【教材分析】学生在三年级已经发现有时物体是相对静止的,有时是运动的。那么怎样让一辆原本静止的小车运动起来呢?为了加大学生的挑战难度,本节课的教学活动设计为不仅让小车运动起来,还要让小车精准到站。教材中本节课的设计是通过在小车的一端挂上绳子,在绳子的另一端挂上垫圈,依靠垫圈的重力使得绳子产生拉力进而拉动小车运动起来。基于生活经验,四年级学生对于物体质量大,重力大,绳子拉力大,小车速度快这样的关系是已知的,因此本节课设计的聚焦活动是“精准到站的小车”,学生在该聚焦活动中需要不断调试,是对科学观念的应用。
【聚焦】出示一辆小车,教师提问:怎样让小车运动起来?
学生畅所欲言:用手推、用绳子拉动、用嘴巴吹等等。
教师:今天老师想让任务升级,不仅要让小车动起来,还要让小车在2秒钟精准到站,到站时间越接近越好。
【任务】让小车2秒精准到站。
教师出示材料:小车、绳子、垫圈、钩码、回形针、螺母、秒表。
学生设计实验方案,再领取实验材料,并完成实验,活动共18min。【研讨】
1.你是怎样让小车精准到站的?
2. 你们小组在测试过程中是如何调整的?
3.你们小组最终选择的最接近的时间是几秒?
【研讨】15min
https://www.bilibili.com/video/BV1qamdYLEuU/《让小车运动起来》学生实验视频
在学生实验过程中,教师巡视,发现多数小组是在绳子的一端挂上重物,开始小车无法运动,学生会继续增加绳子一端的重物,从而让小车运动起来。但是学生在调试精准到站的小车时有很多新的发现,具体如下:小组一:慢慢增加小车绳子一端上挂的重物的质量,直到时间最接近2秒。
小组二:这个小组一开始就选择在绳子一端挂上我所提供的材料中质量最大的螺母,用秒表计时时发现小车从起点到终点的时间只需要1秒钟不到,学生意识到时间太快了。此时他们想到了在小车车身上增加重物,他们是一个一个增加回形针,发现时间并不会改变多少,后来一个小组成员就把我提供的20多个回形针全部都倒进小车车身的凹槽里,最终测出来的时间依然是1秒钟不到。分析原因时学生解释:我们挂上螺母发现小车速度太快了,我们就把车身加重,但是加了20多个回形针发现速度还是很快。其他小组质疑他们的做法是20多个回形针的质量和绳子那一端挂的重物质量相差太大了,所以不能让小车速度明显减慢。
小组三:这个小组在绳子一端挂了一个很重的螺母,发现小车速度很快,这时候他们组想到了在小车上增加重物,但是测试结果发现速度依然很快。这时候他们想的方法是减少小车一端绳子所挂重物的质量,同时拿下了增加在小车本身上重物的质量,再次测试,其实时间并没有改变多少。这是一个典型的错误案例,学生想到的是要么两头都减少重量,要么两头都增加重量,其实这样小车速度是不会有太多改变的。该组学生没有想到当小车速度太快时,调试的方法有三种:第一种方法是减少绳子所挂重物的质量,第二种方法是在小车车身凹槽处增加物体,第三种方法是减少绳子所挂重物质量的同时增加在小车车声凹槽处放置物体的质量。
【教学思考】相较于教材,我们驱动小车的材料不仅限于垫圈,还包含其他各种重量不同的物体,有重量很重的大螺母,有质量非常轻的回形针。给予学生材料,学生从中自行选择材料,学生在实验调试过程中的很多方法都出乎意料。本节课设计的是一个大活动,聚焦学生对物体重力大,绳子拉力大,小车速度快的科学观念。长时间的研讨环节体现出了学生的创新思维,他们可以从不同角度思考让小车2秒精准到站的方法,提出新颖而有价值的观点和解决问题的方法。在这次试教中,最大的不足是学生的分享汇报只是挑选了几个小组上台分享实验记录单,并没有上台演示他们实际的调试操作过程,而且在实验记录单上学生的方案设计是在开始实验之前写的,在正式实验过程中学生的调试环节并没有及时更新在初始的方案设计栏中。之后的试教会选择不同调试方法的小组上台演示他们的调试过程,教师来计时,看看学生的记录结果与实际操作是否一致,这样也可以让台下的学生注意力集中在观看台上学生的演示过程中。