曹晓春

【摘 要】本文以浙教版初中科学九年级“杠杆”和教科版小学六年级“杠杆”有关内容为研究对象，在教材对比的基础上，根据“有效教学”理论，探索基于初小衔接教学设计思想的“杠杆”和“杠杆五要素”等概念建构方法，并提出有效衔接的有关策略。

【关键词】初小衔接；杠杆；概念

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437（2019）04-0170-02

1 背景分析

初中科学课程是在小学科学课程的基础上，引导学生进一步深化对自然和科学的认识，提高学生的科学素养的课程。初中科学的教学要考虑与小学科学教学的有机衔接。在小学科学教学的基础上，找准切入点，实现初小科学教育、教学的自然衔接是提高初中科学课堂教学效率的一条重要途径。以初小中“杠杆”内容比较：从学习目标看，小学科学关注能列举一些常见的杠杆、了解杠杆在实际中的使用，注重在体验中获得对杠杆的感性认识；而初中科学关注的是对杠杆形成抽象的、本质的认识。从教材内容看，小学的内容更具体、形象、但相对表面；而初中的内容，逐步走向抽象、本质。如从杠杆的定义看，小学教材用举例方式来定义什么是杠杆的问题，而初中教材的定义明确指出了两个基本特征“在力的作用下绕固定点转动”、“硬棒”。再如从“杠杆的要素”看，小学只是指出了杠杆上的三个重要位置“支点、用力点、阻力点”，通过探究初步知道“动力的大小与用力点的位置”有关；而初中提出了“杠杆五要素”，其中力臂概念的建构是难点。从相关科学方法看，除了有共同的观察、实验、比较等，初中的学习还涉及到抽象、建模等理想化方法。通过理想化方法，突出杠杆的本质特征，建构有关概念。基于以上分析可见，小学《杠杆》的教学已经为初中《杠杆》的学习做了必要准备，初中的教学要充分利用这些，找准学习的切入点，从而有效建构概念，提高课堂效率。

2 教学片段

片段一：“杠杆”、“支点”概念的建构

引入：请学生列举杠杆的例子，说说对杠杆的了解。

在学生发言的同时，展示一些常见的、来自小学课本的杠杆图片。

追问：羊角锤、老虎钳、剪刀、天平、螺丝刀、擀面杖等物品，外形差别较大、作用各不相同，为什么都是

杠杆？

学生：它们在工作时，都能绕着固定点转动。

讲授：像撬棒这样，在力的作用下，能绕固定点转动的坚实物体称为杠杆。

问题：这个固定点称为什么？

学生：支点。

任务：指出一些常见杠杠的支点。

【设计意图】通过提问和小学教材中杠杆图片的展示，唤醒学生原有的认知。同时，通过学生的回答，了解学生对杠杆的已有认知，寻找教学的生长点。再通过追问，引导学生回忆杠杆工作中的共同特点，并在此基础上建构杠杆的定义。

片段二：“动力”、“阻力”概念的建构

问题：小学的学习，我们知道杠杆上除了支点以外，还有两个重要的位置，分别是什么？

学生：用力点和阻力点。

展示小学教材中图片，如图1。

讲授：作用在用力点上，使杠杠转动的力，称为动力，用力点即动力作用点；作用在阻力点上，阻碍杠杠转动的力，称为阻力，阻力点即阻力作用点。同时示范：画出撬棒的支点、动力、阻力示意图，如图2。

【设计意图】在已有的“用力点、阻力点”概念的基础上，结合力的示意图的画法，建构“动力、阻力”

概念。

片段三：力臂

（1）探究：影响动力大小的因素，展示：

问题：小学时，我们利用这个装置研究“杠杆的秘密”。当钩码、支点的位置以及钩码的重都不变时，使杠杆静止在水平位置，所用动力大小与什么因素有关？

学生：用力点离支点的位置、动力的方向。

任務：请设计方案，证明动力的大小与用力点的位置、动力的方向有关。

【设计意图】“用力点的位置会影响用力的大小” 是小学科学已学的知识，“用力的方向会影响用力的大小”是生活的经验。以此基础上，用控制变量的方法开展实验探究，得出规律，为力臂概念的建构做好充分准备。

（2）力臂的概念

讨论：综合以上两个结论考虑，当杠杆水平位置平衡时，是否存在作用在C点的动力和作用在B点的动力大小相等的情况？

猜想：有，因为作用在C点的力斜拉时，拉力变小，可能拉到一定的角度，会小到和作用在B点竖直向下拉的力大小相等。

演示：在杠杆后固定一块贴有白纸的泡沫板。在C点用弹簧测力计向不同方向拉，当作用在C点斜拉的力和作用在B点竖直向下的力大小相等时，在白板纸上画出该力的作用线的位置。

引导：既然这三条作用线上所用的力大小相等，那么这三条作用线所处的位置应该会有一个相同的要素。请首先仔细观察F1、F2所处的位置，它们的共同要素可能是什么？

学生：支点到该力的作用线的距离相等。

演示：测量支点到F1、F2的作用线的距离。

问题：如何确定F3是否也满足这个特点？

学生：反向延长，测量O点到F3的作用线的距离。

讲述：我们将这条线从支点到动力作用线的距离的线称为动力臂，它对动力的大小有直接影响。

【设计意图】在实验结论的基础上，通过问题引导学生做出新的猜想，并通过实验验证猜想。实验中，利用贴在泡沫板上的白纸记录用力大小相等的三个力的作用线的位置，学生在仔细观察F1、F2所处的位置的基础上，通过直觉思维猜想F1、F2的位置关系，并通过测量验证猜想。又通过测量F3的作用线相对与支点O的位置来进一步验证结论，从而自主建构力臂的概念。

3 案例反思

3.1 恰当的衔接有利于提高学习效率

了解学生已有的知识、方法、能力，能帮助我们更加准确确定初中的学习目标，能将有限的教学时间集中到重点、难点上去，从而提高学习效率。如有些老师对小学杠杆的教学内容不熟悉，为了体现概念的主动建构过程，花较多的时间建立杠杆的概念。导致本节课的难点——力臂的教学，因时间不足而被弱化。而本案例中，在学生举出常见杠杆实例的基础上，只问了一个问题“这些工具外形差别较大、作用各不相同，为什么都是杠杆？”通过这个问题，唤醒学生原有认知，准确抓住杠杆工作时的特点，用很少的时间达成了学习目标。为后面重、难点内容的学习，赢得了时间，提高了课堂效率。

3.2 恰当的衔接需要找准学习切入点

首先，要深度研读小学科学课程标准、教材，找出其中可以为初中教学所用的内容。如这节课的很多图片来自小学教材中的图片，这些曾经相识的图片能快速唤醒学生的原有认知，进入学习状态，为学习做好充分的准备。其次，在比较的基础上，找到初中相对于小学提升的部分，并确定其应该从小学学习的哪些点生长出来。如小学的“用力点、阻力点”概念是初中“动力、阻力”概念的生长点。又如小学通过探究已知“用力点到支点的距离”会影响用力的大小，但这些认识是片面的，从初中来看是一个“迷思概念”，同时又是形成力臂概念的生长点。

3.3 恰当的衔接需要精准的问题设计

通过精准的课堂问题链、问题组的设计，能引导学生思考，实现从原有认知的生长点出发，建构新的概念。建构力臂的概念时，在实验结论的基础上，顺势提出问题“综合以上两个结论考虑，当杠杆水平位置平衡時，是否存在作用在C点的动力和作用在B点的动力大小相等的情况？”学生做出猜想，并论证其合理性。教师通过演示实验、记录现象，验证学生的猜想。又提出新的问题“既然这三条作用线上所用的力大小相等，那么这三条作用线所处的位置应该会有一个相同的要素。请首先仔细观察F1、F2所处的位置，它们的共同要素可能是什么。”学生在仔细观察后又提出新的猜想“支点到力的作用线距离相等”，教师进而通过测量验证学生的猜想，学生自然建构了力臂的概念。这两个问题，从学生的原有认知出发，猜想、验证交替进行，环环相扣，帮助学生突破学习难点，主动建构了力臂概念。

综上所述，通过找寻并合理设计小学知识和初中知识的有效衔接点，实现教学内容的逐步过渡和提升，有利于提高课堂教学质量，有利于学生的学业成长。