教学内容】苏科版自然第八册第五课《从蛋壳到拱桥》

【教学情境】

本课采用“踩鸡蛋游戏”导入，通过有结构的实验材料及有效的活动设计来激发学生的学习兴趣，同时利用课堂上热烈的气氛引发学生提出有深度的问题，并进行思考与实验，顺其自然地展开新的探究活动……

1、教师谈话：引发实验

师：（出示一鸡蛋）鸡蛋有哪些用途？

生：可以吃、蛋壳可以放到花盆里养花、可以孵化出小鸡、可以做蛋壳画、蛋壳还能做不倒翁……

师：今天的自然课，我们就用鸡蛋来做个游戏。

师：（拿出游戏装置）取出两个橡胶圈（健身用的橡胶握力器）放在讲台上，在橡胶圈上竖直放好两个鸡蛋，然后再在两鸡蛋上分别再盖上两个橡胶圈。

2、趣味游戏：实验——踩鸡蛋

师：我们来做个踩鸡蛋游戏，请一位同学上来，双脚分别踩在这两个鸡蛋上。

师：你们猜想一下鸡蛋会被踩破吗？为什么？

生：肯定不会，如果会破的话，老师肯定不会让我们做的。

师：是吗，你就这么信任老师？

生：不会，因为我在书上看到鸡蛋壳能分散力。

师：那书上到底说得对不对，待会我们就可以试试。

生：不一定，如果我用力踏鸡蛋可能就破了，如果小心翼翼的踩上去可能就不会破……

师：你的猜想很有道理，这个游戏就是要你们小心翼翼地踩上去，看看鸡蛋到底能经得起吗！

师：下面我们就开始进行踩鸡蛋表演，为了试验成功，我们是不是先请你们班里体重最轻的同学来踩。

学生们推选出班里最轻的学生上台,师把她的体重写在黑板上：35千克。

师：老师会扶好你小心踩上鸡蛋，你踩稳后双手张开以示成功，如果表演成功，大家可得有所表示！

生：（踩鸡蛋成功，全班一阵欢呼，气氛开始活跃。）

师:同学们还想试！那下面你们推荐谁呢？

生：某某，他是我们班最胖（重）的。

师：（同样板书这位学生的体重57千克，该学生上台实验，全班凝视紧张，结果实验也获得成功，学生又是一阵欢呼，并啧啧称奇……）

师：那还有比他更重的要试试吗？

（许多学生摇头示意没有，此时有一位学生冒出：老师你自己不上去试试？！

师：可以呀！不过，我得请同学扶我一把呀！（选一学生，帮助实验）

（学生更屏气凝神看着老师。当老师张开双臂示意实验成功时，全班学生兴奋地从位置上跳起欢呼鼓掌,情绪高涨……）

师：（从蛋壳上下来，把自己的体重68千克写在黑板上。）

师：怎么样？厉害吧！其实，老师在课前还试过80多公斤的人也获得了成功，是不是有同学认为老师的鸡蛋很特殊？下面请你们来检验一下？

生：（检验，教师先给其中一个鸡蛋，请他打开，放入透明的玻璃杯中，说明是普通鸡蛋，接下来教师将另一个事先做了“手脚”的鸡蛋——一已抽去蛋清和蛋黄的空蛋壳，给学生，学生发现里面是空的，并打开给全班同学观察。）

生：哇……

师：好了，现在请你们谈谈自己的感受吧？你有什么问题要问吗？

生：没想到鸡蛋能承受这么重的重量，太厉害了！

生：没想到空蛋壳居然能承受这么大的力！

生：老师你那个空鸡蛋是怎么做出来的？

生：我想如果没有橡胶圈，鸡蛋能不能承受这么大得力？

生：可能不行，因为鸡蛋放不住，而且不好踩……

生：蛋壳横着放行不行？

师：课后你可以试试！

生：那为什么破的蛋壳踩上去就容易破……

师：我们待会就用蛋壳再来做一些研究，想想蛋壳为什么能承受这么大压力的原因，怎么样？

生：（跃跃欲试）好！……

【教学评析】

《从蛋壳到拱桥》一课的主要教学目标是让学生通过实验，了解蛋壳的特点及其应用，初步认识仿生学的原理。蛋壳和拱桥是小学生生活中十分常见的事物，可是要搞清楚它们两者之间的内在联系，对于四年级的小学生来说，思维跨度还是比较大的。但在本课教学活动中，教师根据教学实际，通过对教学实验材料的精心选择、适时提供和合理运用，使教学活动达到了“一英寸宽，一英里深”的效果。

一、精心选择有结构的实验材料， 蕴涵科学概念的内在逻辑联系。

教学材料是由教师选择、设计的，选择、设计教学材料必须遵循一定的原则，其中首要的一条便是材料的选择要以体现科学概念为基础，材料必须组成和概念有关的结构。《从蛋壳到拱桥》一课的教学目标之一便是要通过教学，使学生明白为什么拱桥要仿照蛋壳的结构来建造。在本课的教学活动中，教师准备了两个鸡蛋：一个是普通的鸡蛋，另一个则是事先做了“手脚”的鸡蛋——已抽去蛋清和蛋黄的空蛋壳。因为教师早就预见到学生可能认为老师的鸡蛋是“特殊的鸡蛋”，所以在做完踩鸡蛋游戏后，教师让学生亲自打开鸡蛋检验，放入透明的玻璃杯中，以示这是普通鸡蛋。这时，学生们都会明白老师的鸡蛋并不特殊，普通鸡蛋也能承受巨大的压力。而在打开第二个鸡蛋后，学生们都发出了惊叹，这惊叹背后的潜台词便是“没想到空蛋壳居然也能承受这么大的力”。也就是说，通过这两个普通而又特殊的鸡蛋，学生们的头脑中已初步形成了“鸡蛋能承受巨大的压力，受力部位主要是蛋壳”的概念。

二、适时提供有结构的实验材料，引导学生找到探索概念的路线。

选择好有结构的实验材料，这仅仅是教学成功的第一步。教师提供有结构的实验材料，必须能引起学生兴趣，能让学生有能力发现其意义，且注意提供实验材料的时机。本课的教学活动过程从“踩鸡蛋”游戏入手，让学生在游戏活动中发现薄薄的蛋壳居然能承受一个人的重量，惊奇之余产生了强烈的探究欲望，从而怀着极大的兴趣展开对蛋壳“承重能力”的探究。当学生猜测鸡蛋能承受压力与蛋清蛋黄可能有关系时，教师适时地让学生亲自观察和检验鸡蛋。当教师当众把蛋壳打破给学生观察后，一切解释都是多余的了。适时提供有结构的实验材料，不仅能有效地激发学生的科学探究兴趣，而且能在潜移默化中有效地引导学生找到科学探究的路线——提示学生怎样科学地设计实验，同时为解决本课的教学难点奠定了基础。

三、合理运用有结构的实验材料，促使学生沿着概念的箭头前进。

有结构的实验材料必须能蕴涵科学概念的内在逻辑联系，且能促使学生沿着概念的箭头前进，而不是“一目了然”的。只有这样的材料才能引起学生亲历科学探索的欲望，给学生留有思考的余地，让学生亲历操作材料的实践活动，发现其互相关联的事实，形成科学概念。在进行完“踩鸡蛋”游戏后，教师当场将实验用的鸡蛋打开给学生观察，然后让学生谈谈自己的感受和发现的问题时，实际上是让学生对自己观察到的事实进行初步的整理和分析，也就是进行头脑内部的“思维加工”。在这种“思维加工”过程中，学生们已经将注意力从鸡蛋本身转移到蛋壳上来了：“没想到空蛋壳居然能承受这么大的力”、“老师你那个空鸡蛋是怎么做出来的”、“蛋壳横着放行不行”、“为什么破的蛋壳踩上去就容易破”……这些问题，都是通过学生在亲自操作有结构的感性实验材料后的亲身感受，是在获得事实的基础上，进行“思维加工”的结果，学生的这种沿着概念的箭头前进的科学探究活动，实现了自身学习的价值与概念发展的方向。

在本案例中，教师自然地、不留痕迹地设计了有结构的材料：一个是普通鸡蛋，另一个则是抽去蛋清蛋黄的空蛋壳，通过对这些有结构的实验材料的具体操作、感悟和思考，让学生在发现矛盾和解决矛盾中，去进一步探究，从而发展了学生的认识水平，形成和巩固了相关的科学的概念。引用美国著名科学教育专家兰本达教授的话来说，就是“让学生沿着概念箭头前进”，引用张之仁老师的话来说，就是“让学生收获了‘麦子’”。这在本课的教学活动中，表现得尤为突出。由此可见，精心选择有结构的材料是形成科学概念的基石。