力和运动的教材设计

1、基于概念转变理论的教材开发以低年级“力和运动”单元为例目标 从学生的前概念出发，给学生一个可以是模糊的、但必须是正确的力的概念。有关力的前概念 力是一种物体固有的属性（力量） 力是和运动直接联系的：有力才会有运动，有运动必有力两个典型例子(Driver etal,1985,Ch.5) 例1：对上升的氢气球的解释： 我没有看见它受到任何外力，这是它本身的性质，或者内部的气体使它自然地就飘起来了，我猜这是物体内部固有的力。（14岁） 例2：钟摆的受力状况：在下图的任务中，50%会选择C或D如何实现概念转变？力的概念转变属于本体论意义上的转变（Chi,1994），因此无法通过学生自己的反省思考和认知

2、冲突来实现，而只是来自于外部的“告诉”： 力不是一种物质属性，而是一种关系属性。 力产生于两个物体的相互作用之中。无论是在静止或是运动状态的物体，都可以有力存在。 力可以改变物体的运动状态或形状。对现有教材的分析 科学启蒙：一个典型的不恰当例子（F7） 通过“你怎样让物体运动”的活动，让学生“发现如何让物体运动的方法”-这其实暗示了“力能让物体运动”。 “推或拉时都要使用力。力能使物体运动。小的力能移动轻的物体，大的力能移动重的物体。你用的力越大，物体运动得就越快。”对现有教材的分析 FOSS和STC在二年级都没有涉及到“力”的概念，而代之以“平衡”的活动。这启发我们思考：是否需要在低年级给学

3、生呈现“力”这个概念？还是仅仅给他们具体的有关力的经验？对课标的分析中国（修订稿） 低年级：知道日常生活中常见的推力、拉力、摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力。 中年级：举例说明给物体施加不同大小的推力或拉力，可以改变物体运动的快慢，也可以使物体启动或停止。 台湾自然与生活科技纲要 一二年级：“体会力有多种，力可使物体动起来”美国新一代科学标准幼儿园：A.力和运动：推拉力有不同的大小和方向。对物体的推拉力可以改变其运动速度和方向，可以使其运动或停止。B.相互作用的类型：当物体接触或相撞，它们会推动对方并能改变其运动。3年级力和运动：每个作用于物体的力都有大小和方向。通常静止的物体自身

4、受到多种作用力，但是这些力的和为0。当作用力的和不为0时，可以改变物体的速度和运动方向。物体在多种情境下的运动模式是可观察和可测量的，当过去的运动显示出规律时，就可以从中预测将来的运动。相互作用的类型：接触的物体之间具有相互作用的力。一对物体之间的电磁作用力不需要物体相互接触，力的大小却决于物体的性质和它们之间的距离，两个磁场之间作用力的大小取决于它们的相对位置。教材的编写二年级用力以后单元： 第一课 推和拉 第二课 形状改变了 第三课 动起来与停下来第一课 推和拉（第1页） 生活中，我们用推的方法用力，也可以用拉的方法用力。 （推的图片：超市购物推车，小朋友推箱子 ） （拉的图片：用绳子提井

5、里的水桶，小朋友拖旅行箱 ） 推和拉有什么不同？第一课 推和拉（第2页） 下面的图中，谁在推？谁在拉？（图：纤夫拉船，拔河， 马拉车，众人推汽车，飞机推出，小朋友用手掌推大树的树干。一幅较大的图：两个小朋友合作移动一个纸箱，前面的在拖，后面的在推。 ） 推的力使物体远离我们，拉的力使物体靠近我们。第一课 推和拉（第3页） 活动：怎样用力，让小车动起来？（图：桌上一辆小车，边上放一根磁铁，一根线，一个重砝码，两个小朋友站在桌子两边） 想一想，磁铁在推小车、拉小车的时候，有什么特别的本领？第二课 形状改变了（第1页） 变脸游戏。（图或照：用手挤压/扭曲自己的脸，把耳朵往下拽，玻璃挤压小朋友的脸）

6、你的脸变成什么样了？为什么？ 轻轻按你的脸，再用力按你的脸，有什么不同的结果？（配相应的两幅照片：轻轻按脸颊，用力按脸颊明显陷进去。）第二课 形状改变了（第2页） 怎样改变这些物体的形状？（图：弯折铁丝，橡皮泥，海绵，橡皮）我们可以对物体用力，改变它们的形状。（图或照：冲压机，压废汽车的情景）第二课 形状改变了（第3页） 瓶子的形状改变了吗？你怎么知道？（照片：1.密封的玻璃小药瓶，里面装色水，上面插一根细吸管，2.手用力捏玻璃瓶，水溢到吸管中） 比一比，谁拉的最长？（照片：两个学生进行拉力器比赛）第三课 动起来与停下来（第1页） 玩弹子游戏。（两个学生玩弹子的场景）说说你有什么办法可以让弹子动起来、停下来。 研究：你要用手碰小球几次，才能让它沿着预定的路线滚到终点？（图示场景：1.路线是直线形，球在起点，一只手伸出手指做拨弄球的样子。上面标上“第1关”。2.路线是折线形，球在起点。上面标上“第2关”） 你碰球的时候，就是对小球用了力。想一想，这些力产生了什么效果？第三课 动起来与停下来（第2页） 讨论：足球守门员对球用力后，球发生了什么变化？（开球，扑住，扑飞的图或照）力可以使物体动起来，也可以使物体停下来，还可以改变物体的运动方向。第三课 动起来与停下来（第