李飛

《風(fēng)向標(biāo)的秘密》是三年級(jí)下冊(cè)第四單元《今天刮什么風(fēng)》教學(xué)后的拓展性自編內(nèi)容，是在學(xué)生對(duì)風(fēng)向標(biāo)的作用、基本結(jié)構(gòu)已有了初步認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，圍繞“研究風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的秘密”這一探究任務(wù)展開(kāi)教學(xué)。其教學(xué)目標(biāo)定位為：能設(shè)計(jì)不同的風(fēng)向標(biāo)，探究風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的秘密;知道風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的原因取決于前翼和尾翼的面積差異，并不取決于兩翼的尖角朝向和形狀;經(jīng)歷思維、探究的過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣。

本課的教學(xué)，教師通過(guò)真實(shí)的情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、作出猜想、設(shè)計(jì)方案、搜集證據(jù)、得出結(jié)論，使學(xué)生的思維發(fā)展經(jīng)歷發(fā)生、發(fā)展、提升的全過(guò)程，體現(xiàn)了“科學(xué)思維的訓(xùn)練與培養(yǎng)在課堂教學(xué)中應(yīng)有跡可尋”的教學(xué)理念。

基于學(xué)情，把握思維起點(diǎn)

教師教學(xué)要明晰學(xué)生的前概念和最近發(fā)展區(qū)，把握學(xué)生思維水平和能力的起點(diǎn)，然后安排合理的教學(xué)進(jìn)階，使學(xué)生的思維水平和能力得到提升。關(guān)于風(fēng)向標(biāo)的結(jié)構(gòu)、作用等，學(xué)生借助前一節(jié)課的學(xué)習(xí)，有了一定的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)階基礎(chǔ)。同時(shí)，該年齡段的學(xué)生的思維發(fā)展處于皮亞杰理論中所闡述的具體運(yùn)算階段，即由具體形象思維向抽象思維過(guò)渡，思維的基本過(guò)程日趨完善和逐步穩(wěn)定地形成各種概念。

通過(guò)前測(cè)，三年級(jí)的學(xué)生潛意識(shí)里認(rèn)為風(fēng)向標(biāo)能指示風(fēng)向，是因?yàn)橛蓄?lèi)似于三角形、箭頭形等具有尖頭、尖角形狀的前翼造成的。在其他條件不變的情況下，尖頭或尖角的朝向發(fā)生改變時(shí)，風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的情況也可能發(fā)生改變。

基于以上學(xué)情，教師擬通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究活動(dòng)，糾正存在偏差的前概念，在學(xué)生認(rèn)知能力可接受的范圍內(nèi)，揭示風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的秘密。

巧設(shè)問(wèn)題，激起思維漣漪

學(xué)起于思，思源于疑，問(wèn)題的提出是學(xué)生思維的開(kāi)始。好的問(wèn)題往往是學(xué)生未曾考慮過(guò)，但又急切想知道的，這能充分激起學(xué)生思維的漣漪，以及濃厚的探究興趣。

課堂上，教師直接出示一只風(fēng)向標(biāo)模型（如圖1），向?qū)W生提問(wèn)：“如果老師手中的小電扇對(duì)著風(fēng)向標(biāo)來(lái)制造風(fēng)，你們認(rèn)為這只風(fēng)向標(biāo)會(huì)怎么指示？” 因?yàn)閷W(xué)生前一節(jié)課已經(jīng)認(rèn)識(shí)了風(fēng)向標(biāo)，并通過(guò)制作風(fēng)向標(biāo)知道了風(fēng)向標(biāo)的基本結(jié)構(gòu)和具有指示風(fēng)向的作用，所以學(xué)生一致認(rèn)為風(fēng)向標(biāo)的前翼（三角形）會(huì)指向小電扇，即風(fēng)吹來(lái)的方向。隨后，我打開(kāi)小電扇對(duì)著風(fēng)向標(biāo)吹風(fēng)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果與學(xué)生所說(shuō)一致。

接著，我把風(fēng)向標(biāo)的前翼、尾翼分別掉個(gè)頭（如圖2），學(xué)生滿臉疑惑地竊竊私語(yǔ)起來(lái)。教師停頓了一小會(huì)兒，順勢(shì)提出相關(guān)問(wèn)題。

教學(xué)片段一：

師：你們有什么想說(shuō)的嗎？

生：這樣的風(fēng)向標(biāo)樣子怪怪的。

生：它還能指示風(fēng)向嗎？

師：你們覺(jué)得這只風(fēng)向標(biāo)還能指示風(fēng)向嗎？如果不能指示風(fēng)向了，為什么？如果能，會(huì)怎么指？你又是怎么想的？

生：我認(rèn)為它不能指示風(fēng)向了。因?yàn)槿切蔚那耙肀粨Q了方向后，尖尖的角就插進(jìn)橫桿里了。沒(méi)有尖角就指不了風(fēng)向了。

生：我也覺(jué)得這個(gè)風(fēng)向標(biāo)指不了風(fēng)向。因?yàn)榍耙砗臀惨淼姆较蚨颊{(diào)換了，方向都亂了，所以就應(yīng)該無(wú)法指風(fēng)向了。

生：我認(rèn)為能指風(fēng)向。

師：那你認(rèn)為哪一頭會(huì)指向風(fēng)吹來(lái)的方向？

生：黑色的大尾翼（六邊形）會(huì)指向風(fēng)吹來(lái)的方向。因?yàn)樗{(diào)轉(zhuǎn)方向后，就形成了尖尖的角指向了外面，就像箭頭一樣。而另一頭三角形的后沿變得平平的了。如果有風(fēng)，有尖角的大尾翼會(huì)指向風(fēng)向。

生：我也同意。尖角在哪一頭，哪一頭就會(huì)指向風(fēng)吹來(lái)的方向，所以黑色的尾翼（六邊形）會(huì)指向風(fēng)吹來(lái)的方向。

生：還是能指示風(fēng)向的。因?yàn)榍耙砗臀惨黼m然方向上變了，但是大小上一點(diǎn)沒(méi)有變。還是大的在后，小的在前。

師：你說(shuō)的“大的在后，小的在前”能再說(shuō)明白些嗎？

生：就是小的三角形會(huì)指向風(fēng)吹來(lái)的方向，而大的六邊形會(huì)指向相反的方向。

教師突如其來(lái)的“改裝”，不僅使學(xué)生內(nèi)心充滿了好奇，更猶如一塊小石頭使他們?cè)酒届o的腦海里泛起層層思維的漣漪。經(jīng)過(guò)短暫的思考后，學(xué)生利用已有的經(jīng)驗(yàn)，積極地發(fā)表自己的見(jiàn)解和想法，在你一言我一語(yǔ)中，開(kāi)始思維的碰撞。

關(guān)注設(shè)計(jì)，推開(kāi)思維浪花

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制訂方案是啟迪和發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的載體與方式，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)是將學(xué)生頭腦中內(nèi)在的想法顯性化的過(guò)程，是科學(xué)探究活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)?？紤]到學(xué)生知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和身心發(fā)展的特點(diǎn)，在該環(huán)節(jié)中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，使探究過(guò)程科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、方法可行、考慮周密。

在學(xué)生就改裝后的風(fēng)向標(biāo)能否指示風(fēng)向進(jìn)行交流后，教師引導(dǎo)學(xué)生把探究焦點(diǎn)聚集到：風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)可能會(huì)與前后兩翼的“尖角朝向”“面積大小”有關(guān)。隨后，每個(gè)小組在“尖角朝向”和“面積大小”中，選擇其中一個(gè)感興趣的因素作為自己小組要研究的假設(shè)。然后重點(diǎn)思考、討論：需要哪些器材？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)中要注意什么？

在小組交流中，教師根據(jù)學(xué)生提到的器材，逐一呈現(xiàn)風(fēng)向標(biāo)支架、翼片、電扇等，引導(dǎo)學(xué)生研討如何設(shè)計(jì)。

教學(xué)片段二：

師：有的小組認(rèn)為風(fēng)向標(biāo)能指示風(fēng)向與尖角朝向有關(guān)，那你們打算怎么做？

生：我們想辦法改變尖角的朝向，可以讓尖角朝里、朝外。

師：老師這里有風(fēng)向標(biāo)的翼片，你能不能上臺(tái)把你們的想法演示一下？

（學(xué)生上臺(tái)進(jìn)行演示。）

師：只有這一種方法嗎？

生：還可以讓有尖角的部分朝上或朝下。

（學(xué)生一邊說(shuō)一邊演示。）

生：朝著斜上方和斜下方也可以試試。

生：因?yàn)槲覀円?yàn)證尖角朝向會(huì)不會(huì)影響風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)，所以我們可以讓尖角朝著不同的方向試試看。

師：有的小組認(rèn)為風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向與前翼尾翼之間的面積大小有關(guān)，你們又打算怎么做？

生：可以改變兩翼的面積，讓前翼和尾翼一個(gè)大，一個(gè)小。

生：兩翼面積一樣大的情況也可以試一試。

師：怎么想的？

生：一般風(fēng)向標(biāo)的兩翼都是一大一小，如果換成一樣大后不能指示風(fēng)向了，那就說(shuō)明面積大小會(huì)影響風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)。

師：大家贊同嗎？

（大部分學(xué)生示意贊同。）

生：我對(duì)他的想法有個(gè)疑問(wèn)。如果要是面積一樣大時(shí)，還能指示風(fēng)向嗎？

師：來(lái)，請(qǐng)你繼續(xù)解釋一下。

（教師示意前一位學(xué)生。）

生：如果面積一樣大時(shí)還能指示風(fēng)向，那就說(shuō)明面積大小不會(huì)影響風(fēng)向標(biāo)指風(fēng)向的本領(lǐng)。

生：你說(shuō)得不全面，我覺(jué)得還要看面積一大一小能否指示風(fēng)向。如果兩翼一大一小和同樣大小都能指示風(fēng)向，那才能說(shuō)明和面積大小無(wú)關(guān)。有一種情況能指示風(fēng)向，而另一種情況不能指示風(fēng)向，那就說(shuō)明和面積大小有關(guān)。

師：你的言下之意，就是兩種情況都要驗(yàn)證，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)論。

生：是的。

師：你考慮問(wèn)題非常全面，為你點(diǎn)贊。老師這里有大三角形、小三角形、大六邊形、小六邊形的翼片，并且大三角形和大六邊形的面積相等，小三角形和小六邊形的面積相等。可供你們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行選擇。

在組織全班交流之后，各小組針對(duì)各自的假設(shè)，選擇相應(yīng)的翼片粘貼在記錄單上，設(shè)計(jì)不同組合的風(fēng)向標(biāo)，進(jìn)行展示交流，完善設(shè)計(jì)方案。之后，教師又引導(dǎo)學(xué)生從如何制造風(fēng)、風(fēng)力大小、如何控制風(fēng)吹的距離等實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)方面進(jìn)行了討論，確定了操作程序和規(guī)則（如圖3）。

有了思維的深度參與，探究就不會(huì)只停留在活動(dòng)的表層。通過(guò)思考、討論、交流，學(xué)生逐步完善實(shí)驗(yàn)方案等一系列過(guò)程，顯而易見(jiàn)的是學(xué)生的思維始終參與其中，思維的發(fā)展逐漸趨向科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、周密。

做思共生，涌起思維浪潮

科學(xué)課程倡導(dǎo)“動(dòng)手動(dòng)腦做科學(xué)”，只有讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)實(shí)驗(yàn)、搜集數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)結(jié)論等實(shí)踐活動(dòng)，才能助推科學(xué)探究真正發(fā)生。在學(xué)生獲得相關(guān)實(shí)驗(yàn)信息后，教師要引導(dǎo)他們進(jìn)行梳理分析，比較歸納，得出結(jié)論，從而對(duì)探究問(wèn)題進(jìn)行回答，這有利于促進(jìn)學(xué)生的思維往深處發(fā)展。

學(xué)生組裝和測(cè)試風(fēng)向標(biāo)這一探究活動(dòng)結(jié)束后，教師首先引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展組內(nèi)思考和交流，讓各小組根據(jù)本組的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行思考和討論，嘗試得出結(jié)論。然后組織全班進(jìn)行觀察和歸納，讓各小組將成功指示風(fēng)向的設(shè)計(jì)和不能指示風(fēng)向的設(shè)計(jì)分別粘貼到黑板上，經(jīng)歷觀察、比較、思辨，找出風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的秘密。

教學(xué)片段三：

（圖4都是能指示風(fēng)向的設(shè)計(jì)，其中學(xué)生標(biāo)△的一端是指向風(fēng)向的一端;圖5都是不能指示風(fēng)向的設(shè)計(jì)。）

師：以上這些風(fēng)向標(biāo)，有的能指示風(fēng)向，有的卻不能。你能發(fā)現(xiàn)其中的秘密嗎？

生：我發(fā)現(xiàn)能指示風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)都是一頭面積大，另一頭面積小。

生：如果前后（兩翼）面積一樣大的話，就不能指示風(fēng)向了。

師：這給我們什么啟發(fā)？

生：風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)和前后兩翼的面積有關(guān)。兩翼面積一大一小才能指示風(fēng)向，面積相同無(wú)法指示風(fēng)向。

生：我還發(fā)現(xiàn)，都是面積小的那一頭指向風(fēng)向。

師：誰(shuí)能把風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)與兩翼的面積大小之間的關(guān)系，說(shuō)得完整和全面些？

生：風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)和前后兩翼的面積有關(guān)。兩翼面積一大一小才能指示風(fēng)向，而且總是面積小的那一頭指向風(fēng)吹來(lái)的方向。

師：你說(shuō)得非常好。大家再思考思考，尖角朝向會(huì)影響風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)嗎？

生：不會(huì)。因?yàn)橹灰L(fēng)向標(biāo)的兩翼一大一小，不管尖角朝哪個(gè)方向，都能指示風(fēng)向。所以，尖角朝向并不影響風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)。

師：瞧，大家找到風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的秘密啦！

很明顯，面對(duì)兩種不同的測(cè)試結(jié)果，在探尋“秘密”的過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用了分類(lèi)、比較、歸納等思維方法。在小組和全班兩個(gè)層面的討論和交流中，學(xué)生之間有個(gè)人思考、組際思辨、凝練提升，不僅揭開(kāi)了秘密，思維也得到了發(fā)展。

適當(dāng)延伸，拓寬思維之域

巧妙地增設(shè)延伸活動(dòng)，可以拓寬學(xué)生的思路，激發(fā)他們的主觀能動(dòng)性，幫助他們形成主動(dòng)探究的科學(xué)精神，從而促使其科學(xué)思維的發(fā)展。

當(dāng)學(xué)生通過(guò)實(shí)測(cè)對(duì)風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的“秘密”有了一定的認(rèn)識(shí)后，教師又先后出示了兩翼分別是圓形、方形，且面積不同的風(fēng)向標(biāo)（如圖6、圖7），讓學(xué)生判斷其是否能指示風(fēng)向，并說(shuō)出理由。最后，還留了一個(gè)課后作業(yè)讓學(xué)生進(jìn)一步了解和調(diào)查，將探究活動(dòng)延伸至課外。

教學(xué)片段四：

師：老師這里還有一只風(fēng)向標(biāo)。（出示如圖6的風(fēng)向標(biāo)）借助先前所學(xué)，你們判斷下，它能指示風(fēng)向嗎？說(shuō)一說(shuō)理由。

生：能指風(fēng)向。因?yàn)檫@只風(fēng)向標(biāo)兩翼面積一大一小，應(yīng)該能指示風(fēng)向的。

生：而且小圓的那一端會(huì)指向風(fēng)吹來(lái)的方向。

師：你們同意嗎？

生：同意。

師：眼見(jiàn)為實(shí)，我請(qǐng)個(gè)同學(xué)用小電扇測(cè)試一下它。

（一名學(xué)生手持小電扇對(duì)著這只風(fēng)向標(biāo)吹風(fēng)測(cè)試，結(jié)果與學(xué)生的判斷一致。）

師：（出示如圖7的風(fēng)向標(biāo)）那這只風(fēng)向標(biāo)能指示風(fēng)向嗎？

生：也能指示風(fēng)向。因?yàn)榍昂髢梢砻娣e有大有小，并且是面積小的那一端指向風(fēng)吹來(lái)的方向。

（仍然請(qǐng)一名學(xué)生上臺(tái)進(jìn)行實(shí)測(cè)驗(yàn)證，結(jié)果是小正方形的一端指向風(fēng)吹來(lái)的方向。）

師：從對(duì)這兩只風(fēng)向標(biāo)的測(cè)試中，你們又收獲了什么呢？

生：風(fēng)向標(biāo)兩翼的形狀可以是各種各樣的，不一定非要是箭頭形或三角形。

生：這樣看來(lái)，兩翼的形狀也不會(huì)影響風(fēng)向標(biāo)指示風(fēng)向的本領(lǐng)。

師：要想風(fēng)向標(biāo)能指示風(fēng)向，必須具備什么前提？

生：前后兩翼的面積大小不同。

師：確實(shí)如此。關(guān)于風(fēng)向標(biāo)的秘密還有很多。大家可以在父母或朋友的幫助下，進(jìn)一步了解和調(diào)查。比如為什么風(fēng)向標(biāo)只有在前翼和尾翼面積大小不同時(shí)，才會(huì)指示方向呢？相信你們還會(huì)有更多的收獲。

著名教育學(xué)家斯滕伯格說(shuō)過(guò)，教育最主要的目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生的思維。教師要立足課堂，把握學(xué)情，在諸如提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、拓展延伸等教學(xué)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)中，滲透思維訓(xùn)練，提升學(xué)生的思維能力和思維品質(zhì)。