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        以探究實(shí)踐為線索設(shè)計(jì)《水沸騰了》教學(xué)

        2023-10-13 05:42:32黃亮興楊翠云通訊作者廣西桂林師范高等??茖W(xué)校物理與工程技術(shù)系
        小學(xué)科學(xué) 2023年22期
        關(guān)鍵詞:現(xiàn)象科學(xué)探究

        ◇范 霞 黃亮興 楊翠云(通訊作者)(廣西:桂林師范高等??茖W(xué)校物理與工程技術(shù)系)

        小學(xué)科學(xué)教與學(xué)最常用的方式是科學(xué)探究。它在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,以及主動(dòng)建構(gòu)科學(xué)概念、培育學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)等方面有著不可替代的作用。因此2022 年版《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提倡,教師在教學(xué)中用學(xué)生喜聞樂見的科學(xué)活動(dòng)營(yíng)造輕松愉快的教學(xué)氛圍,讓學(xué)生有足夠的參與探究時(shí)間和空間,使學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)科學(xué)的動(dòng)機(jī)得以保持和有效激發(fā)。本文基于此課程理念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),引導(dǎo)學(xué)生通過思考科學(xué)問題、預(yù)測(cè)結(jié)果、開展實(shí)驗(yàn)和觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)信息并得出結(jié)論、交流與評(píng)價(jià)等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),獲得關(guān)于水沸騰現(xiàn)象的直接認(rèn)識(shí),使學(xué)生從“司空見慣”的沸騰現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)未必“熟知”的科學(xué)知識(shí),從而逐步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)客觀事物敏銳的觀察力和學(xué)科核心素養(yǎng)。

        教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)的起點(diǎn),是開展教學(xué)設(shè)計(jì)前首先要明確的內(nèi)容。一般需要對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、教材和學(xué)生情況等方面綜合進(jìn)行分析,圍繞科學(xué)觀念的建立、科學(xué)思維的培養(yǎng)、探究實(shí)踐的開展以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        一、課程標(biāo)準(zhǔn)分析

        課程標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的根本依據(jù),是每節(jié)課進(jìn)行設(shè)計(jì)之前要研讀的重要文件。本節(jié)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)如下。

        核心概念:物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)。

        學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求:描述加熱或冷卻時(shí)常見物質(zhì)發(fā)生的狀態(tài)變化,如水結(jié)冰、冰融化、水蒸發(fā)和水蒸氣凝結(jié)。

        二、教材分析

        《水沸騰了》是小學(xué)三年級(jí)科學(xué)第一章“水”單元的第二節(jié)課,是繼《水到哪里去了》之后學(xué)習(xí)水汽化的另一種方式——沸騰。與第一節(jié)課是并列關(guān)系,為本單元的重要內(nèi)容。教材通過“如果我們不斷地給杯子里的水加熱,會(huì)出現(xiàn)什么情況”的問題聚焦,“探索”部分是讓學(xué)生觀察和發(fā)現(xiàn)水加熱至沸騰過程中的現(xiàn)象和變化;“水在達(dá)到什么溫度時(shí)沸騰”既是“研討”部分設(shè)計(jì)的問題,也是對(duì)“探索”部分的進(jìn)一步提升。

        本課以探究水的沸騰現(xiàn)象為載體,通過觀察水加熱過程中發(fā)生了哪些變化探究水的沸騰現(xiàn)象。采取分組實(shí)驗(yàn)方式,讓每組學(xué)生用溫度計(jì)測(cè)量被酒精燈加熱的水的溫度變化,同時(shí)觀察并記錄水從加熱到沸騰的各種現(xiàn)象。對(duì)三年級(jí)的學(xué)生來講,這無疑是一個(gè)挑戰(zhàn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中的所有器材,都是他們以前沒有接觸過的。尤其是酒精燈和溫度計(jì)的使用等實(shí)驗(yàn)知識(shí),在老教材中,都需要一課時(shí)甚至更多的時(shí)間來學(xué)習(xí),所以,本課的內(nèi)容很多,對(duì)分組實(shí)驗(yàn)的時(shí)間把握顯得尤其重要。

        三、學(xué)情分析

        水沸騰時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣、水面會(huì)出現(xiàn)大量的氣泡,三年級(jí)的學(xué)生對(duì)該現(xiàn)象一般都較熟悉,但對(duì)沸騰前后水中氣泡升到液面過程中大小有變化以及伴有聲音的變化、沸騰時(shí)的溫度特征常常不明確,不知道水的沸騰溫度與大氣壓強(qiáng)有關(guān)。本節(jié)課他們將第一次接觸酒精燈、溫度計(jì)、石棉網(wǎng)等實(shí)驗(yàn)器材,正確組裝和使用這些器材對(duì)他們而言存在不小的困難,而這些又都是三年級(jí)學(xué)生需要掌握的。他們是一群獵奇好動(dòng)、愛表現(xiàn)、具有豐富的想象力,且對(duì)課堂保持高度積極性的學(xué)生,但學(xué)習(xí)的興趣不容易保持,注意力不能長(zhǎng)時(shí)間集中。他們雖對(duì)新實(shí)驗(yàn)器材不熟悉,但是對(duì)新課的探究實(shí)踐卻充滿了好奇和期待。

        四、教學(xué)目標(biāo)

        (一)科學(xué)觀念

        知道水受熱超過一定溫度時(shí)發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象叫沸騰;知道沸騰后水的溫度不再隨時(shí)間和繼續(xù)加熱而發(fā)生變化。

        (二)科學(xué)思維

        在猜想假設(shè)、觀察記錄、研討交流等探究活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)事實(shí)、發(fā)展思維。

        (三)探究實(shí)踐

        學(xué)習(xí)用文字、圖畫、視頻、語言等方式描述觀察、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析;通過探究發(fā)展觀察能力、歸納能力和表達(dá)能力;能根據(jù)要求如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),培養(yǎng)基于事實(shí)表達(dá)觀點(diǎn)的意識(shí)。

        (四)態(tài)度責(zé)任

        認(rèn)識(shí)到水是非常重要的資源,形成保護(hù)水資源、節(jié)約用水、珍愛生命的情感和態(tài)度。

        五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

        (一)重點(diǎn):水在加熱過程中的變化及水沸騰時(shí)的現(xiàn)象。

        (二)難點(diǎn):能對(duì)水沸騰的現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析。

        六、教學(xué)用具

        鐵架臺(tái)8 個(gè)、石棉網(wǎng)8 個(gè)、50ml 燒杯8 個(gè)、酒精燈8 盞、溫度計(jì)8 支、漏斗8 個(gè)、試管夾8 個(gè)、火柴8盒、塑料袋8個(gè)、棉線8條等。

        七、教學(xué)過程

        (一)導(dǎo)入——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境,提出問題

        教師先播放用透明玻璃壺?zé)挠腥ひ曨l,待學(xué)生觀看視頻后提問:如果不停地給玻璃壺里的水加熱,會(huì)出現(xiàn)什么情況?

        設(shè)計(jì)意圖:通過符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)、再現(xiàn)生活場(chǎng)景的視頻,讓學(xué)生意識(shí)到生活中處處有科學(xué)。創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,聚焦科學(xué)問題,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

        (二)授課

        1.巧用微課,優(yōu)化課堂教學(xué)過程

        為了突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn),結(jié)合班級(jí)的實(shí)際情況,本課中的溫度計(jì)使用方法、酒精燈使用注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)器材組裝三部分,采用了微課的形式。微課結(jié)束后,學(xué)生填寫“選一選,認(rèn)識(shí)本次實(shí)驗(yàn)的器材和作用”實(shí)驗(yàn)記錄單。

        設(shè)計(jì)意圖:1.通過微課,將體積比較小的溫度計(jì)和酒精燈等實(shí)驗(yàn)器材的演示過程放大,使學(xué)生更容易看清,幫助學(xué)生高效組裝儀器;2.減輕演示實(shí)驗(yàn)和課堂管理的壓力;3.及時(shí)鞏固課堂所學(xué)知識(shí)。

        2.說一說或畫一畫,提出自己的猜想與假設(shè)

        教師:請(qǐng)把你對(duì)“如果我們不停給玻璃壺里的水加熱,會(huì)出現(xiàn)什么情況”這個(gè)問題的猜想與假設(shè),填寫在課本說一說或畫一畫中“我的看法”下面。

        設(shè)計(jì)意圖:三年級(jí)的學(xué)生文字表達(dá)能力有限,利用說一說或畫一畫的表達(dá)方式能夠讓學(xué)生把猜想與假設(shè)更直接地展示出來。

        3.小組合作探究,強(qiáng)化學(xué)生主體意識(shí)

        為了更好地完成“水沸騰”實(shí)驗(yàn),教師先將學(xué)生分組,再對(duì)小組成員進(jìn)行分工。全班分為8 組,每組5~6人。具體分工如下表。

        小組分工

        設(shè)計(jì)意圖:通過小組成員自主動(dòng)手操作、交流與評(píng)價(jià)等合作學(xué)習(xí)活動(dòng),使他們真正成為探究的主體,激發(fā)他們潛在的創(chuàng)造力。

        4.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),促進(jìn)學(xué)生有效探究

        教師:根據(jù)課前實(shí)驗(yàn)預(yù)演結(jié)果和查閱資料,為了保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究在10 分鐘以內(nèi)完成,最終確定50ml 燒杯(加蓋)、25ml 水為本探究的主要實(shí)驗(yàn)材料。

        學(xué)生:按小組分工進(jìn)行探究,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

        設(shè)計(jì)意圖:1.為了確保學(xué)生10 分鐘之內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)探究,必須認(rèn)真考慮材料的選擇和相互之間的組合,以保證實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程和效果,以及實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目標(biāo)的完成;2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等實(shí)驗(yàn)探究能力。

        5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄單,指導(dǎo)探究

        基于學(xué)情分析和對(duì)學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)的研究,本教學(xué)設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)記錄單,沒有采取學(xué)生活動(dòng)手冊(cè)上的兩個(gè)記錄表,而是選用了張亞設(shè)計(jì)的兩張實(shí)驗(yàn)記錄單。

        設(shè)計(jì)意圖:此實(shí)驗(yàn)記錄單設(shè)計(jì)全面,有聲音設(shè)計(jì),與實(shí)驗(yàn)事實(shí)一致。另外用填一填、畫一畫的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察記錄,降低了難度,為學(xué)生形成沸騰概念搭建了臺(tái)階,也使學(xué)生的思維可視化。

        6.小組匯報(bào)展示交流,輕松得出結(jié)論

        學(xué)生:小組分別上臺(tái)展示實(shí)驗(yàn)記錄單,匯報(bào)本組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及發(fā)現(xiàn)。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)論:水在加熱過程中,溫度在上升,聲音變大;水在沸騰的時(shí)候,溫度是保持不變的,聲音變小。

        師生共同總結(jié)出:液體被加熱到一定溫度時(shí),內(nèi)部出現(xiàn)大量氣泡,氣泡迅速脹大,上升到液面后放出大量蒸汽,整個(gè)液體發(fā)生劇烈汽化,這種現(xiàn)象叫作沸騰;如果繼續(xù)加熱,液體溫度不再上升,這個(gè)不變的溫度是液體的沸點(diǎn)。

        設(shè)計(jì)意圖:展示如實(shí)記錄和報(bào)告觀察實(shí)驗(yàn)的信息,培養(yǎng)學(xué)生初步基于事實(shí)表達(dá)觀點(diǎn)的意識(shí)、基于事實(shí)的歸納能力以及表達(dá)交流的能力。

        八、教學(xué)反思與評(píng)價(jià)

        本教學(xué)設(shè)計(jì)以“提出科學(xué)問題—進(jìn)行有根據(jù)的猜想與假設(shè)—開展實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)信息記錄—組織組內(nèi)討論和組間匯報(bào)相結(jié)合的交流—教師引導(dǎo)學(xué)生自主歸納得出結(jié)論—對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思和評(píng)價(jià)”的探究要素為主線,巧妙利用微課和實(shí)驗(yàn)記錄單,優(yōu)化教學(xué)過程,精致化科學(xué)探究指導(dǎo);通過預(yù)測(cè)結(jié)果,實(shí)驗(yàn)觀察,搜集實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等實(shí)驗(yàn)信息,并利用文字、圖片、圖畫、視頻、語言等方式加以表達(dá),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的能力,發(fā)展實(shí)驗(yàn)思維;培養(yǎng)實(shí)事求是、重視證據(jù)的科學(xué)態(tài)度;意識(shí)到科學(xué)與生活息息相關(guān),做到學(xué)以致用。

        在教學(xué)中,按照從生活走向科學(xué)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施,探究教學(xué)環(huán)節(jié)較清晰。通過學(xué)生的課堂練習(xí)和課后反饋,發(fā)現(xiàn)學(xué)生能夠通過學(xué)習(xí)與生活經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系來更好地學(xué)習(xí)知識(shí)。學(xué)生不但可以通過實(shí)驗(yàn)來分析一些簡(jiǎn)單的問題,還能如實(shí)記錄和報(bào)告觀察實(shí)驗(yàn)的信息,培養(yǎng)了學(xué)生初步的基于事實(shí)表達(dá)觀點(diǎn)的意識(shí)。這與傳統(tǒng)教學(xué)相比有較大的進(jìn)步。但是由于本課執(zhí)教者是未畢業(yè)的專科師范生,對(duì)探究教學(xué)的實(shí)施不夠熟練,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)沒有真正落實(shí)到位,交流與討論環(huán)節(jié)、得出結(jié)論環(huán)節(jié)也仍以教師為主,沒能很好體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

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