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[原创]一堂由学生实验引起的难磨的课

一堂由学生实验引起的难磨的课

——小学科学六上教材《杠杆的研究》磨课记

安吉外国语学校  叶军

 

    引子

20074月,在衢州举行的浙江省2007年小学科学课堂教学评比活动中,我执教的《杠杆的研究》一课获得了一等奖。课后,在《浙江小学科学网》的论坛的“省评优质课”专贴上,很多现场的老师发表了对我执教的这一节课的不同看法。

如手机号码1309373****的老师短信评道:“为了黑板上的一句话浪费时间,不值得,简单问题复杂化,普遍存在与目前的科学教学中。”手机号码1381992****的老师也短信评道:“叶军老师的课,学生已经知道杠杆的省力规律,再做实验验证,这样的处理是否合理?是否符合探究性学习原则?”手机号码1396813****的老师短信评道:“教师给了结论,接下来验证性的活动没有意思。”等。

也有老师(快乐舟子195)评道:“老师的《怎样的杠杆才省力》是这么多课里面听的最有悬念,一步步深入思考下去的课,或者说最具有探究味,让人不断的质疑,通过数据分析老师的讲解,又释疑,既而又有新问题产生,直到最后全部搞清楚……”

一节课,缘何引起了这么多的争议?

起源于试教时一位学生对我的质疑。

一、试教意外:

参加省优质课竞赛,选课自然慎而又重。结合往年老师的参赛经验,翻遍三到六年级的所有教材,最后选定了这一课,觉得一是能够充分体现学生探究的过程,二是对实验数据的处理比较方便,学生容易从数据中发现规律,三是学生运用杠杆的生活经验比较丰富,课堂应该比较顺利,四是远在衢州参赛,器材比较容易取得和携带。

研读教材和教参后,根据教参的建议设计了教学的思路,前几次的试教中过程都比较顺利,剩下的基本上就是掐算学生实验操作的时间和汇报分析数据的时间。直到有一次试教,出现了意外(片断如下):

……

师:通过我们刚才的实验和数据分析,你发现怎样的杠杆是省力的?

生:翘起来的杠杆。

师:这些杠杆在格数和钩码数上有什么特点呢?

生:右边的格数大于左边的格数,右边的钩码数少于左边的钩码数。

师:如果我们把左边的钩码当作重物,左边的钩码当作力,你觉得力点与支点的距离和重点离支点的距离成什么关系时,杠杆就省力?

生:力点离支点的距离大于重点离支点的距离。

师:说得非常好。

我正想把这个结论写到黑板上时,一个“不和谐”的声音传入了我的耳际:“老师,我觉得不一定!”

我转过头一看,原来是班上“最好动”的王志恒。

“怎么不一定?”我转身问道。

“我们小组刚才实验时,发现左边第2格挂2个钩码,右边第4格挂1个钩码,杠杆就平衡了,而且在左边第1格挂7个钩码,右边第5格挂1个钩码时,杠杆尺根本就撬不起来。”王志恒觉得发现了“新大陆”,一口气说到。

“我们分析的是翘起来的杠杆。”我还没意识到他话中的意思。

“可是,力点离支点的距离大于重点离支点的距离,杠杆不一定翘起来,也就是不一定省力!”王志恒反驳道。

“啊?”我一时怔住了。其他学生一听,也觉得有道理,纷纷举出了他们实验中翘不起来的例子。

是不是教材没看透?课上不下去了。我一边听着学生的举例,一边思考着王志恒提出的问题。想想反正是试教,干脆跟着学生的感觉走。一节课就这样在学生再一次的实验和谁也说服不了谁的争辩中结束了。

二、误入歧途:

下课后,我马上翻开了教参,再一次仔细研读,结果大失所望。原来教参提供的是一种不完全的归纳法,忽略了省力状态下的杠杆平衡和翘不起来的现象,只要求学生从翘起来,也就是明显省力的状态下去归纳杠杆的省力规律。

再看教材,和教参如出一辙。

是我在庸人自扰吗?难道小学科学中对杠杆的认识只要求学生把握到这一层?但在试教中,学生在实验中的观察和思考已经超出了我们(包括教材)对学生的预计。如果在竞赛的课堂上,再来一个“王志恒”,而我没有很好的解决措施的话,那结果可想而知了。

我想到了网上同行对杠杆的研究,马上键入关键词进行搜索,结果查找到了200412月在温州全国教科版科学教育研讨会上展示的一节《杠杆尺的平衡》课堂实录,认真拜读之后,不仅为施教者的精彩设计拍案叫绝。但我不能踩着前人的脚印向前走,我必须有自己的思路和特色。

再一次研读,突然眼前一亮:左边的格数×钩码数=右边的格数×钩码数,杠杆就平衡。那么,在我的设计中,不正可以利用找到平衡点作为突破口吗?

眼前的一次“豁然开朗”,让自己信心满怀,于是在教研组老师的共同探讨下,马上设计出了一份自己觉得“无懈可击”的方案:

(一)导入、出示课题:(略)

(二)改变力点位置探究杠杆尺的状态:

1、小组实验:杠杆尺左边的第2格挂2个钩码,右边的2个钩码分别从第1格挂到第5格,观察并记录杠杆尺的状态。

2、分析记录表:

 1)三种状态说明不是所有的杠杆都省力。

 2)初步结论:右边的格数>左边的格数,杠杆就省力。

(三)改变力点钩码的数量与位置探究杠杆尺的状态:

1、设疑:用2个钩码去撬起2个钩码,用的力和翘起的重物是一样的,不稀奇,要继续研究,你有什么好的建议?(1个钩码)为什么不用345个钩码呢?(省力就要用少的钩码去翘多的钩码)

2、学生实验:用1个钩码翘2个钩码,观察、记录杠杆尺的状态,并判断是否省力。

3、小组汇报分析:

1)实验的结果是否符合刚才得出的结论吗?怎么不符合?(展示学生实验记录单)

2)看第一次实验有什么前提在里面吗?(比较两张记录表,第一次实验左右钩码数相等)

3)当左右钩码数不相等时,杠杆的省力不仅和格数有关,还和什么有关?(钩码数)怎样的关系?

4)小组讨论得出结论:在左右钩码数不相等的情况下,当“右边的格数×钩码数>=左边的格数×钩码数”时,杠杆就省力。

(四)同时改变重点与力点的钩码的数量与位置探究杠杆尺的状态:

1、设疑:看来科学是在不断发展的!我们通过第二次实验,又得出了一个结论,它能作为判断杠杆是否省力的标准吗?怎么去检验?

2、思维训练指导:(如果规律成立,让杠杆尺省力,一次性怎么挂准钩码的位置。)

1)左边第1格挂4个钩码,右边用2个钩码,怎么挂?你怎么知道的?

2)我左边第2格挂5个钩码,右边用3个钩码,怎么挂?

3、学生实验检验规律:自主决定左右两边的钩码数量和位置,要求一次性挂出省力的杠杆,并做好观察记录。

4、通过实验验证,有没有不符合结论的?再次证明了什么?

(五)拓展延伸:

1、如果在左边第5格上挂2个钩码,右边只用1个钩码,在这个尺上还能不能做实验?怎么办?

 2、如果在右边第8格挂2个钩码,左边可以怎么挂?

3、今年是2007年,如果在杠杆尺的左边第1格挂2007个钩码,右边我只挂1个钩码,至少挂在第几格?左边的2007个钩码挂在第2格呢?

从方案的设计来看,先让学生通过2个钩码翘2个钩码的实验初步得出“右边的格数>左边的格数,杠杆就省力”的结论,然后通过1个钩码翘2个钩码的实验修正初步结论,得出“右边的格数×钩码数>=左边的格数×钩码数”时,杠杆就省力”这个结论,再通过学生的实验验证进一步证明这个结论是正确的,最后将学生的思维由尺上拓展到尺外,挖掘学生思维的深度和广度。整节课的设计体现了“初步结论——>修正结论——>验证结论——>拓展结论”这样一个思维训练过程。

3月底,湖州市小学科学优质课评比在德清实验学校举行,我参加了活动听课并将我的教案设计分发给在场的市县教研员,请他们提出修正意见。

第二天,长兴的教研员李勇胜老师找到我说:“中学物理中的杠杆省力判断只看力臂的长短,不看用力大小的。这样的设计有科学性的错误!”

“啊?”我再一次懵了。离赛课只剩下半个月的时间,如果真的科学性有错误,岂不是要全部推倒重来?

三、柳暗花明:

回到安吉后,我整理了一下思路,马上致电省教研员喻伯军老师,提了两个问题:1、教材和教参对省力杠杆规律的推理不完全;2、怎样才能让学生相信翘不起来的杠杆也是省力的。老师马上答复我教参只是参考,要有自己的新认识,并且举了一个例子告诉我翘不起来也省力,只是用的力不够大,还提醒我不要把简单问题复杂化。

有了老师的解释,加上我前段时间的试教和自己的思考,我决定重新调整思路,站在一个相对较高的层面来思考学生实验中可能出现的情况,让学生充分暴露他们在实验中的思维和想法并相机解决。

在和县教研员洪莺老师的多次探讨中,我整理出了对教材处理的一个思路:

活动一:状态感知

通过2个钩码翘2个钩码的实验让学生感知杠杆尺的三种状态,初步明白费力、不省力也不费力和省力。得出“右边的格数>左边的格数,杠杆就省力”的结论。

活动二:实验验证(分三步走)

第一步,理清实验验证的两个基本前提:右边的钩码数要少于左边的钩码数和右边的格数要大于左边的格数。

第二步,学生实验:学生自主决定左右两边的钩码数和格数,实验观察并记录。

第三步,分析实验数据(分三种情况处理):

1)翘起来的数据。实验现象和结论相一致,学生肯定认同。

2)平衡的数据。

由于第一个实验对学生思维的迁移作用,学生基本会认为是不省力也不费力。此时选择两组实验装置2,2,2,21,4,4,1(左边格数,左边钩码数,右边格数,右边钩码数),让学生通过对比发现在右边钩码数少于左边钩码数的情况下翘平衡也是省力。

3)翘不起来的数据。

这种状态也省力,是学生最难理解的,也是整节课的一个难点。

如何化难为易,给学生铺设台阶,让学生真正理解杠杆省力的原理呢?在这一环节中,学生必须排除思维上的两个迁移障碍:1、杠杆尺能否省力和用力大小无关;2、杠杆尺能否省力和杠杆尺状态无关,尤其是和用力大小无关。

怎么才能让学生理解呢?首先得让学生看到翘起来的实际,明白只要增加力点的钩码,但不需要加大到和重点一样的钩码数,即可以用少的钩码数翘起多的钩码数,这个杠杆是省力的。然后借助老虎钳这一学生容易理解的生活实例,脱离杠杆尺上用力点的钩码数。最后在学生充分肯定在杠杆尺的这个点上用力时,这个杠杆是省力的情况下,通过四层追问:1、在这个杠杆的第5格上挂上1个钩码,难道这个杠杆就变得不省力了啊?2、在这个杠杆的第5格上挂几个钩码,会不会影响这个杠杆省力?跟挂几个钩码有没有关系?3、跟杠杆尺的状态有没有关系?4、跟什么有关系?让学生理解杠杆能否省力只和力点的位置(力点离支点的距离大于重点离支点的距离)有关。

在这一过程中,学生的思维将发生激烈的碰撞,但这个碰撞是有价值的,如果处理得好,将成为整节课中的一个亮点。

活动三:拓展延伸

在学生对杠杆省力规律有一个较明确的认识后,通过三个点的位置关系来判断杠杆是否省力和移动点的位置将费力的杠杆变成省力的杠杆,来进一步强化学生的认识,让学生在思维层次上有一个巩固和提升,形成更清晰的认识。

基本思路确定后,通过几次试教,总感觉学生在探究目的性上不是很明确,状态不是很容易进入,和市教研员杨海荣老师沟通后,决定将施教教材的课题改为《怎样的杠杆才省力》,直指研究的核心问题。

四、评价反思:

赛课后,老师在总结会上评道:“对省力杠杆的本质分析非常到位,设计非常独特,思维力度很大,教师思考严密细致。……教师在报到时修改了课题,说明材料上报后仍在探讨、修改,好!”

嘉山县的两位老师在《浙江小学科学网》上发表了一篇题为《两位科学老师眼中的2007浙江省小学科学优质课评比活动》中写到:“听完《怎样的杠杆省力》一课后的第一感觉是迷糊,尤其是听到一半时,自以为叶军老师的设计有点套公式和纯粹为结论服务的嫌疑,于是在听课本上记下了‘牺牲了学生所有思维机会。对概念的内涵与外延的扩大把学生带入了思维的泥沼’的评语。难道老师对本课的教学目标会出现如此之大的偏差?课后立即跑上台去请喻伯军老师和陈素平老师指点,老师只是淡淡的一句话:‘看看教案后边的试教体会。’在浏览完试教体会之后,我们深为老师对科学教学深刻的洞察力和作为一个科学老师责任心所敬佩。正是在多次的教学中,老师发现了书本陈述的教学方法是不完整的,试图将所有概念内涵罗列出来,并加以引导,让学生形成较为完整的认知。当看到问题,看到传统教学的不足时,老师舍弃了简单的教学行为,尝试演绎着更为复杂的课堂,这不正是小学科学一直在追寻的努力目标吗。……因为它(这节课)已经超越了一堂课的价值,让我们看到了科学教师身上蕴育着的大科学、大教育观,也看到了省评优课不单是让老师获奖的活动,还应具有的探索与引领价值。”

网上的评价让我有些汗颜,回校后,我根据实况录像做了课堂实录和反思,现在回顾整个磨课的过程,我深有所感:

1、不断地学习与积累,不断地提升自身科学知识的储备量。如果我自己对杠杆的省力规律有一个明确的认识,那在磨课过程中就不会走这么大的弯路。同样,在教材中,还有很多方面的问题不是我们所全然知晓的,还需要我们不断实践并努力探索。

2、多些倾听,多些观察,多些思考,多些反思。科学的课堂是展示师生智慧的课堂,教师作为引领者,应更多地关心学生的所思所想。多些倾听与观察,和学生一起进步;多些思考和反思,将使我们的课堂变得更加睿智。

3、磨课让我们进步更多。课不厌多磨,磨一次,进步一次;磨一次,提升一层。磨课多反思,通过磨课,让我们实实在在看到自己在教材处理中的问题,教学策略上的失误等等。通过磨课,也让我们找到了一条成长的捷径。

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只有经历这样的赛课,在专家、教师多方面的评课和自己的反思中才会有大的进步和提升!

试一试、磨一磨、赛一赛、评一评,等等,我们就会快速成长起来。叶老师的课的实录已经看过了,的确很精彩,这种精彩是体现在你的大教材观和大科学观上的,这是我们努力的方面!

谢谢叶老师带给我们的好课,学习!

水清则好,水浅则灵!
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在这里,我又一次领略到了“好事多磨”这四个字的真正含义。虽好事多磨,一波三折,但最终得到的是自身素养的提升和优异成绩的收获,为叶老师喝彩!向叶老师学习!
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看了6楼的观点,我有一种重新演绎这一堂课的冲动!

的确,一堂课需要不断地研磨,才能恰到好处地把握。基本处理:

活动一:

1、左边2个钩码,右边2个钩码,问学生能挂出几种状态?(向左斜、平衡、向右斜)让学生操作。

2、左边作重点,右边作力点,分析三种状态下的省力状况。

3、观察支点与重点、力点的关系。

4、得出初步结论:右边的格数(力点离支点的距离)>左边的格数(力点离重点的距离),杠杆就省力。

活动二:改变左右钩码数和格数,验证结论。(处理过程同本课)

这样处理:让学生关注到“点”的变化。

有一点:在学生看来,“真理”是需要经得起实践检验的。因此,在本课的处理中,对于左右不同钩码数的情况下平衡和翘不起来也省力的状态是不能回避的。否则,即使在课堂中学生不一定能发现,但课后学生实验中一定能发现。我的想法:与其回避,不如面对。

当然,对一个教材内容,处理手段有多种。找平衡是一种思路,教材是一种思路,我的处理也是一种思路。哪一种思路更能让学生接受和明白,就是最好的思路。

“深入深出”,我有同感。学生思维的转折太大,对五年级学生,的确接受不容易。六年级相对情况应该好些。这种教法,我想在科学课堂中,我们教师应该关注学生科学思维的发展和培养。

我抛一块“砖”,引来大家这么多的“玉”,这是始料不及的。谢谢各位的支持与批判,我将继续研究这一节课。

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研究就是这样的!
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