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怎样引导幼儿认识弹性现象

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老师:

您好!我曾经给大班的孩子上了一节“有趣的弹性”,通过孩子的探索和游戏,来感知和获得弹性的经验:一些物体经过手压、挤、拉等会产生变形、变长、变短,当 手松开后,则恢复原状,这就是说明有弹性。但是对于弹性的具体核心概念,我还是不太清楚。甚至,孩子遇到的一些现象,我都解释不清,也不知道该如何说明, 如:眼镜盒用手打开后,松手无法还原,孩子们说这就是没有弹性;瓶盖被按下按钮打开后则无法自动关上,孩子们也说这就是没有弹性。

希望您有空的时候能帮我解答,我该如何给孩子解释说明这些看似无弹性而又与弹性有关的现象。

南京市北京东路小学附属幼儿园 张琴

 

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张老师:

您好!谢谢您分享自己的思考和困惑。我相信,类似的困惑很多老师都曾有过。

按我的理解,您实际上提到了两个问题:

(1)弹性的具体科学内涵是什么,幼儿能够获得哪些与弹性有关的科学经验?

(2)对于比较复杂的弹性现象,如果幼儿得出“看似合理却不科学”的结论时,您该如何应对?

这两个问题都很有价值,也相对独立。下面分别说一下我的看法。

1.幼儿能够获得哪些与弹性有关的科学经验?

要说清这一点,需要涉及相关的一些物理学知识,我尽力把它说得清楚一些。

弹性是一种重要的物理现象。在大学的工科专业中常有“弹性力学”这门课,许多科学家、工程师在研究机械和桥梁中的弹性、气体和液体的弹性,甚至磁弹性。

弹性也是一种普遍的生活现象。幼儿从很小的时候就开始接触(从能够捏出声响的玩具,到充气城堡、蹦床、皮球……),不断积累着与弹性有关的感性经验。

不管是从科学的角度还是生活的角度,弹性现象都是非常丰富的。幼儿对其中的哪些现象感兴趣、能理解、可探究,进而能够获得一些科学经验呢?我整理了一下,大致有以下几个方面,供您参考(为了便于理解,有些表述从物理学角度来说是不准确的):

1)    弹性,是指物体受到外力时发生变形、外力消失后恢复原状的特性。生活中的海绵、橡皮筋、弹簧、气球等物体,幼儿能比较容易地看到它们“发生变形——恢复原状”的过程。在这些具体经验的基础上,幼儿可以初步理解“什么是弹性”、“怎样算有弹性”。

2)    有弹性的物体发生变形时,内部会产生使物体恢复原状的力。这种力称为“弹性回复力”,我们通常叫“弹力”。在改变物体形状的过程中,幼儿可以直观地感受到弹力的存在,也能感受到弹力的作用是“让物体恢复原状”。

3)    不同的物体,使其产生弹力(从而证明它有弹性)的方式也有所不同。比如,海绵、气球是通过捏,橡皮筋则是拉长或拧成麻花,弹簧则是拉长或压短……而不同方式 产生的弹力,可以用来玩不同的游戏。比如弹弓,是用橡皮筋拉长产生的弹力,把“子弹”射出去;橡皮筋拧成麻花产生的弹力,则可以带动螺旋桨转起来;压短弹 簧产生的弹力,可以让上面连着的小球(或小丑)高高跳起……

4)    物体受力越大,变形越大、越明显,产生的弹力也越大。幼儿在玩橡皮筋、弹簧时,这种感受应该会比较明显。此外,拍球的时候很多幼儿也知道,用力拍时球会弹得更高。

5)    如果物体受力过大、超过一定的限度,外力消失后也无法恢复原状。比如,橡皮筋拉得太长了会断掉,气球挤得太用力也会爆炸,弹簧拉得太长以后也没法回到原来的 样子。在平时的科学活动过程中,教师会自然地提示幼儿这些保护自身安全、爱护活动材料的内容,个别孩子也会因为“离谱”的操作亲身体验到破坏性的结果。这 些或间接或直接的经验,都有助于幼儿初步感受“弹性极限”的存在。

6)    不同物体的弹性存在差异。有些物体很容易发生变形、产生的弹力却很小,比如海绵,即便我们用手捏成一小团,也不会感觉自己受到特别明显的弹力;有些物体很难 发生变形、产生的弹力却很大,比如乒乓球,虽然它落到地上时看不出来扁了,但它却能弹得很高。而这些直观的感性经验,都为幼儿将来理解“弹性系数”奠定了 必要的基础。

7)    弹性在生活中有很多用处。比如蹦床、充气城堡的弹性,可以让小朋友在上面开心地蹦跳,不用担心会摔疼、受伤;用橡皮绳可以给女孩子扎头发、给轻便的小口袋扎 口;松紧带的裤子方便穿脱,而且不容易掉裤子;自行车、汽车走在坑洼不平的路面,轮胎能够减震,让我们不会感到太颠簸;有些门后面有弹簧或橡皮筋,开门以 后会自动关上,避免了忘记关门带来的麻烦……您在信中提到的“眼镜盒”、“瓶盖”,也属于弹性在生活中的应用,只是其中的弹性装置比较复杂和隐蔽,幼儿难 以发现罢了。

看到这里,我想您已经感受到了,幼儿在弹性方面能获得的科学经验是相当丰富的。同时,您肯定也发现了,有些经验是幼儿能够在生活中自发获得的、不需要教师介入;有些经验可能需要教师进行指导,但不一定要进行教学活动;适宜进行教学的内容,因为材料提供的难度、现象本身的特点等原因,也不一定适合进行集体教 学。

那么,哪些经验适合在生活中渗透,哪些经验适合区角,哪些经验适合进行集体教学呢?我觉得还是需要根据实际情况进行具体分析和判断。您最了解本班的孩子、最了解您可以使用的资源、也最了解自己,相信您会做出最适合的选择。

接下来的问题是,如何围绕某个科学经验设计和组织活动?这又是一个很大的话题。如果您遇到更具体的疑问,到时欢迎具体交流。

2.如何对待幼儿“眼镜盒没有弹性”的判断?

根据您的叙述,幼儿得出“眼镜盒没有弹性”的判断,是因为他们发现“眼镜盒用手打开后,松手无法还原”。如果我没理解错,那么我认为,幼儿的结论符合观察结果、符合逻辑(判断弹性的标准),体现了科学的实证原则,应该说是一个合理的判断,值得肯定。

当然,眼镜盒也有很多种不同的结构,您和孩子讨论的,应该是存在弹性装置的那种。我想您的困惑可能在于,这种眼镜盒里的弹性装置明明是“有弹性”的,但是眼镜盒表现出来的又是“没有弹性”的行为。简单地说“眼镜盒有弹性”或“没有弹性”,似乎都不准确、“不科学”。

那么,对于幼儿这种“合理但不科学”的判断,教师应该如何回应呢?

我觉得首先要思考的一个问题是:这种眼镜盒的内部装置及其工作原理,本班幼儿是否有能力进行探究,并发现其中的弹性装置?

如果答案是“不能”,我们就应放平心态,不必执着于“孩子得出的结论不科学啊!怎样才能让他们发现科学的结论呢?”其实回顾科学发展史不难看到,整个人类对 于大自然的认识也受到自身能力的限制,出现过许多现在看来“不科学”的认识。在科学发展过程中,比具体结论更重要的,是重事实、讲逻辑的“实证精神”。

因此,在我看来,面对幼儿“眼镜盒没有弹性”的判断,不需要设法让孩子知道“眼镜盒有弹性”(其实这个结论也不准确),或“眼镜盒里的某个装置有弹性(如果 孩子自己无法通过探究发现这一点的话)。您需要做的,是在清楚地重新表述他的观察结果和推理过程(判断有无弹性的标准)的基础上,肯定他的结论“有道理” ——这时,您实际上肯定的不是这个结论本身,而是得出结论的过程,是重事实、讲逻辑的“实证精神”,也可以说是“科学精神”。

 

以上只是我的个人想法,是否可行、有效,还有待您的实践给出最终的裁决。也期待您继续分享孩子们在科学活动中的反应和表现。

顺祝工作顺利,心情愉快!期待下一次的交流!

北京爱弥儿科学教育研究中心 李秀勋


注:原文刊登于《保育与教育》杂志2015年第1期,原标题为《当幼儿探究“弹性”时,我们可以做什么》。文字有微调。