《两极相遇了》基于学习进阶理论的教学设计
一、教材分析
《两极相遇了》是大象版小学《科学》二年级上册第三单元第三课的内容,是在认识“磁铁有两极”和“两极指南北”两课的学习之后,进一步指向“磁场”教学的第三课。
本课教材由四个环节组成:第一部分是提出和聚集问题。通过引入活动“磁铁长龙”中条形磁铁的两极相遇时的吸引和排斥现象了解学生的生活经验和前概念,同时引发疑惑,产生本课的研究问题。第二部分是实验探究。根据条形磁铁两极相遇时会出现吸引和排斥的经验,推测猜想其他形状的磁铁(如环形磁铁、蹄形磁铁、圆形磁铁)是否也会出现吸引和排斥的现象?引起探究欲望,设计探究实验方案,搜集相互作用的证据。第三部分是通过研讨得出结论。根据观察到的现象,找出磁铁磁极相互作用的规律。第四部分是拓展运用。运用磁极相互作用的原理完成简单的拓展任务或者设计简单的磁铁游戏。
二、科学知识目标 主要概念:6.5磁铁有磁性,可对某些物体产生作用。
学习内容:6.5.2磁铁总是同时存在着两个不同的磁极,相同的磁极相斥,不同的磁极相吸。
本课学习目标:知道相同的磁极相斥,不同的磁极相吸。
三、进阶起点分析
1.学生已有的知识和知识结构
二年级的学生已经认识了多种形状的磁铁、磁铁的性质(磁铁能吸引铁制品、能隔空吸引铁制品、磁铁有两极)、磁铁的用途(能指南北)等知识。
2.学生已有的事实经验
经过大量的前测数据(发放前测单152份)发现:学生在日常生活中对于磁铁两极之间的吸引和排斥现象已有深入的感知,但他们只停留在用颜色来发现规律的浅层次思维上。通过谈话了解到95.8%的学生在描述吸引和排斥的时候认同:相同颜色相互排斥,不同颜色相互吸引。
很明显,科学概念中的磁极之间的相互作用规律与颜色并没有直接的关系。深入分析我认为产生这种现象的原因有两个:1.学生对于磁极的概念并未完全掌握;2.学生还没学会利用事物的本质进行科学的观察活动。
3.学生的思维特点
经过一年的科学学习,二年级学生对于科学课堂已逐渐适应,对于发现问题——猜想验证——观察交流的逻辑思维步骤已有了初步的感知和体会,这为本节课继续深入学习磁铁两极的相互作用奠定了良好的基础。
但学生借助示意图表述实验现象的能力以及借助现象得出结论并形成概念时的证据意识需要进一步培养。
四、教学目标
1.通过玩“磁铁长龙”,能说出磁极的相互吸引与颜色无关。
2.通过“磁铁对对碰”实验,能向同桌阐述相同磁极相斥,不同磁极吸引。
五、评价任务
1.能利用“颜色证据”阐述磁极的相互吸引与颜色无关。
2.能利用搜集到的多种证据,向同桌有依据地讲述相同磁极相斥,不同磁极吸引。
六、进阶点和进阶层级预设
结合进阶起点和预设目标,分析学生可能存在以下思维障碍:
1.磁铁的两极之间什么时候相吸?什么时候相斥?
2.为什么两个磁体间会有同极相斥、异极相吸的现象?
结合上面的分析,对应进阶点设置了进阶起点和目标如下表所示:
概念发展维度
能力发展维度
表现标准
水平1
磁铁能吸在一起。
看到磁铁吸在一起。
能让磁铁吸在一起。
水平2
磁极会相互吸引,且与颜色无关。
关注到颜色与磁极的吸引、排斥无关。
能用“颜色证据”阐述磁铁相吸、相斥的原因。
水平3
条形磁铁相同磁极相斥,不同磁极相吸。
观察到同极相斥、异极相吸。
能说出条形磁铁两个磁极间存在同极相斥、异极相吸的现象。
水平4
任意形状的磁铁相同磁极相斥,不同磁极相吸。
观察到其他形状的磁铁同极相斥、异极相吸。
能说出任意形状的磁铁两个磁极间存在同极相斥、异极相吸的现象。
水平5
解释相吸、相斥的一些生活现象。
从生活现象中提取出有关磁现象的信息。
可以解释或预测与磁极相互作用有关的事件。
七、进阶途径和教学策略
设计提供有结构的材料。根据一年级学生喜欢用直观表象来描述事实的思维特点,让学生使用有结构的材料进行磁铁长龙的游戏,包括:两块常规标注红蓝颜色的条形磁铁、两块只有一种颜色的磁铁、无颜色的黑磁铁(如下图)。
蓝 蓝 蓝 红 蓝 红 红 红 黑 黑
用讨论的方式聚焦认知冲突,用事实证据初步感知并预测条形磁铁同极相斥,异极相吸。
用画画和符号表示的方法搜集多种形状的任意两块磁铁中磁极相互作用的事实与证据。
八、教具、学具准备
1.分组实验材料(共6套):1号材料包(17cm条形磁铁6块、蹄形磁铁4块、环形磁铁4块、圆形磁铁2块);记录单1张; 2号材料包(铅笔、旋转架、一次性筷子、泡沫板、小车轮子)。
2.演示实验材料:同分组准备1套。
九、教学过程
1. 统一进阶起点——创设情境,补充事实经验,复习回顾
设置目的:学生对科学知识的掌握程度参差不齐,创设情境让学生相互帮助,回忆已经学过的科学知识,尽量让学生的进阶起点在同一起跑线上。
师:(谈话引入)今天的科学课上啊,老师给大家带来了一些同学们都很熟悉的宝贝,瞧瞧它们是谁?(生:磁铁)
它们就是我们一年级时已经认识的磁铁。小朋友们最爱玩磁铁了,我们平时都是怎么玩的?我们已经知道了磁铁的哪些知识呢?谁来说一说?(生:有多种形状、能吸引铁制品、能隔空吸引一些物体、能指示南北、有南极和北极)
看来同学们都是学习中的有心人啊,已经知道了磁铁的这么多知识!今天呀,我们继续来玩一玩磁铁,看一看它还有哪些我们不知道的小秘密呢?!
2. 进阶过程1——排除颜色干扰,发现条形磁铁相同磁极相排,不同磁极相吸
游戏一:“磁铁长龙”。
设置目的:
(1)让学生在喜闻乐见的游戏中亲历问题产生的原因,引导低年级学生从动手动脑、多样化的实践情境中发现问题。
(2)初步培养学生认真细致的观察习惯,独立思考、积极动脑的思维习惯,善于倾听和交流的学习习惯,使学生在模仿中掌握正确认识事物的科学方法及过程,激发其科学探究的兴趣。
师:同学们经常玩磁铁,有没有摔坏的情况呢?(生:有)看来磁铁非常脆弱、容易断折。我们在玩的时候一定要轻拿轻放哟!
假如给你了好几块条形磁铁,你有办法将他们排成一列纵队吗?同学们想试一试吗?现在请同学们把一号材料包中的磁铁摆成一列纵队吧!
(用微信拍图、拍视频)
老师这里有一段同学们刚才一起做游戏的视频,我们来看看他们是怎么玩的吧!
大家刚才也是这么玩的吗?磁铁的两极相遇时会出现什么现象?谁来说一说?
生1:有时候能吸在一起。
师:我们把这种现象叫做吸引,那吸的时候仅仅是一个吸引另一个吗?另一个也会吸引它吗?在科学上我们把这种现象叫做相互吸引。还可以用两个箭头朝里的符号来表示!(板书:相互吸引,“→←”)
生2:有时候不能吸在一起,还会相互推开。
师:我们把这种现象叫做排斥。那推的时候仅仅是一个推另一个吗?另一个也会推它吗?(生:相互排斥!)对,在科学上我们把这种现象叫做相互排斥。还可以用两个箭头朝外的符号表示!(板书:相互排斥,“←→”)
生3:相同的颜色会排斥,不同的颜色会吸引。
师:你是怎么知道的?(引导学生用事实来证明自己的想法,生可用两块常规涂色的条形磁铁来证明)你很善于观察,其他同学有不同的看法吗?
生4:我发现有时候相同颜色也能吸引,你们看我们证据!(引导学生用两块相同颜色的磁铁摆一摆)
师:你不仅说的完整,还能用证据表达自己的想法,我们要向你学习!
师:其他小朋友还有想说的吗?你还有哪些疑惑和发现呢?
生:我发现没有颜色的磁铁也能和有颜色的磁铁吸在一起!不信你们看!(在反复的示范模仿中,学生已经初步习惯用事实和证据来补充观点)
生:磁铁两极都标有字母,不同字母的磁极会相互吸引,相同字母的磁极会相互排斥,和颜色没有关系。(此预设为较高层级的进阶终点,要求学生具有较科学深入的观察能力)
师:看来同学们都很爱观察和思考,都发现了颜色并不是磁铁能不能吸在一起的原因!到底是什么原因让磁铁的两极之间有吸引和排斥现象呢?你能再仔细的观察观察磁铁长龙,来说一说你的发现吗?
生:我发现所有的磁铁都是不同的磁极能吸引在一起!和颜色没有关系。
师:你观察的真仔细!这可是一个不小的发现!我们给她一些鼓励!
谁还想再来说一说你的发现和她一样吗?
生:相同的磁极不能吸在一起,不同的磁极会吸在一起。
师:我们在科学上把不能吸在一起的现象叫做:排斥。(引导学生用科学的语言来描述现象)通过刚才又一次更细致的观察和思考,同学们发现条形磁铁的两极相遇时会出现:相同的磁极互相排斥,不同的磁极互相吸引。
刚才我们玩了磁铁长龙的小游戏,科学家在使用材料后总记得把它们及时归位。我们也要养成这样的好习惯呀!比一比看哪一组动作最快!
3. 进阶过程2——归纳总结两个任意形状的磁铁相同磁极相斥,不同磁极相吸
磁铁游戏2:磁铁对对碰。
师:老师这儿还有一个更好玩的游戏,大家想不想玩?(出示游戏二:磁铁对对碰)
一年级的时候同学们都已经知道,磁铁不仅有条形的,有哪些形状的磁铁?谁来说一说?
生:圆形,马蹄形,不规则形状……
师:在本单元第一节课我们已经知道了不管什么形状的磁铁总是存在着南极和北极。那我们刚才发现的条形磁铁两极之间不同磁极相互吸引和相同磁极相互排斥的现象,在其他形状的磁铁中也存在吗?如果我拿着一块条形磁铁的南极去靠近另一只手中蹄形磁铁的南极也会出现相互排斥现象吗?谁来猜一猜?
生:会!
生:不会!
师:看来同学们的猜想还不一样呢!像我们这样根据自己的经验和知识对还没有发生的现象进行猜想和推测的活动,在科学上叫做预测。请同学们在接下来的游戏中先进行预测,再通过实验来验证。那谁来预测一下一块条形磁铁的南极和圆形磁铁的北极接近时会吸引还是排斥呢?(生:吸引;排斥)看来同学们都有不同的预测,那我们把自己的预测先记录下来吧!拿出你的记录单把你的预测填写在第一栏里面,然后通过实验来检验自己的预测是否正确。这一次需要尝试多个任意形状的磁铁靠近时的现象,并且我们要试着找一找规律了!同桌两个人一起合作来试一试吧!
(手机拍摄学生做的记录单,并且捕捉不同磁极相遇时学生搜集了几组事实与证据,如S-N相遇时学生尝试了多少组不同形状的磁铁,监控学生思维进阶点,如果能用多组不同形状的磁铁来寻找事实与证据,说明思维已达到水平4)
师:谁来说一说刚才你们的预测和发现是一样的吗?任意两个不同形状磁铁的磁极靠近时也会有相互吸引和相互排斥的现象吗?
生:我们两个预测S碰N能相互吸引,并用条形磁铁碰圆形磁体,圆形磁铁碰蹄形磁铁,两个蹄形磁铁互相碰,都有这种现象。
师:你们真严谨,为了验证自己的预测是否正确搜集了这么多的证据!你们真是两个智多星啊!(学生汇报时要用磁力贴粘模型,方便学生用多组数据直观地总结规律)
看来,同学们都是小小科学家,能搜集这么多证据来验证自己的预测是否正确,而且通过观察我们发现,任意形状的两块磁铁接近时,都存在着相同的磁极相斥,不同的磁极相吸的现象。(边总结边板书:题目两极相遇了以及科学概念:相同的磁极相斥,不同的磁极相吸)
4. 进阶过程4——解释或预测与磁极相互作用有关的事件
师:同学们请看这里!老师去采购材料的时候发现有一种地球仪(出示磁悬浮地球仪实物)和我们平时的地球仪不太一样,你看出来了吗?这是怎么一回事儿呢?
生:上下悬空,说明有力把地球仪举起来了!
生:我知道了,地球仪里面应该有磁铁,地球仪下端的磁极应该和底座的磁极相同,同极相互排斥!
生:我猜想地球仪上端的磁极应该和上面吊着的磁铁的下端磁极不同,不同磁极相吸,这样也可以起到把地球仪向上拉的作用。
(通过谈话监测到学生的进阶水平5)
师:同学们的猜想都非常有道理,看来呀,这点小秘密还真逃不过你们敏锐的小眼睛!那你们能有办法来帮忙找一找图中这些磁铁丢失的名字吗?
5. 总结
同学们,这节课我们知道了磁铁的两极相遇时会出现同极相斥、异极相吸的现象。这个知识可以帮助我们解释生活中的一些现象。那么,对于磁铁,大家还有哪些想知道的吗?
(学生预设1:为什么磁铁之间会有相互吸引和相互排斥的现象?)
(学生预设2:为什么磁铁会指南北呢?)
(学生预设3:人们是怎么找到第一块磁铁的南极和北极的呢?)
通过同学们提出的问题,我们深切地感受到磁铁还有很多的奥秘,希望同学们在今后的科学课学生和平时生活中保持这种探究热情和探索精神继续研究下去!
今天的课就上到这里,下课!