設(shè)計(jì)分析 《點(diǎn)亮小燈泡》是教科版小學(xué)科學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第一單元《電》中的第二課。前面一課介紹了摩擦起電及電荷的知識(shí)，為學(xué)習(xí)簡單電路進(jìn)行了知識(shí)上的鋪墊。 我對(duì)比了現(xiàn)行的小學(xué)科學(xué)蘇教版教材，這一內(nèi)容被安排在了五年級(jí)上冊(cè)第三單元《電和磁》的第一課，而且沒有電荷知識(shí)的鋪墊，直接從一張圣誕樹上的彩燈圖片開始，呈現(xiàn)一個(gè)電池、三根導(dǎo)線和一個(gè)小燈泡，向?qū)W生發(fā)出挑戰(zhàn)：你能用下面的材料點(diǎn)亮小燈泡嗎？ 起初，我很認(rèn)可教科版的內(nèi)容，從電荷到電路中的電流，知識(shí)體系清楚，學(xué)生學(xué)習(xí)難度會(huì)減小。然而，在試教了一兩個(gè)班后，我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生并不是頭腦空空來到教室——他們有對(duì)電的認(rèn)知，盡管不是很清晰。特別是在有個(gè)別學(xué)生因短路操作被燙了一下后，我突然想到：當(dāng)初研究電的科學(xué)家，他們?cè)?jīng)也一定被燙過，他們也是經(jīng)歷了許多年的研究，才逐漸對(duì)電是如何運(yùn)行的有了認(rèn)識(shí)。為什么不讓我們的學(xué)生也經(jīng)歷科學(xué)家經(jīng)歷過的事情呢？ 科學(xué)的本質(zhì)是主觀世界對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，是發(fā)現(xiàn)物質(zhì)及其相互作用或運(yùn)行的規(guī)律。在科學(xué)探究課上，教師就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生去體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的樂趣。同時(shí)，考慮到課堂要有學(xué)生思維質(zhì)量的提升，我設(shè)計(jì)了從眾多“發(fā)現(xiàn)”中去學(xué)會(huì)總結(jié)，并找尋共同特征的實(shí)驗(yàn)歸納思維培養(yǎng)環(huán)節(jié)。 教科版教材中有對(duì)電流的簡單介紹，而蘇教版教材中沒有提及電流。我們地區(qū)已經(jīng)實(shí)行全年級(jí)共用一套課本，多數(shù)情況下并不發(fā)放課本給學(xué)生看。因此，學(xué)生頭腦中對(duì)于電路中有什么，是如何運(yùn)行的并不明確。這樣，我就有機(jī)會(huì)讓學(xué)生對(duì)電路內(nèi)在的規(guī)律進(jìn)行猜想，構(gòu)建自己的學(xué)說。 在實(shí)驗(yàn)材料的結(jié)構(gòu)配置上，教科版教材設(shè)計(jì)了讓學(xué)生嘗試用一根導(dǎo)線點(diǎn)亮小燈泡，并讓學(xué)生判斷課本圖中哪種方法可以點(diǎn)亮小燈泡。而蘇教版教材中則呈現(xiàn)了三根導(dǎo)線，并附有一幅連接配圖（連接處不是很清晰，為探索留下空間）。我分析認(rèn)為：一根導(dǎo)線顯然讓“發(fā)現(xiàn)”的數(shù)量不足，而三根導(dǎo)線會(huì)影響課堂效率，所以兩根導(dǎo)線最為合適。至于如何連接導(dǎo)線來點(diǎn)亮小燈泡，教師可以放手讓學(xué)生自己去設(shè)計(jì)。 基于以上考慮，本節(jié)課以認(rèn)識(shí)電流的通路為知識(shí)目標(biāo)，貫穿體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)樂趣的設(shè)計(jì)主線，把教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)簡化為實(shí)驗(yàn)層面的發(fā)現(xiàn)與思維層面的發(fā)現(xiàn)，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維的提升與科學(xué)精神的培養(yǎng)。 教學(xué)過程 1.聚焦話題，導(dǎo)入新課 呈現(xiàn)一些當(dāng)?shù)亟ㄖ锇滋炫c夜晚的對(duì)比，聚焦到光、光源，進(jìn)而引入燈泡、電池、導(dǎo)線等材料。 設(shè)計(jì)意圖：從夜晚當(dāng)?shù)亟ㄖ锏拿谰耙?，能引起學(xué)生的注意與興趣，增強(qiáng)熱愛家鄉(xiāng)的情感滲透。這一環(huán)節(jié)簡單明了為宜。 2.介紹材料，發(fā)布挑戰(zhàn) 首先，教師先向?qū)W生介紹一下課本上的白熾燈泡、電池等，讓學(xué)生對(duì)它們的結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。 接著，向?qū)W生提出挑戰(zhàn)任務(wù)——點(diǎn)亮小燈泡。 任務(wù)要求： 材料只有一節(jié)電池、一個(gè)小燈泡和兩根導(dǎo)線。導(dǎo)線可使用兩根，也可以只用一根。老師想看看，哪個(gè)小組發(fā)現(xiàn)點(diǎn)亮小燈泡的方法最多？ 為了不出現(xiàn)組內(nèi)爭搶或課堂無序，教學(xué)中我們應(yīng)該增加兩方面引導(dǎo)： （1）分工建議——誰負(fù)責(zé)電池，誰負(fù)責(zé)導(dǎo)線連接，誰負(fù)責(zé)拿燈泡，誰負(fù)責(zé)檢查電路連接是否符合設(shè)計(jì)圖，做好可行性記錄（打×或√）。 （2）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖的要求——要求每個(gè)學(xué)生先在作業(yè)本上畫出電池與小燈泡連接的設(shè)計(jì)簡圖（建議用鉛筆連線）。 設(shè)計(jì)意圖：有序分工，鼓勵(lì)發(fā)現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的參與熱情。強(qiáng)調(diào)做圖和電路的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，能促進(jìn)學(xué)生動(dòng)腦設(shè)計(jì)，構(gòu)建模型。 3.發(fā)放材料，初次實(shí)驗(yàn) 各組領(lǐng)取材料，教師巡視，詢問是否有被燙的情況，如果有，馬上終止全班實(shí)驗(yàn)。 詢問被燙學(xué)生，指出短路的危險(xiǎn)。同時(shí)，要提示學(xué)生實(shí)際操作時(shí)的連接方式與自己的設(shè)計(jì)簡圖保持一致。 學(xué)生再次進(jìn)行探究活動(dòng)。若用兩根導(dǎo)線成功的小組，鼓勵(lì)他們只用一根導(dǎo)線試一試，這樣可以悄悄地?cái)U(kuò)大學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”的數(shù)量。 設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生初次操作肯定會(huì)發(fā)生短路而被燙手這一必然情況，讓他們體驗(yàn)到科學(xué)研究存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)一種科學(xué)研究中的冒險(xiǎn)精神。同時(shí)，對(duì)操作的規(guī)范性要求也能培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。 4.思考“發(fā)現(xiàn)”，歸納共性 學(xué)生在黑板上完成4-6個(gè)簡圖的連線后，進(jìn)行討論分析（見圖一）。 師：同學(xué)們，這些設(shè)計(jì)圖都可以讓燈泡亮起來嗎？（指著其中一個(gè)）這種連接方式可以嗎？ 生：可以。 師：用實(shí)驗(yàn)證明過的小組舉手。 （各組組長舉手） 師：好，看來大部分小組都驗(yàn)證了這一連接方式。那這個(gè)圖呢？驗(yàn)證過的請(qǐng)舉手。（可能出現(xiàn)只有一兩個(gè)組舉手的情況） 師：看來許多組沒有試過這個(gè)方案，那就不能說明他們的連接方法正確了，科學(xué)結(jié)論需要經(jīng)得起別人的重復(fù)檢驗(yàn)?，F(xiàn)在給20秒時(shí)間，所有小組都來驗(yàn)證這種連接方式。 …… （逐一明確黑板上畫出的連線圖） 師：這些連接方法不同，卻都能讓燈泡亮起來，說明了什么？（學(xué)生一般會(huì)沉默幾分鐘，這時(shí)候要放慢節(jié)奏等一等。當(dāng)有學(xué)生說出自己的想法時(shí)，教師要及時(shí)鼓勵(lì)。如果答不到點(diǎn)上，教師可以再進(jìn)行一定的提示） 師：這些連接方案都被證明成功了！方法各不相同，卻都能完成同一個(gè)任務(wù)，說明了什么？ 生：說明這些方法有相同的地方。 師：那是什么相同呢？ 生：我發(fā)現(xiàn)了，電池的兩端要分別與燈泡的兩個(gè)接觸點(diǎn)相連，燈就亮了，這是相同的地方。 師：是這樣嗎？ 生：是的，都是這樣相連的。 …… 隨后，引出通路的概念。 設(shè)計(jì)意圖：世界的表象如此豐富，科學(xué)要揭示其背后共同的規(guī)律。教師在學(xué)生自主探索完成“發(fā)現(xiàn)更多點(diǎn)亮小燈泡的方法”后，引導(dǎo)他們從多樣的表象中構(gòu)建電流通路的模型，讓學(xué)生經(jīng)歷了一次發(fā)現(xiàn)之旅——思維層次上的發(fā)現(xiàn)。 5.發(fā)散猜想，構(gòu)建學(xué)說 了解到電流通路結(jié)構(gòu)，基本上達(dá)到了課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。然而，部分學(xué)生是可以再對(duì)其進(jìn)行適度拔高教學(xué)，形成學(xué)習(xí)上的發(fā)展進(jìn)階，這就需要將教學(xué)向深度思維推進(jìn)。中高年級(jí)學(xué)生已初步具備一定的抽象思維能力，讓他們嘗試猜想電路的微觀構(gòu)成，往更深層的原理機(jī)制導(dǎo)引就是對(duì)抽象思維的訓(xùn)練。 師：那這個(gè)通路是如何點(diǎn)亮小燈泡的？你覺得電池和導(dǎo)線里有什么？它們是如何運(yùn)行的？ 生：我覺得是能量從電池流動(dòng)到了燈泡，燈就亮了。 師：那是怎么流動(dòng)的呢？ 生：我認(rèn)為是從正極發(fā)出能量，從負(fù)極也發(fā)出能量，然后兩股能量在燈泡處匯合，它們碰撞就讓燈絲發(fā)光了。 師：這位同學(xué)不僅猜測了電池里面有什么，怎么運(yùn)行，還指出了它們是如何發(fā)生作用導(dǎo)致燈絲發(fā)光的。我們有了第一種說法，那就以你的名字命名吧，叫“××學(xué)說”。 實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生還提出電流單向說、燈絲發(fā)熱說、正負(fù)電子碰撞說…… 師：大家不僅發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)亮燈泡的方法，找到了背后的共同之處，還提出了燈絲發(fā)光原因的猜想，而且大家的猜想都很有道理。歷史上研究電的科學(xué)家，起初他們也不知道電池或電路里有什么，進(jìn)行著怎樣的運(yùn)行。就像大家一樣，他們也提出了許多猜想。 設(shè)計(jì)意圖：在學(xué)生得出共同規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步讓他們對(duì)電路內(nèi)部不可見的物質(zhì)及其運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行大膽猜想，既將科學(xué)探究的思維引向深處，又符合科學(xué)研究在一定階段向本源進(jìn)發(fā)的特點(diǎn)。同時(shí)，給學(xué)生的猜想冠以他們的名字，既是科學(xué)史上常用的方式，也是對(duì)學(xué)生原創(chuàng)性的尊重。 6.回顧總結(jié)，拓展延伸 將對(duì)電流通路的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)展到所有用電器的應(yīng)用上（生活中的例子）。 以游戲結(jié)束：全班學(xué)生手拉手圍成大圈，其中兩個(gè)學(xué)生手拿導(dǎo)電球兩端，通過其他同學(xué)手的松開與拉起，讓導(dǎo)電球亮與滅，形象地說明通路、斷路以及引出安全用電的話題。 課堂總結(jié) 科學(xué)理性有兩個(gè)來源：歐幾里德的邏輯論證和培根與伽利略開創(chuàng)的實(shí)證研究。本節(jié)課從這兩個(gè)基點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合科學(xué)史，創(chuàng)設(shè)發(fā)現(xiàn)的探索情境。在實(shí)驗(yàn)探究方面，教師讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)其關(guān)注新發(fā)現(xiàn)。面對(duì)別人的結(jié)果，要質(zhì)疑、驗(yàn)證，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)得到證據(jù)。在思維培養(yǎng)方面，教師重視實(shí)驗(yàn)歸納法的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)透過表象發(fā)現(xiàn)規(guī)律。對(duì)于暫時(shí)無法深入探究的事物，鼓勵(lì)猜想，構(gòu)建自圓其說的理論。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是創(chuàng)造的因素之一，而用發(fā)明理論來解釋現(xiàn)象也是一種創(chuàng)造。基于此，教師在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，就能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)在思維的高階層次上進(jìn)行。同時(shí)，本節(jié)課既有科學(xué)方法的培養(yǎng)，也滲透了科學(xué)精神的教育。 （《中國教師報(bào)》2020.09.03 王鵬作者單位系山西省長治市潞州區(qū)華夏斯坦福學(xué)校） | 
