《机械与工具》单元的教学与思考
陈建秋 林建锋
将知识按结构关系进行重组，把学科知识按其内在的逻辑组成从简单到复杂的结构链，基本上以结构为大单元策划教学内容的组织，使贯穿教学的认知主线呈现出结构的逐步复杂化，这是教科版《科学》教材的一大特色。因此，在教学中我们应从整体把握教学内容，注意课时教学目标与单元教学目标之间的联系，权衡该内容在整个单元甚至整册书、整个小学阶段中的地位和作用。与此同时，要达到有效开展教学活动，还必须对学情进行准确定位，让学生掌握学习的主动权，并引领他们经历“科学过程”，发展学生的科学探究能力。
下面，以教科版六年级上册“机械与工具”单元为例，说说我们在这方面的一些思考。
一、把握教材结构体系，确定单元教学目标
要避免“盲人摸象”的结果，在教学中我们就要有一种宏观的视野和整体的思维。教材中的每个单元，是某一知识领域在各年级或者各学段的细化分解，是一根链条中的“一节”，一串项链中的“一珠”。有效的科学教学首先依赖于教师对教学内容的全面把握，没有这种全面把握和宏观视野，教学只能如“水中的浮萍”，只能在表面上随意游走，没有着陆的根。
科学课程标准（实验稿）出台时，将3～6年级的科学课程作为整个基础教育科学课程的一个相对完整的阶段，具体内容标准所表述的是6年级结束时绝大多数学生应达到的程度，不再划分年级或年段。但在教材编写时，教科版编写人员从纵向上注意了各册教材间科学概念发展的应用的逻辑顺序和科学探究能力发展的层次，特别注重内容的分解和板块链接，层次感、整体感都很强。其基本的设计思路是：通过活动水平层次的不断提升，使学生对科学探究的理解不断加深，科学探究的能力不断提高。具体如下：
三年级——对特定物体的观察和描述——发现观察对象更多的观察内容和采用更多的观察方法；学会提出问题，作观察记录及进行小组间的交流等。
四年级——有计划地对一个主题展开多侧面的调查——学习制定包括研究的问题、研究的方法、研究的准备、小组分工在内的研究计划，并付诸实施。
五年级——自主参与和完成一个比较完整的探究过程——学习之改变一个变量的对比实验及对实验现象和观察结果作出自己的解释。
六年级——尝试进行开放性较强的某些自主探究活动——在系统的观察和实验操作方面积累起更多的经验。
根据教材的编排意图，从六年级开始，我们应该为学生提供参与完整的和部分探究过程的机会。在完整的探究过程中，学生首先提出问题，然后设计研究方案、收集数据、构造原有问题的答案、交流探究过程和探究结果。在部分探究过程中，培养他们探究过程某些方面需要的能力和理解力。
“机械与工具”单元是六年级上册第一单元。《课程标准》中指出简单机械单元要求“通过学生动手操作机械，真正体验到机械能提高我们的工作效率，改善我们的工作环境。”“让学生了解这些简单机械在日常生活和农业生产中的应用，每种机械有什么功能，大致可用在什么场合，会在自己的周围环境中做简单的应用。”
基于新课标的要求和让学生亲历科学认识和探索的理念，《机械与工具》单元安排了循序渐进的八个教学内容：《我们常用的工具》、《打开盖子的工具》、《杠杆的研究》、《螺丝刀里的科学》、《动滑轮和定滑轮》、《起重机》、《在斜坡上》和《我的自行车》。其单元教学目标为：
引导学生从生活中熟悉的工具中，了解常用工具的特点、使用方法和作用，知道利用机械可以提高工作效率，并抽象出杠杆、轮轴、滑轮、斜面等简单机械结构；通过对杠杆、轮轴、滑轮、斜面等简单机械省力和费力、省时和费时、力的方向的研究，在科学探究、数据整理、原理分析的基础上揭示简单机械的工作原理；激励学生从实践中发掘有价值的科学问题，能合作设计简单、科学、完整的研究计划，并在研究计划的指导下开展科学探究活动。
从“三个维度”考虑，具体目标如下：
科学知识：
能够和同学们一起交流自己了解的常用工具的特点、使用方法和作用，并从别人发言中了解更多的常用工具。
认识杠杆这种简单的机械，知道杠杆上有三个点：重点、支点和力点。会做杠杆尺的探索性实验，了解杠杆的工作原理。
通过实验，认识到使用螺丝刀比较省力。能够知道合理使用轮轴也可省力。
通过实验，认识定滑轮和动滑轮的作用。认识滑轮组的作用。能够解释起重机能吊起重物的原理。
能用科学实验的证据来说明斜面的省力原理。能制订一个研究计划来研究斜面。
能够发现自行车上应用的机械原理。
科学探究：
尝试在实践中解决指定的科学问题，并发现更多的问题。能根据想研究的关于常用工具的问题分小组独立制定一个比较完整的研究计划。
在实践活动中能发现问题，并做出自己的分析解释。
能够通过实验观察记录，学习使用图示法简化问题。能够从众多看似杂乱的数据中，通过分析整理，发现科学规律。
对相关实验进行对比分析，突出主要变量，发现研究中的科学原理。
能够对想研究的问题进行有目的有计划的研究。能够写出与别人进行交流的研究报告。能与同学进行合作研究，能用文字和图画展示交流研究成果。
情感态度和价值观：
能够持续认真地参与探究活动，进行细致的观察。
在科学研究活动中乐于与同学合作，积极参与实验、分析和调查活动。
能积极参与科学实验和游戏活动并与同学友好地合作研究。乐于用学到的科学知识改善生活。
