。这样我们重心不稳的独木舟也稳了。
2.自己造木筏
这回,我什么也没讲。自己把学具袋里的材料拿出来自己做。 “你们说并排并,那就做一个。”
一开始,学生以为就套个牛筋就好了,但是一放在桌子上就内卷。
在没有交流的情况下,自己做了改进,方法五花八门。
就连打结的方法也各不相同。
【原来放手后,学生比想象中的要厉害要有创意。简单的小问题,也能在过程中自己变换思维,自己做调整。】
3.测试木筏
这回放在水里变得稳多了,载重量也有提升。可是也发现了问题:1.没放几个垫圈,边沿就有水进来了。2.几次测试下来,一次比一次的载重量要少,而且并不是偶然,大家都这样。什么原因呢?一个学生突然忍不住地说:“哦,我知道了,木头这种材料会吸水。”更没想到,一个学生补充说:“木头这种材质,在树活着的时候它就是用来运输水分的,它里面有很多水的管道,放水里了,这些地方被灌满了就变重了。”
板书:边沿进水;材料吸水
更意外的是,第二次去上课的时候,课前这位学生向我介绍改进后的木头竹筏。
学生自豪地介绍:边沿进水,就用木条变高挡一挡,做船舷;然后沿用独木舟船首是尖的优点,行驶过程中减少阻力。
但是有同学又给他提出意见:木条还是要吸水的,要换个材料。
三、用沉的材料自己造船
按照学生要求,演示了两种不会吸水的材料,分别把橡皮泥和铝箔纸放到水底,捞出来材料并不吸水。只可惜他们是沉得,你们有办法让它们浮吗?
今年材料箱里的橡皮泥特别多,每个小组一块。可是却难到了很多小组,捏了好久才浮起来的,有的到后面结束活动了还不能浮起来。如上图,载重量最多的能放12个垫圈而有两首还是沉的。
我怕他们会受上一节课的影响,说出底面积大载重量大,所以特地都放在一起。正好能12个垫圈的小船的底面积比能放8个的要小一些,有一首沉的船的底面积很大,所以学生发现了不是底面积大小的问题,而是内空间的问题。
在这节课上发现的惊喜是,部分学生会折铝箔方形纸盒,大部分同学是折成船型或者碗形的。比较下来方形纸盒的载重量相对更大,而船型纸盒和碗形的为了造型,牺牲了材料,内空间相对小一些。【在这里,都是一些感性认识,经验级别的,但是为下一节课做了很好的铺垫】
四、用铝箔纸造大小不同的船
有了前一课的经验,这一次的课堂导入就利用学生资源,用她的方形盒状船来示范。
“上一节课谁的船载重量最好?”学生答某某某
拿着那位同学的船。问:“这样的船你会折吗?你能在12厘米长的正方形铝箔纸上画出折痕吗?”
纷纷表示自己会。于是就尝试作图了。
【这回,与之前上的也不一样。之前一直觉得这节课有点生硬,学生被牵着走的,非要画这么一个设计图似的。这回利用上一节课最优船来开始,更符合学生的意愿;画设计图变成画折痕,更符合学生的语言。】
画设计图
这回让学生自己设计,画折痕,所以学生的设计图是以折起1厘米为起点的,分别10×10×1、8×8×2、6×6×3,也有学生设计了4×4×4
【上一届学生因为是照着书上课的,结果发现载重量大的8×8×2,底面积也是最大的,于是学生总结的载重量和底面积有直接关系,这回学生设计了10×10×1,底面积最大,但是体积不是最大的,载重量也不是最大的,反而突破了这一混淆概念。】
五、做有动力的船
继续分析前一种船的有优缺点。利用传承创新的思想设计组装机械动力船。
1.制作动力船也没告诉学生这里注意啥哪里注意啥,就是自己琢磨自己安装。
2.然后,非常激动地试船,但是发现了不少问题:1.风车溅水;2.开不了直线;3.倒着开
3.探讨:
(1)为什么有些组的船溅水有些组的不溅水?【这个问题一时回答不上来】
换一种问法:“你的船放在课桌上,风车不会碰到桌面;为什么放到水里,却会碰到水面呢?”马上就都知道了,举起了很多手,“因为组装的问题导致了重心不稳”【重心不稳前面独木舟的时候已经接触过】
(2)倒着开,怎么回事?“把马达连接的导线正负级换一下。”【这是在小组巡视的时候,教师帮助解决的。马达相关内容是六年级的,这里是一个感性认识。】
(3)开不了直线怎么办?“装个舵”
于是就装起了舵。【这节课非常紧张,装个舵学生试试之后就没有时间交流了。】
六、理想地设计小船
五年级的学生第一次接触稍大型一点的工程项目,所以不知道根据实际情况去设计项目,也不知道后面自己能不能找到相关材料,虽然教师强调了要自己真的能实现的,下节课要带来的等要求。但是大部分设计图就如上面汇报的同学这样。
下面同学给出的建议是:
1.马达太多,太重
2.重心不稳
3.没有做防水,边沿没有船舷。
.......
【这样讨论三个设计,学生都说得很好,挺有道理的,也结合实际情况说了一点,但是第二天带来的小船,让人又喜又忧】七、自己造的小船
乐高船不能浮,因为大型马达重乐高本身也不轻;水轮船和单个塑料瓶船不能开直线;有些水轮车放到水中就不转了;重心不稳了等等,反而泡沫伐能在吹动下直线开到对岸。然后一批理想主义者回到现实解决自己的问题。 还因为班级中太多的人用了买的材料,与设计图不相符,所以我说了一句:与设计图不相符的3分就没了。不能设计一套做一套的,设计与制作是相统一的。很多孩子就目瞪口呆了,原来还这样“玩”。 回去改进以后,追加一节课做评价。
最后在评价中发现原来一开始一味追求美观(如乐高船)一味追求速度(如马达动力),可能最后综合分数并没那么高,而是需要权衡考虑各个因素的设计。
反思1:问题链驱动学生自主学习
由于前一首船的研究 ,发现了不足,产生了要改进的想法,于是就有了下一首船的研究。学生一个问题研究完又出现了一个新的问题,如此跟进,在问题链中不但前行研究。
反思2:创设微项目让学生通过工程实践来做科学探究
今天听了喻老师的讲座后再反思,这个单元不仅是项目工程的大单元结构,还是工程实践与科学探究相融合的单元。所以,对于独木舟这一课,也应该像竹筏那一课一样上,做成微项目,让学生自己造独木舟然后自己测试独木舟,来发现独木舟的优缺点,这样学生通过自己创作来探究,更加有成就感,也更能深入思考,要看看自己造船怎么样。