在探究中建构科学认知
——小学科学《用力以后》教学设计
字数:2904
2026-02-08
版名:教育理论
杨洋老师授课现场
□杨 洋
力是无处不在的。如何将学生有关力的生活化体验转化为科学概念?苏教版小学科学二年级上册第三单元《用力以后》作为力学的启蒙单元,通过《推和拉》《形状改变了》以及《动起来与停下来》三课,帮助学生对力的作用形成感性认知,为四年级《常见的力》和《物体的运动》两个单元的学习奠定重要基础。
在单元首课将课时主题与单元主题相结合,本课在《形状改变了》一课的基础上进行再设计。旨在引导学生通过探究活动,发现力的大小与物体形变的关系,促使学生从体验走向探究,从动手实验走向初步归纳和分析,从感性经验走向理性认知,从而为后续学习力的知识搭建思维支架。
一、联系生活引出“力”
1.谈话激趣,介绍面塑
师:同学们,有一种指尖魔法能让普通的面团华丽变身,你们知道是什么吗?没错,正是面塑。可别小看这一传统技艺,它承载着我国几千年的历史文化,是我国民间艺术的瑰宝,也是国家级非物质文化遗产之一。那大家知道这些栩栩如生的面塑作品,是如何在匠人手中一步步诞生的吗?让我们通过视频了解一下。
2.启发思考,链接形状与力
师:视频看完了,谁能说一说面塑的制作手法都有哪些?在制作过程中,是什么让面塑泥千变万化?
3.出示课题:用力以后
设计意图:以面塑文化引入课题,既能激发学生的求知欲,又能激发学生情感层面的民族自豪感。
二、具身体验感受“力”
1.聚焦观察
师:看到这些栩栩如生的面塑作品,相信很多小朋友都迫不及待想要尝试。有一个小朋友学着非遗传人的制作手法创作了一些作品,其中有一张笑脸很特别,请大家仔细观察,特别在哪里?是的,眉毛的形状不同。那怎样才能做出这粗细长短各异的眉毛呢?
2.动手体验
师:老师给大家准备了一些面塑泥,请大家在1分钟内,尝试做出一条细又长和一条粗又短的眉毛,在制作过程中感受力的作用。
3.引导发现
师:大家通过不同的手法,把一块块面塑泥变成了形状各异的“眉毛”,在这个过程中,是什么在发挥作用?力的大小对面塑泥的形状变化有什么影响?
设计意图:通过动手体验,引导学生将“形象的作品”与“抽象的力”建立初步联系。
三、实验探究研究“力”
1.提出问题
物体的形状变化与力有关吗?
2.作出猜想
师:请大家针对“物体的形状变化与力有关系吗?有怎样的关系?”这一科学问题,提出自己的猜想。
3.设计实验
( 1)实验方案讨论
师:老师给大家准备了橡皮筋,能否用橡皮筋验证力可以改变物体的形状?又能否用橡皮筋验证用力越大物体形状变化越大,用力越小物体形状变化越小?力是看不见摸不着的,怎样才能让大家“看到”我们用力了?
师:老师还准备了钩码,钩码这一材料对我们设计实验有什么帮助?需要用小一点的力拉橡皮筋应该怎么做?需要用大一点的力又该如何操作?
师:如何记录橡皮筋的拉伸长度呢?(出示实验刻度板并介绍)请大家利用以上材料,小组讨论设计实验方案。
( 2)明确实验步骤和要求
师生共同总结实验步骤:挂—比—记—整。
教师提示实验注意事项:轻拿轻放钩码;读数时视线要与橡皮筋的最下端平齐。
4.实验验证
学生以小组为单位进行实验,教师巡视指导,帮助学生解决实验中遇到的问题。
5.收集数据,得出结果
引导学生汇报实验数据,并根据数据分析变化规律,得出实验结果。
进一步提问:为什么钩码数量越多,橡皮筋的拉伸长度越大?引导学生分析得出:钩码数量越多,对橡皮筋的拉力越大,橡皮筋拉伸长度越长。6.分析结果,再次激疑
师:力的大小如何测量?
介绍数字化实验仪器——力学传感器,演示使用力学传感器测量悬挂不同数量钩码时对橡皮筋的拉力。
7.总结实验结论
引导学生观察并分析钩码数量、用力大小和橡皮筋拉伸长度三部分数据,总结实验结论,验证之前的猜想。
设计意图:本环节为科学探究,主要包含两部分内容。第一部分由教师半“扶”半“放”,引导学生亲历科学探究过程,让学生对科学探究形成初步感知,达成探究实践目标;第二部分教师利用力学传感器进行演示实验,直观展现悬挂不同钩码时力的大小变化,将原教材中通过钩码数量增减感性认知力大小变化的方式,转变为数字化、直观化和可视化的呈现。随后引导学生观察数据、表达发现,达成科学思维目标。
四、梳理拓展应用“力”
1.总结收获
引导学生分享本节课的收获,回顾总结学习内容:力可以改变物体的形状;力虽看不见摸不着,但可以通过其产生的作用感知;力是有大小的,且大小能够被测量等。
2.实践拓展
布置课后实践活动——做个花馍馍。
设计意图:通过师生共同总结,巩固本课重点知识,加深学生对力的科学认知,培养学生的总结和反思意识。以“非遗”破题,又以“非遗”收尾,前后呼应,持续激发学生的探究兴趣。同时,制作花馍馍融入劳动课程元素,在延伸科学课堂、激发创新思维的同时,提升了学生的劳动能力。
点 评
杨洋老师设计的《用力以后》一课,以苏教版小学科学二年级上册力学启蒙内容为载体,巧妙融合非遗文化与现代科技,构建了“体验—探究—应用”的科学学习闭环,为培养低年级学生的科学核心素养提供了生动的教学范例。
一、素养导向下的目标设计:从具象体验到科学思维的进阶
教学目标精准对接《义务教育科学课程标准(2022年版)》要求,将“力可以改变物体形状”的知识目标转化为可操作的探究活动。通过“捏眉毛”体验活动,让学生在动手操作中建立力与形变的感性认知;借助“钩码拉橡皮筋”实验,引导学生收集数据、分析现象,初步形成“在一定范围内力越大形变越大”的科学概念,实现了从生活经验到科学概念的转化。特别是“使用力学传感器测量力的大小”这一设计,将抽象的力数字化、可视化,既培养了学生“收集信息和分析数据”的科学素养,又渗透了“基于证据得出结论”的科学思维方法。
二、文化浸润的情境创设:传统技艺与科学探究的有机融合
导入环节通过面塑作品展示与制作视频播放,将“捏、揉、搓”等制作手法与力的作用建立关联,既激发了学生的探究兴趣,又渗透了民族文化。课堂中“制作不同形状眉毛”的任务设计,将面塑技艺转化为科学探究的问题情境,使学生在解决“如何用不同力塑造不同形状”的过程中,自然生成“力与形变关系”的猜想。课后延伸“制作花馍馍”活动,以非遗文化为纽带,将科学探究从课堂延伸到生活,实现了“科学态度与责任”素养的落地。
三、进阶式实验探究:脚手架设计助力科学思维发展
针对二年级学生探究能力有限的学情,实验环节采用“扶放结合”的脚手架设计,引领学生经历完整的科学探究过程。从“如何用钩码替代拉力”的方案讨论,到“挂—比—记—整”的实验步骤总结,再到数据记录表格的可视化设计,每一步都为学生提供了清晰的探究路径。特别是引入力学传感器进行定量测量,将教材中基于钩码数量的定性分析升级为数字化的定量研究,既突破了“力的大小”这一抽象概念的理解难点,又培养了学生“用数据说话”的科学意识。
四、跨学科实践创新:技术赋能与劳动教育的跨界融合
教学过程中多处体现跨学科整合的创新思维。利用数字化教学设备展示力的测量数据,融合了科学与信息技术;“制作花馍馍”的课后任务,将科学探究与劳动教育、美术创作相结合,学生在设计造型时需考虑力对面团形变的影响,在制作过程中体验传统文化与科学原理的结合。这种跨界设计不仅拓展了科学学习的维度,也呼应了新课标“跨学科主题学习”的要求。
(点评教师:陕西省教学能手田阳阳)