定滑轮的研究教案

一、指导思想
1. 科学概念是由对事实的描述及科学观念构成的。
在小学科学教学中，围绕核心概念展开教学是我在教学中始终关注的，在关注科学概念的过程中，依据教科版教材的编写思想，我在逐渐理解所谓的“科学概念”，只有科学概念的深入理解，才有可能更好的设计教学活动。
我是这样理科学解概念的，科学概念包含了两个方面的含义，一是对于事实以及现象的描述，另一方面则是这个概念所蕴含的科学观念。在这里我要对观念做一个简单的说明，观念就是人们在实践活动中形成的指导行为的思想。
具体到工具与机械单元的科学概念。我们认为事实方面就是指：“机械是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械，简单机械又被人们习惯的成为工具。”科学观念方面指：“工具是用来帮助人们做事情的；不同的工具有不同的作用；人们根据需要，选择合适的工具。”现象的描述与观念构成了我们教学中的“科学概念”，在这个教学设计中，我更多的在关注“观念”这一方面的概念组成。
2.连贯的探究情境促进概念的建构
这样的科学概念在本单元中又是怎么发展起来的呢？我是利用了连贯的探究情境的教学策略完成本单元教学的，即在连续、统一的事件情境下，通过建立与情境相一致的研究模型，帮助学生转变：“工具就是省力”的这一原有概念，从而逐步形成工具是帮我们做事情的，它的出现以及发展是伴随着人们的需要而展开的”这一观念。
2、理论依据：奥苏伯尔的认知结构同化学习理论
奥苏伯尔认为，学生的学习如果想有价值的话，就应该尽可能地有意义。他指出，意义学习有两个先决条件：一是学生有学习的心向，即想把新学的内容与原有知识联系起来的倾向；二是学习内容能够与学生已有的知识结构联系起来，使新知识有潜在意义。
奥苏伯尔认为，在课堂教学中影响意义接受学习的最重要因素是学生的认知结构。在这里，认知结构是指知识的数量、清晰度和组织方式，它是由学生能回想起来概念、命题、理论和事实等构成的。奥苏伯尔提出，要关注三种影响意义学习的认知结构变量，一是认知结构中是否具备有对新概念起固着点作用的有关概念；二是新旧概念之间的区别程度；三是起固着点作用的概念是否稳定、清晰。
奥苏伯尔认为，在认知结构中起固着作用的概念，对决定学习是否有意义起重要的作用。在他看来，在学生认知结构具备起固着点作用的概念之前，就要求他们学习新内容，是学生出现机械学习的主要原因之一。因为认知结构不具备起固着点作用的有关概念，使新旧知识不能建立联系，新知识也失去了潜在意义，因而学习也就变成机械学习了。
教学背景分析
1、课程标准中对《工具与机械》的要求
运动与力之三：简单机械
具体内容标准
活动建议
3.1 探究怎样才能让天平和杠杆保持平衡。

3.2 知道利用机械可以提高工作效率，了解一些简单机械的使用，如斜面、杠杆、 齿轮、滑轮等。


课标中对机械的要求有两方面，如果对这两个标准仔细分析的话，我们会发现对于有关“机械”的认识有两方面的要求，一是原理的理解即事实层面的要求，二是科学观念的要求。
3.1事实方面的要求，通过探究学生会发现要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力与其距离乘积相等时，杠杠即保持平衡。
3.2科学观念方面的要求，利用机械可以提高效率，即人们利用工具可以帮助人们做事情，提高办事效率。课标中例举了几种简单的机械，意指不同机械有着不同的作用。通过对课标的解读，我们会发现对于概念的描述，同样有着两方面的描述。所以以本单元为例，我们在进行着尝试和研究。


2、教材分析
（一）对教材的分析
第一课：获取学生初始想法，学生们对于机械的定义是“机械是用来方便做事的物品”；他们对于机械特征的描述多集中于“机械是省力的用具”。学生对于机械是用于做事的认识是比较明确的，说明学生有着较好的机械应用的观念。但是他们在对机械特征的理解上，认为“省力”是机械固有的特征，“省力”与“方便”等同视之了。这是一个尚待完善的解释。
第二课：通过实证的方式，学生们得到了一个“杠杆有省力的，有不省力也不费力的，还有费力的”认识，与原有的认识有了初步的冲突。
第三课：当学生在杠杆的力学原理分析上有了基本的认识以后，在这节课将会挑战学生们的初始想法。在学生通过对不同杠杆类机械的使用体验之后，他们开始尝试用力学原理分析不同的机械。费力和不省力不费力的杠杆也是应用在生活中，例如镊子和订书器。而这种应用完全是为了方便做事。
第四课：按照前面的逻辑发展，本节课一方面要在力学的研究上展开，另一方面依旧要在“机械”的初始认识上努力发展。从“用”开始，引导学生思考“轮轴是怎样使用的？使用中是费力的还是省力的？”。
第五课：学生发现定滑轮在生活中的应用，但是它不省力、不费力，只是改变了力的方向。研究的模式依旧遵循了概念教学的两个方面，事实的方面的描述：不省力，不费力。观念的方面，即定滑轮是怎样使用的。
第六课：省力的动滑轮在没有定滑轮的协助下，功能也会受到很大的限制通过实证，学生们知道了省力不是机械的唯一标准，方便使用也不是单一的指“省力”。机械的关键在于能否发挥它的功能，用在应有的地方来发挥作用。
相信在之前的学习中，事实已经告诉学生们，“机械是省力的用具”，已经不再是合理的解释了，希望他们找到了一个打破平衡之后的另一种合理的解释。“有的机械可以省力，有的机械不能省力，它们都能发挥不同的作用。不同的机械具有不同的结构和不同的功能。形成一个观念，“机械不应只看它省力的一方面，应该更多的关注它在实际应用中所表现出来的功能，有时候省力不见得能发挥最佳的效果。”
第七课：设计最省力的斜面， “如果用斜面搬运东西，你会选择那个最省力的斜面吗？为什么？学生会质疑之前的想法，他们不会选择最为省力的斜面。学生的原有想法再一次受到了质疑。
第八课 自行车上的简单机械
在这一课的学习中，机械的认识得到巩固，此时学生们面对的是自行车上一个个具有不同功能和结构的机械，他们不再用省力与否来描述机械，更多的是观察思考机械的作用，功能。
通过对单元的分析，我们将本单元的教学分为三个阶段：1.获取初始想法，了解已有认识；2.引发认知冲突，建构现有概念3.解决认知冲突，建构科学概念，努力帮助学生完成在科学观念上的转变。

2.本单元的教学目标（科学概念部分）
科学概念
（1）机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯的称为工具。
（2）有的机械可以省力，有的机械不能省力但能发挥其他作用。
（3）不同的机械具有不同的结构和不同的功能
（4）解决生活中的实际问题需要选择合适的工具和机械







从科学概念的陈述中我们同样也会发现这两个层面的描述，一个是事实层面的描述，例如（1），还有就是科学观念的描述，例如；(3)(4)

（二）对教学的分析
1.本课教学内容：定滑轮
定滑轮是学生学习简单机械中重要概念之一，它在生产和生活中被广泛应用。它是一个既不省力也不费力能够改变用力方向的简单机械。
在进行杠杆和轮轴的教学时，我发现学生对于工具是否省力这一个话题非常的关注，他们认为工具就应该是省力的，人们选择使用工具的目的就是为了省力，工具要是不省力他们就不会选用。而定滑轮恰巧是一个反证，它是一个不省力也不费力的装置，但在生产生活中同样被广泛应用。
定滑轮的学习，为其原有观念“工具就是省力的”提供了有力的认知冲突，同时也使学生对于机械的认识丰富，完善其最初片面的认识。皮亚杰曾指出，只有出现不平衡或认知冲突时，个体才会出现认知发展，根据皮亚杰的认知发展机制理论，我们可以认为概念转变是一个认知冲突的形成和解决的过程。本课教学内容就是对学生原有观念的一个冲击，更是对学生科学观念：“工具是用来帮助人们做事情的，不同工具有不同的作用，人们根据需要选择工具”教育的良好时机。


本课教学方法：连贯探究情境
为了帮助学生建立科学观念：“工具是用来帮助人们做事情的”，本单元在立足于“儿童的科学”理念下，为学生创设了一个连贯、统一的情境——“每节课都做一件事情或解决一个问题”。并以单元学习进程图的形式记录下学生的学习进程。如图所示：

在教学中我尽可能的将各个实验活动的目的建立起合理的关联，在器材上尽可能的趋于一致；并通过建立模型进行研究，解决情境中所提出的问题，并将研究的问题层层引向深入，使学生在这一具有密切关联的情境中概念得以发展。就像建构主义教学观所提到的，在教学中，教师不仅要让学习者知道些什么，更可贵的是要学习者感受到什么，知识的意义不能直接传递，对知识的情感就更不能传递了，教师不应只是关注如何呈现，讲解，演示信息，更重要的是要创设一定的情境，促进学生自己主动建构知识的意义。

3、学情分析
（一）了解学生的初始想法，寻找教学的切入点。
当我们对一个教学内容的科学概念有了明确的认识之后，我们得到了一个围绕概念教学的初步的框架结构，但是在教学中，怎样让学生的学习过程与概念的认识过程一致，是我们下一步要深入研究的。
学生在学习初，他们的头脑并是空白的。所以我们需要在教学之初，了解到学生们面对这个科学概念的时候，哪些是他们已知的了解的，哪些是他们的认识上存在问题待发展、待转变的。
在本单元的教学之初，我运用头脑风暴了解了学生对“工具”的初始想法：








从这些学生的初始想法中，我们不难看出，大多数学生比较片面的认为工具都是省力的，他们通常将省力、快捷、轻松、方便等特性混为一谈，认为这是工具共有的特性。
当我们深入的研究了教材后发现本单元的研究价值，绝不仅仅是认识几种工具的名称和知道这些工具是否能够省力，而是科学观念的形成：“能体验到工具是帮助我们做事的，它的出现以及发展是伴随着人们的需要而展开的。”不要孤立的去研究工具 ，要把它与人们解决问题联系起来 ，从生活中来，回到生活中去，不要脱离工具在生活中的意义，使学生能用辩证的思想理解省力与工具作用之间的关系，这是对学生科学价值观的影响，比单纯的研究工具更有教育价值。

（二）了解学生的初始想法，设计教学过程。
奥苏伯尔提出，在学习新知识前，要关注三种影响意义学习的认知结构变量，一是认知结构中是否具备有对新概念起固着点作用的有关概念；二是新旧概念之间的区别程度；三是起固着点作用的概念是否稳定、清晰。
根据奥苏泊尔的理论，学生在学习本课前，我以回顾的形式，判断学生认知结构中是否具备对新概念起固着点作用的有关概念，并了解学生对起固着点作用的有关概念是否清晰。在了解学生基本多数形成稳固的固着点后再开始本课的教学。
前几节课中，学生通过研究“杠杆、轮轴”等简单机械，了解了它们各自的功能，知道利用机械可以帮助我们完成一些力所不能及的事情。还相对独立地经历“提出问题——设计研究方案——收集实验数据——得出结论——表达与交流”比较完整的科学探究过程，学生具备了一定分析问题、解决问题的能力。”
在此基础上，这一课中学生依旧从解决生活中的一件事情入手，来认识一种新的简单机械——定滑轮，生活中学生见过人们应用定滑轮升国旗的情景，针对定滑轮是否省力的问题，学生的原有经验很难做出判断，尽管学生在前面几课研究中对简单机械的结构和作用有了一定的认识，但他们并不十分清楚定滑轮的结构及作用，学生将带着各自的观点，进入设计定滑轮是否省力的研究，并经历设计简单的模拟进行实验研究，获得对简单机械省力原理的认识，逐渐转变观点建构新的观念。

四、教学方式和手段
（一）固着点调查
依据奥苏泊尔的理论，在进行新授之前，应该调查学生认知结构中是否具备有对新概念起固着点作用的有关概念；例如：平衡的的理解、研究模式的掌握等情况。以及新旧知识间的区别度。三是起固着点作用的概念是否稳定、清晰。
（二）创设认知冲突
单元初，调查学生前概念即对工具的认识，并将其观点记录在记录单上，引导学生时刻关注自己的观点，学生初始观点：“工具都是省力的”，通过定滑轮的研究学生发现定滑轮不省力不费力对原有观念形成了有力的冲击，本课采用了这用教学手段。
（三）连贯情境创设
本单元采用连续的情境进行教学，即每节课做一件事情，解决一些实际的问题，认识一种简单机械，学生在连续的情境中，逐步完成概念的教学。


1
 

2013年北京市中小学优秀教学设计评选
教学目标
科学概念：
1.学生能识别滑轮，认识到像旗杆顶部的滑轮，固定在一个位置转动而不移动的滑轮叫定滑轮。
2.通过研究能知道定滑轮不省力也不费力,但可以改变用力的方向。
过程与方法：
1.学生在教师的指导下，能够通过对真实事例的模拟（建立模型，模拟实验），设计实验，制订一个简单的研究计划进行研究。
2.学生能够合作完成实验活动，独立完成实验记录，独立完成数据的分析，并依据数据作出解释说明定滑轮的特点。
情感态度价值观：
学生通过定动滑轮在生活中的应用，进一步认识到，由于人们要解决生活中的问题才产生了对机械的需求并进行了设计。所以机械不是为了省力而出现，是为了解决问题而出现。
教学重点:
认识定滑轮的特点，完善最初对于工具出现及作用的理解。
确定依据：
了解机械的结构和功能，发挥其作用，改善人们的生活。
突破方法：
通过提供实验材料，学生在模拟实验中去体验收集分析数据来说明定滑轮是不省力不费力的，但可以改变用力的方向。
教师准备：
1.记录学生研究轨迹的海报纸
2.帮助学生描述的词汇表
3.板书中的板贴
4.一个升国旗的模型
学生准备：
个人: 记录单
小组：一个铁架台，一个定滑轮，1根两端带有挂钩的细绳，6个普通钩码。






教学流程示意
教师活动 学生活动 概念发展













教学过程
环节一：回顾研究历程，明确研究机械的方法和对工具的观点。
学生观看单元学习进程图,教师与学生一同回顾研究历程。
1.单元情境：做了很多不同的事情，认识了很多新的装置。
例如: 搬箱子,认识了杠杆;拧水龙头我们认识了轮轴.我们发现不同的机械有着不同的特点和作用。
2.我们研究的方法：用模型去研究。
3.我们的观点：工具都是省力的、方便、快捷、高效的帮助人们完成一些事情。
环节过度语言：
希望你们能都继续带着这些观点，继续着我们的研究，上课前有同学问我老师咱们今天做什么事情啊？你们看。



设计意图：
整个单元的教学是连贯的，连续的情境并不是孤立存在的，情境间是相互联系的。前面的情境是为后续的情境学习做铺垫的，所以在本课研究前帮助学生回顾自己的研究历程以及自己的观点，为本课的学习做好铺垫。
效果分析：
对于这个环节，起初我并不是这样设计的，而我后来为什么又调整成这样呢？在试讲中，我只是带着学生回顾上节课的结论，例如：我们上节课研究了轮轴，发现轮轴是一个省力的装置。随着教学的研究，我发现似乎好像这样的回顾对于后面的学习没有什么意义。那么本环节的目的是什么？为什么要回顾呢？而我们应该回顾哪些内容？在于老师们的探讨和奥苏泊尔理论支持下，我发现，在学习新的内容前，我们必须要了解在学生已有的观念中，对于新知识起固着点作用的概念是否已经稳固，而且固着点作用的不仅仅指科学结论，这里还包括观念、方法等。具体到本节课，我们带领学生回顾，整个单元的研究情境，我们的研究方法，我们的观点。这样回顾将会为其新知识的学习做好铺垫。并且我们也通过回顾的方式，了解学生情况，当固着点稳固时，我们再开始新课的学习。当然这个环节也可以灵活处理，我们还可以讲这三点融入到教学的各环节，根据教学时机进行调整。但是这三点是必要的回顾要点。

环节二：引入情境，集中话题——建立“定滑轮”这一基础概念。
（一）情境引入
教师出示一副升国旗的情境图，并与学生进行对话：“大家看，我们今天要做什么事呢？”你打算怎么做呢？
预设：
生1:：升国旗
生2：在上面安装一个轮子

（二）认识滑轮
教师出示升国旗的模型：
师：就像之前我们的研究一样，老师这有一个小模型，大家看一看，国旗是怎样升上的？
演示：升国旗的过程。
生：手向下拉，国旗向上升
生2：上面还有一个小轮子，它会跟着转。
师：你们说的小轮子什么样呢，我们放大看一看。（出示ppt)
在学生充分的表达了自己的想法后，我们帮助学生认识一种新的简单机械： 像这样的，中间有凹槽，能围绕一个固定点转动的轮子也是一种简单机械，叫做滑轮。

（三）认识定滑轮
之后教师引导学生模拟试验，与学生进行对话
师：老师这也给你们准备了一套材料，你们也来试一试，仔细看看这个滑轮是怎么工作的。那你们还需要什么材料？
预设：
生：钩码
生2：绳子、铁架台。
生3......
师：出示铁架台、钩码、滑轮、绳子并与学生讨论如何建造模型，谁模拟谁？
生：用铁架台模拟旗杆、钩码模拟国旗、将滑轮挂在顶端，用手向下拉。
生：尝试将钩码升到一定的高度。
师：请你将刚才你所观察的整个过程，画在你的记录单上。借助ppt,指导学生画。
生：（选自六年级同学课堂记录）


班级交流
师：通过实验，你们认为滑轮是否能够帮助我们将国旗升到一定的高度？
在操作中，你观察到了什么现象？
生：我在一边向下拉动，钩码就向上移动。
师：在升国旗的过程中，你观察到滑轮是什么状态
生：它在转
生2：它转，但没移动。


教师根据学生的描述指导学生，向这样固定在一个位置转动但是不移动的滑轮我们称它为定滑轮。并根据学生的描述在黑板上以板书的形式画出整个过程，并用箭头的方式标注出用力的方向和旗子运动的方向。





设计意图：
学生在前几节课杠杆和轮轴的研究基础上，由于连贯的研究情境，学生很容易会想到用模拟的方式进行实验。同时，因为此教学内容是课标中运动与力之下的内容，所以教师有意的引导学生对于力的描述。也是渗透学生将前后的知识进行联系的学习。

效果分析：
学生对于运用模拟方法，并不陌生，很容易会想到，但是对于整个过程中状态的描述，关注的不够，这需要教师有意的引导和关注。例如：你是怎么做的，国旗出现了什么状态？滑轮此时又是什么情况等。教学中我们采用了词汇技术，帮助学生进行细致的描述，因为仔细的观察，精准的描述将有助于学生对于定滑轮特点的理解。

【教学中的词汇表】





环节三：提出研究问题，明确观点。
教师通过对话引导学生
师：面对一种新的简单机械，同学们有什么想要研究的问题吗？
预设学生将提出这些问题：
生1：“定滑轮省力的吗？”“定滑轮是费力的吗？还是既不省力也不费力的？”
生2“定滑轮有什么用？”
生3“定滑轮的工作原理是什么？我们可以用模型来研究吗？”
......
师：你们认为我们应该先研究哪个问题？
生：定滑轮是否省力，然后分析其原理，思考其作用。
师：针对定滑轮是否省力这一问题，大家的观点是什么？你们是怎么看的？
生：省力的
生2：不省力也不费力的
......
师：请将你的观点，记录在记录单上。你可以采用下面的词汇进行描述：我认为......
设计意图：
学生提出这样的问题是偶然的吗？如果回顾一下这个单元研究历程，我们就会发现，从单元的第一节课，就是从解决一个实际生活问题开始的，紧接着每一节课都有一个解决生活问题的情境，以及利用模型进行实验的探究情境，在这双重情境推动下，才使得学生对要研究的新问题产生了这样的思考。所以这种研究模式已初步在学生头脑中建立。
效果分析：
在某一次的试讲中，当进行这个环节的时候，学生并没有像我们所预料的那样提出这样的研究问题，他们愣住了，不知道说些什么.下课后我与教研员贾老师思考讨论，我们发现肯定是前面的教学中出了问题，回想起自己当时的教学是这样的：我是按照这样的模式进行教学的，但是每节课后，我并没有带着学生进行研究历程的回顾，也没有渗透学生这种研究的方法。根据奥苏泊尔的理论我们也会发现，是因为固着点在学生头脑中没有稳固的建立。教学中课与课是紧密关联的，科学观念的最终建立，也是需要多方面的保障的，情境并不是孤立存在的，各个情境间存在着紧密的联系，同时它也需要其他有效教学方式的支撑。
此外通过几次试讲，在预测这个环节的时候，很多的孩子会认为定滑轮是省力的，理由有很多，有的认为改变了力的方向，向下用力方便，所以省力；有的认为用它就是提供方便，方便就是省力。还有的同学会说，我站在下面，能将它升上去，所以省力啊，这样我就不用爬那么高了。分析学生的话，我们会发现方便与省力在学生头脑中是混淆的，多数的同学在科学观念上，表现的还是片面的，他们认为工具可以给人提供方便，方便就是省力。

环节四：探索与调查——利用模型，对“定滑轮”的作用，进行实验探究。
（一）探讨实验方法
1.教师与学生讨论如何利用模型，研究定滑轮是否省力？
（1）明确哪里模拟的是阻力，哪里模拟的是用力。
（2）明确判断标准，定滑轮平衡时（即静止不动）进行判断。
（3）预设可能出现的情况，如果定滑轮省力会出现什么情况，如果费力又会出现什么情况，如果不省力、不费力会是什么情况？
2.教师利用ppt指导
（1）明确模拟对象
（2）明确判断标准
（3）多做几次，确保数据的充分、可靠
（4）及时记录数据，审视观点。
3.学生分组实验：
预设学生可能遇到的问题：不能及时记录数据，将数据与自己的观点结合在一起。
4.与学生交流、讨论
（1） 你的观点是什么？
（2）你获得了怎样的数据？
（3）该数据是否支持了你的观点？
小结（借助ppt和数据）
定滑轮不省力也不费力。









设计意图：
本环节为学生创设了一个与情境相统一的实验探究情境。这样就帮助学生反复围绕一个逐渐在发展的基本事实、基本现象展开观察与思考，对于一个学习的“新手”而言，这样的方式使得学生在一个易于建立概念认识的环境中，形成对概念的理解。
从提出问题→明确自己的观点→进行假设” 这一环节是经过精心设计的，目的就是让更多的学生带着自己的观点进入探究活动，帮助学生明确探究的内容和方向，指导探究沿着预定目标展开，从而避免探究的盲目性。

效果分析：
在前面的杠杆的研究中，学生通过使用杠杆尺，已经掌握了判断是否省力的方法。并且经历前几次课连续的情境学习，学生也已经初步掌握了使用实验模型的这种方法的学习。学生在实验中搜集证据，进一步明确发展自己的观点，进行有目的的实验活动，并记录下自己的观点以及支持此观点的理由。
在此环节中，教师的巡视很重要，我们需要第一时间了解到学生情况，进行有目的的指导，关注学生的实验操作是否规范，他们是否能带着观点研究，他们是否有意识的在记录数据，利用数据在审视自己的观点。这都需要教师在巡视的时候完成。

环节五：解释与回顾——尝试让学生利用所学解释问题，逐步完善对“工具”这一概念的认知。
（1）质疑：
当学生发现定滑轮不省力也不费力的时候，会发出质疑声，会疑惑。
生：它不省力也不费力，那为什么还要用它？
师：对啊，你们怎么看啊？
生1：比如一个物体太大了，你不能拿起来，但是你可以用相同的力完成相同的事情，
生2：因为你站在地面上，你自己没那么高，你只能走楼梯，但是我们平时不可能这么做，所以定滑轮给我们提供了方便。
......

（二）回顾初始观点，完成观点的转变、证实、修正。
教师引导学生回顾自己曾经对于工具的看法 。
师：请查看一下你们的记录单，或前面的班级海报纸。看一看你曾经对于工具的观点是什么？
生：查阅自己曾经的观点





师：
（1）我们发现工具能帮我们做不同的事情，例如杠杆可以帮我们搬箱子，轮轴可以帮我们拧水龙头。
（2）我们发现工具是省力的，而且有些的证据也能证实我们的说法。
（3）面对定滑轮以及你的发现，再次审视自己的观点，你们有什么发现或想说的？
生：定滑轮是不省力的
生2：并不是所有的工具都是省力的
生3：当初的观点是不完善的，我们需要修正......
师：定滑轮是一个不省力的工具，你认为它是否有用？如果有用有什么用途呢？
生：有用
生2：方便、能升国旗
生3：能够改变力的方向......
师：那我们应该怎么完善我们对于工具的认识？
生：并不是所有的工具都是省力的。
生2：工具是根据人们需要选择的，并非都是因为省力。
......
讨论过后，教师要引导学生将自己修正后的观点也在自己的记录单上。

设计意图：
首先，定滑轮不省力不费力的这个事实，再一次冲击了学生最初对“工具”的认识。因此在这里我们带领学生再次回顾曾经对于工具的看法。相信在这样的学习之后，学生对机械的描述不再是单一的“省力”，而是更多的关注到机械在省力或者费力或者不省力不费力的情况下，是如何用来工作的，如何用来发挥各自的功能的。这就达到了我们的教学目的——就是要帮助学生将这些概念串起来，以便更好的在学生头脑中建构相关的概念，逐步的使单一概念构成体系，从而形成观念。

效果分析
为了保证学生时刻对自己的观点关注，教师可以采用班级海报纸、或记录单的形式帮助学生记录下自己的观点，并再后续的教学中，要再现这些观点，时刻引导学生关注自己的观点，这样的研究学生会认为是自己的研究，他们会更乐于参与。连贯的情境不仅仅是实验探究的情境，这里好包括学习方式上，如记录单，班级学习进程图等。

环节六：梳理探究过程——渗透科学探究的方法
教师通过板书帮助学生回顾定滑轮的研究历程，将科学探究的方法渗透给学生。同时渗透，在学习过程中，我们应该始终带着自己的观点研究，并在研究中不断审视单元学习过程中自己的观点，为其寻找充足且可靠的证据。不断完善自己最初对于工具的观点。并定时梳理哪些观点得到了证实或完善，哪些观点改变了，又有了哪些新的观点。


设计意图：
本课的设计注重体现学生概念建构的过程，而科学的探究方法是重要保障，因此在这一课即将结束时，老师要带领学生回顾和梳理探究过程，不失时机的向学生渗透科学探究的方法以及追求“充足且可靠的事实”作为证据的科学态度，以及巩固我们对于工具所形成的科学观念。

效果分析：
这个环节是我在研究中深有感触的，由于教学时间的问题，在前几节课的教学中，这一点我忽略了，没有带领学生回顾自己的研究历程、他们对于工具的观点等，到后面教学时，当我们面对一种新的机械装置时，学生并没有像预期那样进行研究，这种研究方法在学生头脑中呈现的是支离破碎的，并没有形成体系。反思教学，可见每堂课的梳理是很重要的，除去帮助学生梳理科学概念，更重要的还有研究的方法，对于工具认识的观念等。

板书设计
定滑轮的研究

升国旗 研究问题 观点 数据 发现






学习效果评价设计
学生学习效果评价设计：
一、评价方式
1.以单元学习进程图，观察学生思维变化的轨迹。
2.以学生记录单关注学生的概念发展
3.课后测评，通过问卷，了解学生概念建立情况
你认为什么是工具？工具有什么用？

二、概念发展层次水平：
层次1： 知道滑轮能升国旗，但是不了解定滑轮的特点。
层次2： 通过研究能认识到，定滑轮是不省力也不费力的装置，能够改变用力的方向。
层次3： 通过研究意识到，定滑轮是一种工具，它能帮助人们做事情，并不是所有的工具都是省力的，人们根据需要选择工具
本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)
特色一：深入分析单元结构及发展脉络，以学生的初始概念为起点，展开一系列的由易到难、从简到繁、层层深入的探究活动，慢慢的完成概念的转化及观念的形成。
在以往的教学设计过程中，我们也会进行教学的前测，但是在那样的前测中，我们更多的是去了解学生的概念水平，而缺少将已知的概念水平与整体教学的结构建立联系，并直接影响整体教学过程的设计。在本次的教学设计上，实验活动的内容设计、流程设计都是在考虑学生已有概念水平的基础上进行的，尽管还显得不够成熟，但是这种尝试为我今后的教学提供了很多有意的经验。





特色二：创设一个统一而连贯的“研究情境”，帮助学生完成对新概念认识的同化和顺应的过程。
以往的教学活动中，我们并不太关注实验活动构成的“研究情境”，总是把操作方法、实验器材等方面有着较大不同的实验放在一起让学生进行活动。这样造成的结果是，学生在概念认识的同化过程中，接纳了较多的缺乏结构的外界刺激，难以形成有效的同化过程。我认为在概念形成过程中，由结构清晰的实验活动组成的连贯的研究情景，将会给学生提供有结构的外界刺激，让学生能够有能力接纳这些刺激而形成新的认识，并在顺应的过程中，完成对新概念的理解。所以在本教学设计中，我尽可能的将各个实验活动的目的建立起合理的关联，在器材上尽可能的趋于一致，连贯统一的研究情境会让学生能够在一个具体的事实现象上深入研究下去，达到对概念认识的逐步强化。
因此本单元，在立足于建构“儿童的科学”的理念下，为学生创设了一个统一的研究情境——“每节课都做一件事情或解决一个问题”，并通过建立模型进行研究，解决情境中所提出的问题，并将研究的问题层层引向深入，使学生在这一具有密切关联的 “研究情境”中概念得到发展。