教學(xué)背景

本課內(nèi)容是陜西師范大學(xué)胡衛(wèi)平教授編寫的教材《創(chuàng)意科學(xué)》中的一篇課例。課件內(nèi)容是建立在學(xué)生了解地球具有重力和重心，知道物體的重心越低越具有穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生設(shè)計(jì)并制作一個(gè)不倒翁，來鞏固和加深所學(xué)的科學(xué)知識(shí)，并把這些科學(xué)知識(shí)與技術(shù)、工程融合，理解和解決實(shí)際生活的一些重心現(xiàn)象。

授課對(duì)象是三年級(jí)學(xué)生，他們對(duì)科學(xué)課具有強(qiáng)烈的興趣，但缺乏科學(xué)思維，在探究活動(dòng)中沒有清晰的流程，更沒有預(yù)先規(guī)劃和設(shè)計(jì)的意識(shí)。因此，教師要重視引導(dǎo)，在充分了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生體驗(yàn)和感悟科學(xué)知識(shí)，在討論和設(shè)計(jì)中掌握探究規(guī)律和工程技術(shù)的能力。

教學(xué)目標(biāo)

1.了解重力的性質(zhì)，知道重心的含義。2.學(xué)會(huì)尋找不同物體大致重心的方法。3.同學(xué)之間能夠合作探究與交流。4.能利用提供的材料設(shè)計(jì)并制作一個(gè)不倒翁或一個(gè)平衡紙人偶。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn) 知道重力和重心的概念。

教學(xué)難點(diǎn) 尋找不同物體的重心。

教學(xué)準(zhǔn)備

各種重心不同的物體、平衡物體、PPT。

教學(xué)過程

一、揭趣導(dǎo)入，了解重力的性質(zhì)

師：老師這里有一個(gè)小球，我輕輕向上拋，它會(huì)怎么樣？如果用力拋呢？為什么？

學(xué)生回答后，教師揭示地球引力（重力）的概念。

師：重力有方向嗎？圖1中地球儀上小人的重力方向是怎么樣的？

學(xué)生回答后，教師揭示重力方向是指向地心的。

（意圖解析：這一環(huán)節(jié)首先通過觀察向上拋的小球向下掉的現(xiàn)象，向?qū)W生揭示地球的引力，也就是重力的概念，其次是通過地球是球形的，從而得出重力的方向是指向地心的。）

二、科學(xué)探究，明確重心的含義

師：（出示一支鉛筆）這支鉛筆受到重力嗎？如果想用一根手指托住它，怎么操作？

學(xué)生小組討論后，教師請(qǐng)一名學(xué)生回答并演示操作。（如圖2）

師：為什么要托在中間？如果是一支已經(jīng)削過的鉛筆呢？（學(xué)生回答后演示操作如圖3）為什么要移動(dòng)？向哪邊移？（學(xué)生回答）

師：（出示一個(gè)圓盤）我們用手指尖托住它，怎么操作？（學(xué)生回答后演示操作如圖4）

師：（出示不規(guī)則的硬紙板小鴨子）用手指尖怎么托住小鴨子才能保持平衡呢？（學(xué)生回答后演示操作如圖5）

師：我們通過尋找鉛筆、硬紙板的支撐點(diǎn)，讓它們?cè)谑苤亓Φ淖饔孟卤３制胶獠坏袈洌蠹抑肋@個(gè)支撐點(diǎn)叫什么嗎？能給它起個(gè)名字嗎？（提前預(yù)習(xí)的學(xué)生能快速回答出重心的概念）

師：老師要繼續(xù)考考大家對(duì)重心這個(gè)概念的掌握程度，現(xiàn)在在鉛筆的兩端各掛上一個(gè)物體，再綁定一根提繩，怎樣才能用繩平衡地提起鉛筆，繩子應(yīng)該綁在鉛筆的哪個(gè)部位？為什么？（學(xué)生小組討論后，推選小組代表回答）

教師出示一只平衡鳥（老鷹），使它停在手指尖上，再出示一個(gè)不倒翁進(jìn)行推倒演示，讓學(xué)生回答平衡鳥和不倒翁平衡的原理。

（意圖解析：教師通過讓學(xué)生找規(guī)則和不規(guī)則物體的平衡點(diǎn)，從而揭示這個(gè)平衡點(diǎn)就是克服重力的中心點(diǎn)，也就是重心的概念，然后出示平衡鳥和不倒翁，引出實(shí)際生活中利用重心的物體，探究重心越低物體越穩(wěn)的原理。）

三、實(shí)踐應(yīng)用，制作探究

教師出示器材（兩個(gè)可以合起來的半球），并提供橡皮泥作為增加重心的材料，讓學(xué)生思考如何制作一個(gè)不倒翁。小組討論后，推選小組代表匯報(bào)設(shè)計(jì)思路，最后小組一起參照課本中的實(shí)驗(yàn)步驟（如圖6）合作完成不倒翁的制作。學(xué)生完成后，教師讓學(xué)生課后思考是否能用其他材料制作一個(gè)不倒翁，裝飾后送給學(xué)校一年級(jí)的小朋友。

教師出示器材：一個(gè)玩偶、一根小鐵絲、兩個(gè)鐵圈、一些膠帶，讓學(xué)生挑戰(zhàn)更有難度的設(shè)計(jì)和制作——讓玩偶能始終站立在手指或鉛筆上。小組再次討論、匯報(bào)。最后合作完成制作，并進(jìn)行成果展示。（如圖7）

（意圖解析：本環(huán)節(jié)布置了兩項(xiàng)涉及工程學(xué)的內(nèi)容，一項(xiàng)是用兩個(gè)半球和橡皮泥等器材設(shè)計(jì)與制作一個(gè)不倒翁，這是對(duì)前面科學(xué)內(nèi)容的鞏固和內(nèi)化，并通過學(xué)生的設(shè)計(jì)和制作達(dá)到科學(xué)與工程技術(shù)的初步融合；另一項(xiàng)則是理解并完成第一項(xiàng)任務(wù)后的再深入，是對(duì)學(xué)生把科學(xué)知識(shí)與工程技術(shù)融會(huì)貫通的考驗(yàn)，更是檢驗(yàn)學(xué)生能否把科學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。）

四、拓展延伸，課后作業(yè)

生活中，利用物體重心服務(wù)我們的例子其實(shí)有很多，教師用PPT展示一些日常接觸到的例子（如圖8），拓展學(xué)生的知識(shí)面。

最后，教師要求學(xué)生課后繼續(xù)完成不倒翁的設(shè)計(jì)和制作，并且利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一款利用重心的玩具或工具。

（意圖解析：科學(xué)知識(shí)從生活中來，再回到生活中去才是科學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)。本環(huán)節(jié)通過解釋生活中利用重心來實(shí)現(xiàn)目的的例子，從而讓學(xué)生更加牢固地建立科學(xué)知識(shí)概念，再布置設(shè)計(jì)與制作一個(gè)利用重心的玩具或工具，學(xué)生會(huì)頭腦風(fēng)暴出更多利用重心的設(shè)計(jì)，并且通過他們的巧手實(shí)現(xiàn)。）

教學(xué)反思

這是一節(jié)以科學(xué)知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)的小學(xué)科學(xué)與工程技術(shù)整合的課程。第一個(gè)環(huán)節(jié)，由自由落體引出學(xué)生的前概念——地球有引力，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)地球是球形的，引力的方向是指向地心的。第二個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生在全面認(rèn)識(shí)引力的基礎(chǔ)上，克服引力作用保持規(guī)則和不規(guī)則物體的穩(wěn)定，教師引出第二個(gè)科學(xué)知識(shí)點(diǎn)——重心，然后通過平衡鳥和不倒翁這兩個(gè)物體，引導(dǎo)學(xué)生在找重心的時(shí)候明白重心越低物體越穩(wěn)定的科學(xué)規(guī)律。第三個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生設(shè)計(jì)和制作一個(gè)不倒翁和站立的玩偶，兩個(gè)設(shè)計(jì)與制作有梯度，為學(xué)生的工程設(shè)計(jì)搭建臺(tái)階，同時(shí)又能將今天所學(xué)科學(xué)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化鞏固和實(shí)踐應(yīng)用。整堂課環(huán)環(huán)相扣，把所學(xué)的科學(xué)知識(shí)和規(guī)律通過兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行整合，使學(xué)生學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)科學(xué)從生活中來再回到生活中去。

專家點(diǎn)評(píng)

這堂課以科學(xué)知識(shí)為切入點(diǎn)，整合技術(shù)、工程等學(xué)科知識(shí)，展現(xiàn)了一堂典型的STEM課例。在教師的諄諄引導(dǎo)下，學(xué)生積極思維、認(rèn)真制作、合理調(diào)整，在不知不覺中把科學(xué)知識(shí)和規(guī)律與工程技術(shù)融會(huì)貫通。課堂整體氣氛活躍，教師教得輕松，學(xué)生學(xué)得興致盎然。

如何把科學(xué)與工程技術(shù)整合？《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式，也就是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式，它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如果能把項(xiàng)目和科學(xué)知識(shí)的傳授結(jié)合起來，可能會(huì)起到更好的效果。

（點(diǎn)評(píng)專家：馬利榮，博士，電子工業(yè)出版社少兒分社首席策劃編輯，STEAM教育評(píng)價(jià)專家委員會(huì)秘書長(zhǎng)）

勇輝 江蘇省宜興市湖濱實(shí)驗(yàn)學(xué)校副校長(zhǎng)，正高級(jí)教師。長(zhǎng)期從事小學(xué)科學(xué)教學(xué)工作，課堂立足學(xué)生的思維發(fā)展，尊重學(xué)生的探究能力，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。先后主持、重點(diǎn)參與多項(xiàng)省、市規(guī)劃課題研究，有二十多篇論文發(fā)表于省級(jí)期刊。無錫市、宜興市兩級(jí)名師工作室主持人，東南大學(xué)、鹽城師范學(xué)院“國(guó)培計(jì)劃”校外專家。