通過《靈活巧妙的剪刀》教學理解結構與功能的關系

陳麗蘭

〔摘? ? 要〕? 在現代教育中，跨學科教學已成為一種重要的教學方式，通過整合不同學科的知識，學生可以更好地理解實際問題，提高綜合思維能力。為了加強小學科學學科跨學科概念結構與功能教學，在分析了新教科版小學科學教材對此概念的構建規律之后，以《靈活巧妙的剪刀》一課內容為例展開教學設計和實踐，加深學生對結構與功能關系的理解。

〔關鍵詞〕? 小學科學；結構與功能；跨學科概念；教學實踐

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 14? ? 058-060

在現代教育中，跨學科教學已成為一種重要的教學方式，通過整合不同學科的知識，學生可以更好地理解實際問題，提高綜合思維能力?！读x務教育科學課程標準（2022年版）》設置了13個學科核心概念，是學生在義務教育階段應該掌握的核心內容。通過對學科核心概念的學習和拓展，進一步理解物質與能量、結構與功能、系統與模型、穩定與變化四個跨學科概念。物體的結構是指其各個組成部分的安排方式，物體的功能是指它所具有的作用和效果。物體的結構決定功能，功能又影響結構，它們共同決定了物體的性質和作用。理解物體的結構與功能可以幫助我們更好地了解物體的性質和作用，更好地利用和改造物體，實現各類需求的需要。在我們的日常生活中，結構與功能的概念無處不在，它是一個重要的跨學科概念，涵蓋了生物學、物理學、社會學等多個領域。對于學生來說，理解和掌握這兩個概念關系是理解許多學科的基礎。為了加強小學科學學科跨學科概念結構與功能教學，本文在分析了新教科版小學科學教材對此概念的構建規律之后，以《靈活巧妙的剪刀》一課內容為例展開教學設計和實踐，落實跨學科概念結構與功能的教學。

一、喚醒生活經驗，激發學生學習興趣

剪刀是一種常見的手工工具，主要用于剪切布料、紙張等。剪刀主要由兩部分組成：一部分是兩個刀片組成的切割部分，另一部分是手柄和軸心組成的握持部分。剪刀的應用領域廣泛，如服裝設計、剪紙藝術、園藝修剪等，所有的學生都有使用剪刀剪東西的生活經驗。通過播放《中國剪紙》視頻短片，讓學生感嘆民俗文化精湛的技藝，再順勢引出“這些漂亮的窗花圖片是用什么工具做成的呢？”“生活中你還會用剪刀做什么事呢？”等問題，通過剪紙藝術喚起學生的生活經驗，當學生開始思考生活中剪刀的用途時，已經聚焦到了本課的主題。當然，學生思考更多的是自己使用過程中的感受和剪刀所能解決的問題，但對剪刀本身的研究卻很少：剪刀為什么要設計成這樣？它的結構與功能有什么聯系？用此類問題引發學生思考，激發學生探究、了解剪刀的學習興趣。

二、結構決定功能，幫助學生理解概念

探究環節展示生活中常用的普通剪刀圖片和實物，讓學生仔細觀察剪刀的結構。學生可以近距離觀察剪刀的各個部分，如刀片、手柄、軸心等，并描述其外觀和特點，這一環節旨在培養學生的觀察能力和描述能力。隨后師生共同回憶本單元學過的工具菜刀、撬棍、水龍頭等運用的簡單機械原理，借助圖片的對比讓學生發現剪刀是一種組合工具，剪刀上有刀具的斜面和撬棍的杠桿這兩個功能，杠桿、斜面具有省力、方便的作用。剪刀是一種組合工具，那剪刀又有什么樣的功能呢？引發學生了解剪刀的結構后，他們又產生了迫切想要試驗使用剪刀功能的欲望。

原教材的第一個任務，是用剪刀把圓形和方形的紙和布料裁剪下來。任務簡單、學生有體驗，但對剪刀的斜面和杠桿原理使用的好處較難理解到位。通過遵循教材知識邏輯，對教材內容和體系進行適當調整、重建，將本課此任務重構為對比“用手撕、用小刀割、用剪刀剪”三種方法來制作窗花。其與課前的剪紙視頻介紹前后呼應，在探究對比中增加實驗活動的趣味性，最后讓學生匯報對比三種方法使用后的感受。師生共同探討對比“三種制作窗花的方法哪種效果最好？”“與它的結構有什么關系？”等問題，得出“剪刀的刀刃是斜面，刀刃鋒利的結構，使得制作窗花時沿著實線取出圖案的時候可以省力、省時，制作窗花的效果平整、美觀”“剪刀的把手能夠控制刀刃移動的方向和開合的角度，所以制作窗花時更加靈活”等結論，培養學生的分析能力和動手能力。通過實驗探究任務對比不同方式、不同工具的制作效果，親身體驗剪刀的功能，分享使用剪刀的經驗和感受，突出本課重點，理解本課剪刀結構決定著它的功能的科學概念，加深學生對結構與功能關系的理解，從而實現教學目標，提升學生的核心素養。

三、功能影響結構，發展學生科學思維

展示解剖剪，設置懸念提問：“你們認識這種剪刀嗎？”“你覺得醫生用的解剖剪和我們剛剛使用的剪刀一樣嗎？哪里不一樣？”通過對比不同引出“解剖剪為什么要設計成這樣呢？”“這種剪刀在外科手術中發揮著什么作用呢？”等問題，讓學生通過剪切分離網線模擬外科醫生做手術測試剪刀的功能，體驗不同種類剪刀的區別，在特定的任務中功能又是怎樣影響剪刀結構的。

通過完成特定的任務，對比不同剪刀完成的效果。通過實踐活動讓學生知道外科醫生的解剖剪在模擬外科手術時完成效果最好，在手術中起到了剪開、分離、剪斷的作用。刀尖細、刀刃薄，方便我們把需要剪斷的網線跟其他網線分離開來。刀刃鋒利，刀柄較長，方便我們剪開外皮和剪斷網線。剪刀在使用時，刀刃和把手繞轉軸轉動可以看作杠桿。解剖剪的把手長，刀刃短，即用力點到支點的距離比阻力點到支點的距離遠，它是省力杠桿。當把手移動較長距離時，刀尖只移動一點點距離，從而使控制更加精準。由于手術過程必須精確無誤，特定的功能需求影響剪刀結構類型，從而更好地完成相應的任務。

四、課外閱讀拓展，強化學生態度責任

閱讀，是一種通過語言文字獲取信息、啟迪心智、認識世界、發展思維的活動。讓學生通過閱讀拓展資料，說說剪刀“靈活巧妙”體現在什么地方，讓學生學會歸納總結，如“剪刀是一種組合工具，既有杠桿的特點，又有斜面的特點；通過改變杠桿的長短，改變斜面的狀態，剪刀就可以適用不同的工作”。剪刀是一種可以靈活、精細加工的工具，生活中有各種各樣的剪刀，比如裁衣剪、理發剪、解剖剪等。通過仔細觀察，發現各類剪刀的不同結構，裁衣剪的刀刃厚且長，理發剪的刀刃薄且長、刀刃是梳齒狀的，解剖剪的刀刃短而尖等。

教師追問：“為什么要這么設計？這樣設計有什么作用嗎？”讓學生意識到剪刀的發明得益于技術的進步，多種多樣的剪刀也是人們在工作、生活等過程中，隨著經驗的累積、認知的深入，不斷改進和發展的結果。剪刀有許多不同的分類，發明這些剪刀，也是為了滿足人們在完成不同任務時的需要，特定的工具為我們的生活帶來了更多的便利。在教學過程中，應鼓勵學生提出自己的觀點和創新思維。例如，讓學生思考如何改進剪刀的結構以增強其某項功能，或者如何設計一種新的工具以滿足特定的功能需求等，這有助于培養學生的創新意識和實踐能力。還可以請學生課后充分發揮想象，根據未來生活的需要，想想未來會發展出怎樣的剪刀。

在《靈活巧妙的剪刀》這一課的教學實踐中，遵循學生的認知水平和知識經驗，科學安排學習進階及探究實踐活動。將剪刀的結構與功能作為課堂教學的主線，讓學生在觀察剪刀的結構及運用的簡單機械原理后，通過體驗不同方法制作窗花和使用不同剪刀模擬醫生做外科手術的探究活動，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗使用不同工具的感受，并通過分析、比較、推理等思維方法，深化學生對“結構決定功能、功能又影響著結構”這一跨學科概念的感知。學生可以通過觀察、分析、實踐和總結等環節，體驗跨學科概念——結構與功能的實際應用和重要性，以及鍛煉觀察能力、分析能力、實踐能力和團隊協作能力等。首先，學生的思維能力得到了提高，開始主動思考事物的內在結構與其表現出的功能之間的關系。其次，學生的實踐能力也得到了提高，開始嘗試通過實踐驗證所學的理論知識。最后，學生解決問題的能力也得到了提高，開始學會如何運用這一概念分析并解決問題。理解這一概念并將其應用于教學實踐，對于提高學生的綜合素質和創新能力具有重要意義，并且可以推廣到其他領域，幫助學生深入理解科學知識及其應用的廣泛性，同時培養學生的邏輯思維能力和解決問題能力，為學生的全面發展打好基礎。

參考文獻

[1]張婕.基于跨學科概念的信息技術與科學教學融合[J].中小學信息技術教育，2023（8）：78-80.

[2]張玉華.核心素養視域下跨學科學習的內涵認識與實踐路徑[J].上海教育科研，2022（5）.