五年级科学《像火箭那样启动小车》教案

五年级科学《像火箭那样启动小车》教案让动作技能与心智技能协调发展

本案例曾获浙江省教育教学案例评比一等奖，入编《小学科学教学案例专题研究》（喻伯军主编/ 浙江大学出版社），部分发表于《小学教学设计》2005 年第1 期（总第98 期）。

□主题内涵

什么是科学技能？实质就是在用科学知识解决问题的过程中表现出来的动作方式或操作顺序。这种动作方式或操作顺序可以分为两类。第一类是外部动作方式，称为动作技能，也叫运动技能。其特点是在脑外借助于外部动作进行，必须由视觉或动觉来控制；其对象是具有一定物质形式的客体，属于实际活动的范畴；其结构必须从实际出发，不能省略和简缩。第二类是内部动作方式，称为心智技能，也叫智力技能。其特点是在脑内借助于内部语言进行，不必由视觉或动觉来控制；其对象是具有一定观念形式的客体，属于认知活动的范畴；其结构可以高度省略和简缩。动作技能和心智技能虽有差别，但互相制约：心智技能常常要借助于动手操作，而动作技能也常常需要动脑思考，两者的联系就表现为手脑结合。

以活动为载体是《科学》课程标准实验教材的显著特点，这里的活动有着各种各样的形式，其中科学小制作就是常见的活动类型，如在教科版《科学》教材中就有“造一艘小船”、“制作我们的小乐器”、“制作我的小房间”、“制作太阳能热水器”、“制作气球小车”等内容。这些活动旨在让学生动手动脑学科学，承载着科学教育中科学与技术的内容要求和功能。在科学小制作活动中，学生通过完成带有技术目标任务的亲身经历，提高解决技术问题的能力和技术设计的能力，包括确定一个简单的问题、提出解决方案、实施提出的解决方案、对产品和设计的评价、针对问题或设计和解决方案进行交流，增强对科学与技术的理解。如何通过制作，让学生在“做”的过程中，多种器官协调动作，动手、动眼、动口、动脑，在做中学，提高学生的技术行为，发展学生的思维能力，这是科学课有别于手工制作课的重要特征。

□课堂实录及片段分析

★课堂片段一：情境创设的有效性

课的开始，师从口袋摸出三个气球。

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师：谁帮老师吹大这三个气球？三位学生上台吹气球，有的学生则很容易就把气球吹起来了，有个学生脸

都吹红了，气球还是吹不大，下面的学生开始笑了起来。

师接过三个气球，指着一位气球吹得最大的学生：看来吹气球还有学问

的，大家都发现你吹气球的功夫特好，可以给大家介绍其中的经验吗？

生：吹气球前要先将气球拉一拉，然后憋一口气用劲吹，刚开始吹的时候可能特花力气，只要吹大一点点，后来就好吹了。

师追问：把气球先拉一拉的目的是为了什么？生：让气球更有弹性，更加容易吹大。

老师开始吹气球：一个气球，两个气球??…,在说话的同时故意放了一个气

球。（生笑。）

师：怎么了？

生：气球飞了。

师：气球飞了，它又是怎样飞的呢？

（生静默。于是，老师再放掉一个气球，提醒学生看仔细。）

生：老师把气球放了，气球就飞了。

生：因为气球漏气了，它就飞了。

生：气球在空中乱飞。

生：气球在空中划了道弧线。

生：气球像乌贼那样倒退着走（多形象的比喻）。

师：老师又没给气球任何动力，气球是靠什么飞起来的呢？

生：气球的气喷出来，气球就飞起来了。

生：气球靠气流的冲击力飞行的。

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生：气流从气球口喷出来，气球就倒飞起来了。

师：让我们来研究研究气球的运动规律吧。

教师课件演示，学习什么是反冲。

片段分析：在生动的问题情境中，活动开始了，在放气球的过程中学生形象地描述气球“漏气”而产生的运动状况，如气球的运动在空中“划弧线”、气球会倒飞??…气球的运动和空气有关，而且运动速度快，轨迹不规则，这是多么引人入胜的场面呀！为了更具形象直观，便于研究，教师用课件补充了有关反冲的演示,充分发挥现代教育媒体的作用，并达到良好的教学效果，为学生下一步利用气球的反冲原理制作小车活动奠定认知基础。

★课堂片断二：方案设计的思维性

师出示小车：把气球和小车放在一起，你想到了什么？

生：利用气球的反冲力，推动小车。

生：让小车像火箭炮一样飞行。

生：在小车上装上气球，做一辆气球小车。

师：做一个气球小车，我们需要解决哪些问题？

生：怎样把气球绑在小车上。

生：怎样让小车不乱跑。

师：你所说的乱跑是什么意思？

生：气球在空中是乱跑的。

师：（课件出示下列两个问题）除了刚才大家讨论的问题外，还有这么些问题值得研究：① 先吹气球还是先绑气球？② 怎样让小车开得又快、又远、又直？小车的运动速度、运动长度、运动方向各与什么有关？

生小组讨论，并汇报。

生：我们小组认为气球要先吹大，再装到车子上，因为气球放车子上以后就不好吹了。

生：反对，气球如果先吹大，再装车子上，容易漏气，而且不容易装绑。所以应该先将

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气球绑在车子上，再吹大气球。

生：我们同意先绑气球再吹气球，当然，怎样让气球绑好又容易吹，这就是大家下一步要考虑的问题，不过，我们小组已经有“绝招”了，至于绝招到底是什么，暂时保密，哈。

生：我们小组讨论得出这样的结果，第一，气球的出气管必须水平，这样才能给小车更大的动力；第二，要让小车快速运动，气球一定要吹大；第三小车要开的久，气球也要吹大。

（这一小组发言后，后面出现了冷场，因为在孩子们看来，这似乎是一个比较完整的发言了。正因为它和后来学生的探究发现产生了反差，才更说明了它的价值。）

师：制作气球小车，我们需要哪些材料？

生：气球、绳子。

生：我们要需要管子。

师：老师给每个小组都准备了气球、绳子、吸管、橡皮筋，也许这些材料对你们的研究会有所帮助。在研究的过程中，如果有发现什么新的问题，请记录下来，并且提出解决新问题的方案。

片段分析：这是一个针对问题提出解决方案的过程，学生会根据自己已有的认识，通过讨论制定一个研究计划，也是一个动手前先动脑的“心路历程”。在教师的帮助下，计划就这样被展开了，四种不同的方案意味着有多种不同的解决方法。此过程对学生来说是要完成一个挑战性的任务，而只有在学生明确自己的研究方向时，后续的“动手做”活动才会成为一个不断发现问题、解决问题，学生思维不断推进的过程。

★课堂片断三：制作过程的探究性

（制作活动开始了。）

组A:开始的时候，他们小车的气球很快就漏气了，而且气流排放没有一定的方向，小车根本无法向前走，怎么办呢？他们开始各抒己见，认真地讨论了起来。

组B: “管子太粗，管子太粗”怎么把管子弄细呢？怎么让里面的气源源不断呢？组C:开起来了，开起来了”，孩子兴奋的叫起来，可是一下子小车又停了下来，怎么回事呢？

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他们开始认真地思索起来。

组D:派了一个人东走走，老师上去了解了下，原来他是出来取经”的，回来后，“取经”的同学开始做汇报，小组讨论方案，他们说这是“吸取精华、剔除糟粕”。

组E:他们发现材料不够，他们想到了新的材料，于是材料员就上来找老师了。

组F:他们的小车一直打圈圈，就不前进，怎么回事呀？

有的小组开始比赛了，为什么同样的设计，我们会输呢？我们还有哪些地方可以改进呢？

这个过程持续了10 分钟。

片段分析:在实施提出的方案的过程中，学生做着、想着，不断地修正着，他们的“产品”慢慢地出炉了。他们在相互合作，他们在相互启发，当然有的小组会因其他组的做法而改变自己原先的方案，可谓取长补短吧。整个探究过程非常有序地进行着。

★ 课堂片段四：交流评价的启发性

10 分钟后，教师请每个小组准备汇报。（学生整理信息的过程，是科学探究活动一个非常重要的过程，但是它却经常被忽略。学生实验探究获得的信息在这个时候进行小组内的讨论交流，并由汇报员准备代表小组向班级做汇报。）

成果展示会开始了，教师总共请了4 组学生上台汇报，每一组都有一个代表发言。

第一组：我们给气球小车取了个名字，叫大力神号，请看大力神号的表演。

演示，气球吹得很大，可惜一下子气就用光了。（生笑）为什么叫它大力神号呢，因为它的力气的确很大，就是不能坚持太久，这一问题希望得到大家的帮助指导。

生（建议）：因为你们的气漏的太快了，应该想办法让气漏的慢点。

第一组：谢谢。我们发现汽车运动的方向和吸管的方向关系最大，要让车子水平直线运动，吸管必须水平，并且和车身成一条直线。（生鼓掌。）

第二组：请大家先看我们小组小车的表演，如果比较精彩的话，请大家来点掌声。（师插话：有点像跑江湖的。生笑。）生演示，小车稳稳地开了六米多。

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（生鼓掌。）欢迎大家向我们提问。生（问）：我觉得你们吸管的设计很怪，说说为什么这么做吧。

第二组：这是我们的小车在设计上的一个重大创意，看我们吸管的形状，它像一个“竖折”的笔画，为什么这么设计呢？这是我们不断总结经验的结果。（生笑）

生（补充）：我们在起先的研究中遇到了一个问题，气球吹大后老是会贴着地面，这样就会产生很大的摩擦，阻碍小车的前进，气球吹的越大，摩擦也越厉害，有些时候还把车轮都卡住了。为了克服这个困难，我们小组进行了好

几次的改进实验，最终我们选择了这种方案。气球吹得再大，都不会影响小车运动。

（生鼓掌。）

第三组：我们的小车——“红色双响炮”隆重登场。我们的车子用了两个气球，主要目的是增加气流量，让小车开的更快，更远。（生表演。）我们小组也有一个重要的研究发现，那就是气球吹大，不一定就跑远，还要学会控制，要让气流慢慢出去，而不是一下子用光。我们小组碰到的问题是我们发现气球气少的时候比气多的时候速度快，不知道这是为什么，希望得到大家的帮助。

生（自信地）：我可以帮你们解决这个问题，这是因为气球小车气多的时候都是在刚开始跑的阶段，气少的时候是后来阶段，车子在这个过程中本来就有越来越快的特点，所以你们看到的这是一个错觉。

生（反驳）：我不同意你的观点，我们小组也研究了这一问题，两辆车子装两个气球，一个吹大点，一个吹小点，虽然最后吹大点的比吹小点的跑的远，但是一起跑的时候，吹小的就是比吹大的快，这和我们原来的想法截然相反。

我们小组讨论认为，这是因为大气球的空气阻力比小气球大，所以慢了。

生：我同意后一种意见，不过，我个人认为，这除了和气球的空气阻力有关系外，和气球本身的弹力也有关系，气球吹的最大的时候，超过一定限度时，皮很薄，弹力较小，不能产生很大的动力；气球吹的小一点，它的弹力反而大。

生：我认为这些因素对小车的运动都有影响，很多事情都是互相影响、综合作用的结果。

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师：是的，很多事情都是互相影响、综合作用的结果，其关系也是错综复杂的。我们的气球小车里面也有不少复杂的问题值得我们研究，希望同学们课后还能继续探究这些问题。

片段分析：这是一个成果展示会，更是一个相互交流评价以期发现问题、提升“产品”质量的研讨会。学生从中得到启发，得到评定，分享成功的喜悦。

影响小车运动速度的原因是多方面的，尽管孩子的交流和相互评价、补充不能完全解决这一问题，但是，这一过程的经历，充分发挥了孩子的创造力、想象力，对于促进孩子的思维发展，促进孩子科学素养的提高无非是十分有意义的。每个孩子对问题的分析都不是凭空的，都是有凭有据的。从学生汇报的内容中，我们不难看出，这堂课的内容拓展了，学生的收获多元了，他们的思维活动不再局限在小车的制作上，也不只停留在对反冲的理解层面上，这就是“一英尺宽一英里深”教学理念的体现。

★课堂片段五：技术设计的后续性

（师出示火箭发射的图片，播放学校建校庆典模型火箭发射的录像。）师：反冲小车与火箭有什么相同的地方吗？

生：他们都是用了反冲的原理。

师：我们能把小车和气球放在一起，我们能把气球和火箭放在一起吗？生异口同声：气球火箭。

师：对，气球火箭期待着你们去研究制造，明年的学校周年庆典，但愿能看到我们同学设计的气球火箭给学校带来的祝福。

片段分析：反冲的气球同样反冲着学生的思维，将制作气球小车拓展到制作火箭，这个后续探究活动的设计，将引发孩子课后更多的探究，促进理解科学、技术与社会的关系。技

术设计是可以迁移的，但更重要的是，对“产品”研究的不端修正和完善，而不仅仅停留

于课堂40 分钟的收获。

□案例简析

这类课是一节科学课而不是一节纯手工制作课或是自然课，在以下几方面还须凸现：

1、活动目标整合科学教育的三个xx

科学制作活动的设计将科学探究的过程与方法、情感态度价值观、科学知识三个维度的

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