吳明輝

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

教學分析

1.學生關(guān)于“光和熱”的前概念

學生天天和光接觸，對于光可以轉(zhuǎn)化為熱，他們有自己的觀察和感知。由于受知識水平所限，學生不可能從光的本質(zhì)上去認識光，并科學描述光與熱之間的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。好在，學生在生活中也接觸了一些利用光的原理制作的物品，因此學習起來也是具有一定基礎(chǔ)的。本節(jié)課的目的是指引學生從活動中體驗到太陽是一種熱量的來源，物體在陽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，還與物體受陽光照射的角度有關(guān)。

2.傳統(tǒng)實驗教學遇到的問題

本課的教學目的之一是，指引學生從活動中體驗到太陽也是一種熱量的來源，物體在陽光下吸收到的熱量與物體材料的性質(zhì)有關(guān)。本課教學內(nèi)容的特殊性在于，上課時不一定是好天氣，而且實驗過程中云的多少、風的大小、氣溫的高低等因素都會影響實驗的效果。這就使學生很難獲得準確的數(shù)據(jù)，難以通過實驗得到正確的結(jié)論，對學生建構(gòu)科學概念造成困難。

3.解決思路

用白熾燈模擬太陽提供光源和熱源，可以較好地解決天氣的影響問題，但會引出一個新問題，傳統(tǒng)的溫度計誤差較大，對白熾燈的溫度反應(yīng)可能并不敏感。而且，小學生定時記錄數(shù)據(jù)的能力有限，難以形成連貫的過程性數(shù)據(jù)。如果用溫度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)溫度計，把物體在陽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，就能看到整個過程的曲線變化，讓實驗結(jié)果變得更直觀、更詳細。

具體來說，本課以發(fā)現(xiàn)的問題為引領(lǐng)，以問題探究為核心，以學生為主體，充分利用學生已有的認識和經(jīng)驗，以“怎樣才能得到更多的光和熱”作為探究的載體，通過猜想、實驗、推測，最后發(fā)現(xiàn)物體的材料與吸熱的關(guān)系。在教學過程中，注重學生的親身感受和思維訓練，不斷幫助學生構(gòu)建“物體的材料與吸熱有關(guān)”的科學概念。

教學過程

1.引入課題

談話：太陽是個熊熊燃燒的大火球，是我們地球最大的光源和熱源。請你說一說：人們在生產(chǎn)生活中是如何使用太陽的光和熱的？我們怎樣得到更多的光和熱？

設(shè)計思路：從生活現(xiàn)象出發(fā)，引出相關(guān)的科學概念，讓學生明白科學與生活密切相關(guān)，激發(fā)他們探索科學的強烈欲望，為他們后面的學習埋下伏筆。

2.探究新知

談話：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的熱有關(guān)嗎？

（引導學生用對比實驗的方法設(shè)計并運用臺燈、傳感器進行實驗探究，讓學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)計思路：通過組織學生進行實驗設(shè)計和利用傳感器實驗操作，培養(yǎng)學生動手操作能力、觀察能力以及分析數(shù)據(jù)的能力。設(shè)問引導，培養(yǎng)學生聯(lián)想推理和概括能力。特別有三個實踐創(chuàng)新：

第一，用白熾燈通電后發(fā)出的光和熱代替太陽的光和熱，實現(xiàn)了將室外的科學實驗轉(zhuǎn)移至室內(nèi)，最大的優(yōu)點就是不受天氣的影響，避免了云的多少變化、風與周圍氣溫變化的干擾，而且很好地控制實驗中擺放地點、方式、時間等因素。

第二，用溫度傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)溫度計，讓學生直觀明了地看到溫度變化的過程，實驗數(shù)據(jù)更加精確、直觀，他們能在有限的課堂時間里直接觀察到實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，極大地提高了課堂教學效率，這是傳統(tǒng)實驗器材無法做到的。

第三，為了進一步提高各組匯報實驗結(jié)果的效率，讓學生利用手機照相功能和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能等技術(shù)，把實驗結(jié)果實時傳到屏幕上，可以在短時間內(nèi)讓全班同學觀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，由于學生利用溫度傳感器匯報，一些無關(guān)的細節(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，更有利于學生對本課科學概念的理解。

3.微課學習

談話：物體受陽光照射角度與吸熱有關(guān)系嗎？

（之后，教師給學生播放微課實驗視頻，然后指導學生分析并得出結(jié)論：物體吸熱情況與陽光直射、斜射有關(guān)系，陽光直射時，紙袋升溫快。）

設(shè)計思路：由于上課時間有限，學生也掌握了傳感器的使用方法，為了節(jié)省時間和減少重復(fù)實驗操作，這里讓學生通過直接觀看微課實驗視頻，學習本課的另一個科學概念，他們通過分析實驗結(jié)果得出結(jié)論，培養(yǎng)推理、概括能力。

4.概括總結(jié)，拓展認識

教師根據(jù)學生在溫度傳感器實驗中的學習，組織他們歸納小結(jié)：物體顏色越深，受到太陽光垂直照射時，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生自主閱讀，再組織學生回答幾個與課題有關(guān)的問題，不斷幫助學生構(gòu)建“物體的材料與吸熱有關(guān)”的科學概念。

設(shè)計思路：這一環(huán)節(jié)的目的是，通過談話的形式引導學生得出相關(guān)結(jié)論，提高學生的總結(jié)以及概括能力。同時，讓學生通過自主閱讀、回答問題，進一步深入理解“物體的材料與吸熱有關(guān)”的科學概念，引導學生認識到自然事物的變化之間是有聯(lián)系的，讓他們把知識延伸，提高他們學習科學的興趣和探究能力，最終完成本課的教學目標。