吳明輝

與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)儀器相比，傳感器具有技術(shù)新、功能強(qiáng)、性能可靠等優(yōu)勢(shì)。在執(zhí)教《怎樣得到更多的光和熱》一課時(shí)，我嘗試運(yùn)用傳感器技術(shù)，研究其對(duì)小學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念有何作用。

教學(xué)分析

1.學(xué)生關(guān)于“光和熱”的前概念

學(xué)生天天和光接觸，對(duì)于光可以轉(zhuǎn)化為熱，他們有自己的觀(guān)察和感知。由于受知識(shí)水平所限，學(xué)生不可能從光的本質(zhì)上去認(rèn)識(shí)光，并科學(xué)描述光與熱之間的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。好在，學(xué)生在生活中也接觸了一些利用光的原理制作的物品，因此學(xué)習(xí)起來(lái)也是具有一定基礎(chǔ)的。本節(jié)課的目的是指引學(xué)生從活動(dòng)中體驗(yàn)到太陽(yáng)是一種熱量的來(lái)源，物體在陽(yáng)光下吸收到的熱量不僅與物體材料的性質(zhì)（顏色、表面光滑程度等）有關(guān)系，還與物體受陽(yáng)光照射的角度有關(guān)。

2.傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)遇到的問(wèn)題

本課的教學(xué)目的之一是，指引學(xué)生從活動(dòng)中體驗(yàn)到太陽(yáng)也是一種熱量的來(lái)源，物體在陽(yáng)光下吸收到的熱量與物體材料的性質(zhì)有關(guān)。本課教學(xué)內(nèi)容的特殊性在于，上課時(shí)不一定是好天氣，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中云的多少、風(fēng)的大小、氣溫的高低等因素都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的效果。這就使學(xué)生很難獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，難以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到正確的結(jié)論，對(duì)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念造成困難。

3.解決思路

用白熾燈模擬太陽(yáng)提供光源和熱源，可以較好地解決天氣的影響問(wèn)題，但會(huì)引出一個(gè)新問(wèn)題，傳統(tǒng)的溫度計(jì)誤差較大，對(duì)白熾燈的溫度反應(yīng)可能并不敏感。而且，小學(xué)生定時(shí)記錄數(shù)據(jù)的能力有限，難以形成連貫的過(guò)程性數(shù)據(jù)。如果用溫度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)溫度計(jì)，把物體在陽(yáng)光下吸收到的熱量與材料的性質(zhì)關(guān)系以數(shù)字化的形式顯示，就能看到整個(gè)過(guò)程的曲線(xiàn)變化，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果變得更直觀(guān)、更詳細(xì)。

具體來(lái)說(shuō)，本課以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題為引領(lǐng)，以問(wèn)題探究為核心，以學(xué)生為主體，充分利用學(xué)生已有的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以“怎樣才能得到更多的光和熱”作為探究的載體，通過(guò)猜想、實(shí)驗(yàn)、推測(cè)，最后發(fā)現(xiàn)物體的材料與吸熱的關(guān)系。在教學(xué)過(guò)程中，注重學(xué)生的親身感受和思維訓(xùn)練，不斷幫助學(xué)生構(gòu)建“物體的材料與吸熱有關(guān)”的科學(xué)概念。

教學(xué)過(guò)程

1.引入課題

談話(huà)：太陽(yáng)是個(gè)熊熊燃燒的大火球，是我們地球最大的光源和熱源。請(qǐng)你說(shuō)一說(shuō)：人們?cè)谏a(chǎn)生活中是如何使用太陽(yáng)的光和熱的？我們?cè)鯓拥玫礁嗟墓夂蜔幔?/p>

設(shè)計(jì)思路：從生活現(xiàn)象出發(fā)，引出相關(guān)的科學(xué)概念，讓學(xué)生明白科學(xué)與生活密切相關(guān)，激發(fā)他們探索科學(xué)的強(qiáng)烈欲望，為他們后面的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

2.探究新知

談話(huà)：人們夏天一般喜歡穿淺色的衣服，冬天喜歡穿深色的衣服，物體的顏色與吸收太陽(yáng)的熱有關(guān)嗎？

（引導(dǎo)學(xué)生用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法設(shè)計(jì)并運(yùn)用臺(tái)燈、傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生利用傳感器收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，得出顏色越深、表面越光滑，紙袋吸熱越多、升溫越快的結(jié)論。）

設(shè)計(jì)思路：通過(guò)組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和利用傳感器實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力、觀(guān)察能力以及分析數(shù)據(jù)的能力。設(shè)問(wèn)引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想推理和概括能力。特別有三個(gè)實(shí)踐創(chuàng)新：

第一，用白熾燈通電后發(fā)出的光和熱代替太陽(yáng)的光和熱，實(shí)現(xiàn)了將室外的科學(xué)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移至室內(nèi)，最大的優(yōu)點(diǎn)就是不受天氣的影響，避免了云的多少變化、風(fēng)與周?chē)鷼鉁刈兓母蓴_，而且很好地控制實(shí)驗(yàn)中擺放地點(diǎn)、方式、時(shí)間等因素。

第二，用溫度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)溫度計(jì)，讓學(xué)生直觀(guān)明了地看到溫度變化的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加精確、直觀(guān)，他們能在有限的課堂時(shí)間里直接觀(guān)察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，極大地提高了課堂教學(xué)效率，這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材無(wú)法做到的。

第三，為了進(jìn)一步提高各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的效率，讓學(xué)生利用手機(jī)照相功能和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能等技術(shù)，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)時(shí)傳到屏幕上，可以在短時(shí)間內(nèi)讓全班同學(xué)觀(guān)察到各組不同顏色物體的吸熱多少的變化，從而掌握更多信息。另一方面，由于學(xué)生利用溫度傳感器匯報(bào)，一些無(wú)關(guān)的細(xì)節(jié)被淡化，因而他們可以更容易注意變量之間的相互影響，從而把注意力放在有用的信息上，更有利于學(xué)生對(duì)本課科學(xué)概念的理解。

3.微課學(xué)習(xí)

談話(huà)：物體受陽(yáng)光照射角度與吸熱有關(guān)系嗎？

（之后，教師給學(xué)生播放微課實(shí)驗(yàn)視頻，然后指導(dǎo)學(xué)生分析并得出結(jié)論：物體吸熱情況與陽(yáng)光直射、斜射有關(guān)系，陽(yáng)光直射時(shí)，紙袋升溫快。）

設(shè)計(jì)思路：由于上課時(shí)間有限，學(xué)生也掌握了傳感器的使用方法，為了節(jié)省時(shí)間和減少重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，這里讓學(xué)生通過(guò)直接觀(guān)看微課實(shí)驗(yàn)視頻，學(xué)習(xí)本課的另一個(gè)科學(xué)概念，他們通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，培養(yǎng)推理、概括能力。

4.概括總結(jié)，拓展認(rèn)識(shí)

教師根據(jù)學(xué)生在溫度傳感器實(shí)驗(yàn)中的學(xué)習(xí)，組織他們歸納小結(jié)：物體顏色越深，受到太陽(yáng)光垂直照射時(shí)，可以得到更多的光和熱。

之后，教師提供宇航服方面的圖片資料讓學(xué)生自主閱讀，再組織學(xué)生回答幾個(gè)與課題有關(guān)的問(wèn)題，不斷幫助學(xué)生構(gòu)建“物體的材料與吸熱有關(guān)”的科學(xué)概念。

設(shè)計(jì)思路：這一環(huán)節(jié)的目的是，通過(guò)談話(huà)的形式引導(dǎo)學(xué)生得出相關(guān)結(jié)論，提高學(xué)生的總結(jié)以及概括能力。同時(shí)，讓學(xué)生通過(guò)自主閱讀、回答問(wèn)題，進(jìn)一步深入理解“物體的材料與吸熱有關(guān)”的科學(xué)概念，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然事物的變化之間是有聯(lián)系的，讓他們把知識(shí)延伸，提高他們學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和探究能力，最終完成本課的教學(xué)目標(biāo)。