◇李錫珍（浙江：衢州市衢江區(qū)實驗小學(xué)）

在區(qū)域內(nèi)疑難問題研討活動中，教師共同提出了一個問題：認識測量工具課程（如《彈簧測力計》《認識氣溫計》《認識量筒》）存在知識有余但能力不足的局面。分析原因，主要有如下3 個方面：首先，認識測量工具的課程，課堂上需要學(xué)生掌握工具的結(jié)構(gòu)、原理、操作方法及注意事項等，知識技能多而雜。其次，學(xué)生在生活中幾乎沒有接觸過這類測量工具，教師的教學(xué)重點往往是：認識并學(xué)會使用彈簧測力計；引出測量工具，介紹工具的結(jié)構(gòu)及用途；進行測量的示范和講解，強調(diào)測量中的注意事項，讓學(xué)生進行測量。這種教師通過介紹、示范和講解等方法進行的課堂教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)沒有自主性。最后，由于教師傳授的知識和技能，學(xué)生往往知其然而不知其所以然，在測量的過程中頻繁出錯。教師通過不斷強化記憶和訓(xùn)練，以提升學(xué)生的操作技能，但課堂收效甚微。

針對該問題，區(qū)域內(nèi)組織了優(yōu)質(zhì)課的同課異構(gòu)，教學(xué)的內(nèi)容為教科版小學(xué)科學(xué)四年級上《彈簧測力計》這一課，之后又開展了《認識氣溫計》這一課的同課異構(gòu)。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)行為的觀察，發(fā)現(xiàn)測量工具課型可以通過注重知識遷移、重現(xiàn)發(fā)明過程、設(shè)計實踐活動和合理使用說明書等方法展開設(shè)計，讓學(xué)生自主獲取知識技能，提升能力素養(yǎng)，從而打破認識測量課型知識有余但能力不足的局面，實現(xiàn)富有能力素養(yǎng)的科學(xué)課堂。

一、實現(xiàn)知識遷移

（一）由生活向新知遷移

開門見山地介紹新工具，會讓學(xué)生有一種距離感。我們根據(jù)工具的原理或結(jié)構(gòu)，從學(xué)生生活中尋找熟悉的事物遷移到工具原理或結(jié)構(gòu)，幫助其搭建工具與生活經(jīng)驗的橋梁，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)輕松有趣。在學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生變得更為自信，在課堂上更愿意舉手交流自己的觀點。如，彈簧測力計一課的引課：

師（出示拉力器）：你們知道這是什么嗎？

生：拉力器。

師：我今天要用它來比較力氣的大小，誰愿意上來比一比力氣？

（兩個學(xué)生分別拉拉力器。）

師：你們比出誰的力氣大了嗎？你的判斷理由是什么？

生：A 同學(xué)的力氣大，因為他的拉力器拉得更長。

師：所以，你發(fā)現(xiàn)了彈簧的什么規(guī)律？

生：力越大，彈簧越長。

師（出示兩根長短不同的彈簧）：長彈簧用小力拉，短彈簧用大力拉。這個現(xiàn)象支持你的觀點嗎？你準(zhǔn)備怎么修正觀點？

學(xué)生交流討論后得出結(jié)論：彈簧受力大，伸長長。

從學(xué)生生活中熟悉的拉力器的使用現(xiàn)象，概括出彈簧測力計的原理“受力大，伸長長”。這種從生活經(jīng)驗中概括出的新知，與學(xué)生原來的知識網(wǎng)有鏈接。當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中需要提取該知識時，就會通過知識網(wǎng)之間的鏈接間接提取。就好比人體神經(jīng)末梢和大腦的關(guān)系，當(dāng)我們手被針扎到了，神經(jīng)末梢馬上會把這種信息通過神經(jīng)系統(tǒng)傳遞給大腦，大腦做出反應(yīng)一樣，都是有路徑的。

（二）由舊知向新知遷移

各種測量工具的結(jié)構(gòu)和使用，有很多相通的地方：每種測量儀器都有刻度、測量范圍、單位；測量時視線要平視；等。學(xué)生會一種測量工具讀數(shù)，就能遷移到新的測量工具上，用同樣的方法去讀另一種測量工具的讀數(shù)。

舊知新識images/BZ_49_261_1913_696_2221.png力單位是（ ）測量范圍（）每一大格表示（ ）一大格有小格（ ）每一小格表示（ ）（注：用局部放大圖主要為了方便對比）images/BZ_49_746_1913_888_2383.png

當(dāng)教師幫助學(xué)生建立舊知與新知的橋梁，學(xué)生把從氣溫計學(xué)到的讀數(shù)技能遷移到彈簧測力計上，就能順利讀取彈簧測力計的示數(shù)。如果在學(xué)習(xí)尺子測量長度后，開始用遷移法讀取其他測量工具（量筒、溫度計、氣溫計等）的讀數(shù)，漸漸地，這種讀數(shù)技能便轉(zhuǎn)化為測量能力。

二、經(jīng)歷發(fā)明過程

推動創(chuàng)新必須堅持問題導(dǎo)向，通過發(fā)現(xiàn)問題、篩選問題、研究問題、解決問題，不斷推動社會發(fā)展進步。因此，《彈簧測力計》這節(jié)課可以改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，把創(chuàng)新思維作為這節(jié)課的生長點。教師帶著學(xué)生回到問題的最原始階段：怎么測量力的大小，一起經(jīng)歷彈簧測力計的設(shè)計過程，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，同時產(chǎn)生獲得知識的成就感，激發(fā)求知的欲望。

教師提前在黑板上方掛一根大號的耐疲勞彈簧。

環(huán)節(jié)1：提供一個100g 的物體。提問：它產(chǎn)生的力能使彈簧伸長多長呢？學(xué)生猜測后，教師演示并追問：怎么知道彈簧伸長了多長？從而確定零刻度和100 克物體產(chǎn)生的重力使彈簧伸長的長度。（設(shè)計意圖：幫助學(xué)生構(gòu)建零刻度和指針的前概念。）

環(huán)節(jié)2：提供一個200g 的物體。提問：它產(chǎn)生的力能使彈簧伸長多長呢？學(xué)生猜測后，教師演示、標(biāo)記。（設(shè)計意圖：在100g物體伸長長度標(biāo)記線的基礎(chǔ)上，又畫了一條200g 物體伸長長度的標(biāo)記線，學(xué)生比較兩根標(biāo)記線，直觀地感知標(biāo)記分布是均勻的，產(chǎn)生了刻度的意識。）

環(huán)節(jié)3：在彈簧上掛一個未知重量的物體，標(biāo)記伸長的長度。提問：它受到了相當(dāng)于多少克物體的重力？（設(shè)計意圖：通過解決未知物體的重量，讓學(xué)生在環(huán)節(jié)2 建立的關(guān)于刻度的意識外顯，并且能利用其解決環(huán)節(jié)3 的問題。如此，學(xué)生由內(nèi)而外地構(gòu)建了彈簧測力計刻度的概念。）

環(huán)節(jié)4：我的體重50 千克，能全部掛在彈簧上，從彈簧伸長長度測出我受到的重力嗎？（設(shè)計意圖：了解彈簧只有在一定范圍內(nèi)發(fā)生形變才能恢復(fù)原狀，為后面彈簧測力計不能測量超過量程的物體做鋪墊。）

由此可見：首先，學(xué)生通過經(jīng)歷彈簧測力計的發(fā)現(xiàn)過程，對彈簧測力有了一個全方位的認識。此時，學(xué)生面對測力計的結(jié)構(gòu)、操作，知其然又知其所以然，學(xué)習(xí)更為輕松。其次，為后面制作橡皮筋測力計做了如何確定零刻度、怎么劃分刻度等鋪墊。小組學(xué)生能協(xié)助完成橡皮筋測力計的設(shè)計與制作，獲得成功的體驗感。最后，讓學(xué)生一起經(jīng)歷彈簧測力計的設(shè)計過程，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，同時產(chǎn)生獲得知識的成就感，激發(fā)求知的欲望。

三、設(shè)計實踐活動

現(xiàn)代教學(xué)論和教育心理學(xué)提出，要重視研究和利用各種實踐形式，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的智力。在教學(xué)中，要注意引導(dǎo)學(xué)生親自動手，讓他們在實踐活動中主動獲取知識、探索規(guī)律，并應(yīng)用知識解決問題。

（一）找共性，知結(jié)構(gòu)

教學(xué)彈簧測力計的結(jié)構(gòu)時，可通過“找共性”的方法開展實踐活動。

如，教師提供幾種彈簧測力計的圖片，學(xué)生通過尋找各種彈簧測力計的共同點，明確彈簧測力計是由提環(huán)、彈簧、指針、刻度板、掛鉤等部分組成及各部分的作用。

除此之外，我們也可以組織學(xué)生尋找彈簧測力計和自制的簡易測力計之間的相似結(jié)構(gòu)，通過自制簡易測力計各個結(jié)構(gòu)的作用，了解彈簧測力計的提環(huán)、彈簧、指針、刻度板、掛鉤及這些結(jié)構(gòu)的作用。

（二）找問題，思操作

有的技能訓(xùn)練不需先示范、模仿，而是要讓學(xué)生嘗試錯誤，“笨拙”地摸索，讓他們有發(fā)揮自己智慧的機會。如，在彈簧測力計的測量過程，學(xué)生閱讀測量方法后，給每個學(xué)生一根彈簧測力計和一個鉤碼，讓學(xué)生測量1 個鉤碼的重量。我們會發(fā)現(xiàn)測得的鉤碼重量有0.4N、0.5N、0.6N等不同的答案。這時教師要認真對待測量數(shù)據(jù)的差異，追問：“你們是怎么測的？哪一種測量方法更準(zhǔn)確？”

這樣學(xué)生結(jié)合實際操作，在討論和質(zhì)疑中、在失敗和反省中，認識和學(xué)習(xí)規(guī)范，從而得出彈簧測力計的正確操作方法，達到規(guī)范的認同，形成規(guī)范的意識，自覺規(guī)范的行為。這樣的自省性規(guī)范比他律性規(guī)范更有效。

四、合理使用說明書

現(xiàn)在的人沒有看說明書的習(xí)慣，往往拿到一件新產(chǎn)品，直接上手摸索，對說明書視而不見——我相信，90%以上的人都中招了！像說明書這樣的應(yīng)用文的學(xué)習(xí)，在語文教學(xué)評價中已得到非常高的重視，在紙筆測試中，非連續(xù)性文本的閱讀就是體現(xiàn)。在認識測量工具的學(xué)習(xí)中，說明書的應(yīng)用，則是一個非常好的實踐機會。它不僅能提高學(xué)生獲取信息的能力，還能培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。這個好習(xí)慣對于學(xué)生來講終身受益。

《彈簧測力計》這一課的測量過程，教師不需要給學(xué)生過多示范和講解，提供一份彈簧測力計使用說明書、一根彈簧測力計和若干測量的物體即可。學(xué)生可根據(jù)說明書自主學(xué)習(xí)測量。當(dāng)然，如果學(xué)生第一次接觸說明書，或者工具本身自帶的說明書比較復(fù)雜，教師可以根據(jù)教學(xué)需要，進行適當(dāng)修改。下圖便是原說明書和修改過的說明書對比。

images/BZ_50_1696_1417_2227_1796.png說明書用途：測量力的大小，稱物體的重量。系中學(xué)物理力學(xué)教學(xué)演示和學(xué)生實驗常用僅器之一。構(gòu)造：由具有優(yōu)良測量性能的耐疲勞彈簧，可抽移彈性刻度板，提環(huán)、拉桿指針和工程塑料罩殼等構(gòu)成，刻度10NX0.2N，5NX0.1N、2.5NX0.05N。技術(shù)性能：零點平均示差不大于四分之一分度。任一點的平均示差不大于二分之一分度。任一點的重復(fù)稱量的最大示差不大于四分之一分度。其他符合JY0127-91《教學(xué)測力計》的有關(guān)規(guī)定。用 法：使用時提著秤上圓環(huán)，從上端抽動刻度板使指針對準(zhǔn)零位。讓要測的力沿彈簧的軸向作用在掛鉤上，指針最后所指刻度就是所測力的數(shù)量。水平或傾斜測力時，也要使指針在所測力方向上調(diào)試對零位，所測得的數(shù)目比不調(diào)零位的準(zhǔn)確。注意事項：1.所測力不要超過刻度限量。2.保護面板，勿與酸堿物接觸。3.出廠時條形盒測力計已用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)，不要隨意打開撥弄或調(diào)節(jié)彈簧，以免破壞準(zhǔn)確度。

學(xué)生根據(jù)簡化后的說明書，嘗試用彈簧測力計進行測量。整個學(xué)習(xí)過程學(xué)生均是主動參與，獲得的成就感會更強。通過這樣的學(xué)習(xí)，學(xué)生在以后使用新的工具時，第一個會想到說明書。教學(xué)中，教師不僅讓學(xué)生養(yǎng)成了看說明書的好習(xí)慣，同時還養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。

知識是教學(xué)的重點，但絕不是全部，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識技能的過程中提高能力素質(zhì)，才是目的。教師不但要關(guān)心學(xué)生獲得了多少知識，更要重視知識獲取的過程。讓學(xué)生主動參與知識獲取的過程，將更有利于他們終身學(xué)習(xí)和發(fā)展。