關(guān)注心理需求，引領(lǐng)思維方法

陸啟成　蔣惠清

一、教材改編的基礎(chǔ)和依據(jù)

參照蘇教版小學(xué)《科學(xué)》四上《空氣中有什么》和舊人教版《自然》五上《二氧化碳》兩課的相關(guān)內(nèi)容，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展延伸。這兩課雖涉及二氧化碳，但只是以講解的形式一帶而過，并未進(jìn)行深入的研究。本教材不光對二氧化碳有較深入的研究，還在研究中帶出一般氣體的研究方法。

改編《二氧化碳》一課的目的是開發(fā)單一氣體的研究，彌補(bǔ)教材上氣體研究的空白。綜觀目前全國及各省編教材，關(guān)于物質(zhì)三態(tài)中的固體和液體的研究內(nèi)容非常豐富，但唯獨缺少對某種單一氣體的研究。在長期的教學(xué)實踐中，我們發(fā)現(xiàn)，小學(xué)生對一些氣體非常感興趣，并在生活中也給予了很多關(guān)注。其間，在孩子們的自發(fā)了解和探究中，也積累了一些感性的認(rèn)知經(jīng)驗，深究起來并不太難。因此，科學(xué)教學(xué)中，開發(fā)和研究一些重要的氣體知識非常必要。開發(fā)本課，是一個冒險，更是一次嘗試和挑戰(zhàn)。

二、教學(xué)設(shè)計的意圖和思想

通過細(xì)致深入的實驗，把二氧化碳?xì)怏w的性質(zhì)和特點直觀鮮明地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生能夠真切地感受和體驗到“二氧化碳”。本設(shè)計在如何突破二氧化碳作為氣體所具有的認(rèn)知上的難點（看不到、摸不著，甚至聞不出）上給予較大關(guān)注，旨在用直觀的實驗和豐富的活動，把二氧化碳本身的抽象內(nèi)涵以較淺顯的、易于被學(xué)生接受的方式呈現(xiàn)出來。做到刪繁就簡，化難為易，使學(xué)生輕松領(lǐng)悟。同時，本課的設(shè)計流程也是一個研究方法的引領(lǐng)過程，并在引領(lǐng)中涉及對過去自然教學(xué)的回顧與反思，繼承了自然教學(xué)的傳統(tǒng)優(yōu)勢和經(jīng)典做法，傳達(dá)了新課標(biāo)下科學(xué)教學(xué)的自然情結(jié)。

三、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入——引出問題

課件打出意大利阿爾卑斯山山洞之謎，設(shè)置懸念。（主人牽著一條小狗進(jìn)洞，出來后小狗死了，而主人卻沒事。）

師：這是什么原因呢？

生：里面沒有空氣。

生：山洞里缺少氧氣。

師：你認(rèn)為誰是殺死這條小狗的兇手？

生：二氧化碳。

師：為什么？

生：二氧化碳不能用來呼吸。（老師示意學(xué)生自我糾正說法：二氧化碳能供植物呼吸，不能供人畜呼吸。）

師：那為什么主人沒事呢？（學(xué)生疑惑不解）

師：別擔(dān)心，今天的學(xué)習(xí)一定會讓你找到其中的答案。

（二）揭題——一切從學(xué)生中來

師：剛才有的同學(xué)提到了二氧化碳，關(guān)于二氧化碳，你都了解了哪些知識？

（老師一一板書學(xué)生所答，并要求學(xué)生具體談?wù)勛约毫私獾膬?nèi)容：無色？無味？能滅火？比空氣重或輕？光合作用？）

師：對二氧化碳?xì)怏w，你還想了解什么？

（老師一一板書學(xué)生還想了解的內(nèi)容：溫室效應(yīng)？制干冰？二氧化碳從哪來？……）

師：（舉一瓶汽水）這是一瓶汽水，看清楚了嗎？（與一般的水看上去相同）

師：（打開瓶蓋并搖晃）看到了嗎？你有什么要說的？

生：有很多氣體跑出來了。

師：沒打開瓶蓋前你看到氣體了嗎？（沒有）

師：那剛開始時氣體跑哪里去了？

生：在水里。

生：氣體溶解在水里了。

師：那你還想研究什么？

生：二氧化碳能溶于水嗎？

（老師板書：能溶于水嗎？）

注：老師板書時，注意把“無色？”、“無味？”、“滅火？”、“比空氣重還是輕？”、“能溶于水嗎？”五個方面豎列放在一起。這五個方面是這節(jié)課要重點研究的內(nèi)容，也是研究氣體的基本內(nèi)容。

點評：通過阿爾卑斯山山洞之謎，引發(fā)學(xué)生求知的興趣，繼而在學(xué)生嘗試釋疑中引出二氧化碳?xì)怏w，課題揭示自然準(zhǔn)確。接下來，老師完全遵從學(xué)生的認(rèn)知主線，把學(xué)生了解的和想要研究的內(nèi)容全都板書出來，并依照這些內(nèi)容進(jìn)行研究。最大限度地尊重了學(xué)生的認(rèn)知需求和主體地位。

（三）、研究——注重方法引領(lǐng)

師：（出示學(xué)生桌上的一瓶二氧化碳）這是一瓶二氧化碳?xì)怏w，我們一起來認(rèn)識一下。

師：先觀察一下，二氧化碳是什么樣子的？

生：看不到。

生：沒有顏色。

（老師把黑板上的“無色”后面的“？”擦去。因為原先的說法得到實驗證實了。）

師：不借助任何其他工具，還可以了解它的什么情況？

生：味道。（老師糾正：氣味）

師：怎么知道它是什么氣味？

生：聞一聞就知道了。

師：怎么聞？

（老師進(jìn)行方法指導(dǎo)：把瓶口上的一片玻璃蓋往一邊移動，露出一點瓶口，然后把瓶口水平放在鼻孔附近，用手對著瓶口往鼻孔處輕輕地扇。學(xué)生照做。）

師：二氧化碳是什么氣味？

生：沒有氣味。

（老師把黑板上的“無味”后面的“？”去掉。）

師：（建議各組熟悉桌上材料）看看老師都為你們準(zhǔn)備了哪些材料？（請學(xué)生介紹）

師：對照黑板上的這些內(nèi)容，看看這些材料可以幫助你們完成哪些方面的研究？（討論交流）

師：哪個小組先來，你們想研究什么？怎么研究？（學(xué)生匯報實驗方案）

如上圖是一個滅火裝置，即用一根鐵絲把高低不同的兩截蠟燭拴住，并掛在一只大燒杯的內(nèi)側(cè)底部。

生：我們想研究二氧化碳能不能滅火。先從燒杯里取出蠟燭并點燃，再把蠟燭掛入燒杯里。然后把一瓶二氧化碳?xì)怏w往蠟燭上倒？

師：同意他的做法嗎？

生：我不同意。直接往蠟燭上倒沒有效果。因為蠟燭火焰的上方都是熱空氣，熱空氣上升，把二氧化碳往上倒就會被熱空氣沖走，根本不能接觸到火焰。

師：你認(rèn)為怎樣做最有效果？

生：把二氧化碳往蠟燭對面的空地上倒。

（老師指導(dǎo)倒二氧化碳的方法：蠟燭點燃后要立即往杯里倒二氧化碳，否則一旦燒杯里溫度升高產(chǎn)生熱空氣就不容易倒進(jìn)去了。同時倒二氧化碳時，要把集氣瓶口放在燒杯內(nèi)側(cè)后再打開玻璃蓋，并把瓶口往下稍作傾斜就行，切忌瓶底朝上。）

師：其他的實驗?zāi)兀?/p>

生：我想吹肥皂泡。研究二氧化碳比空氣重還是比空氣輕。

師：說說你是怎么知道的？

生：我吹出來的是二氧化碳?xì)怏w，吹出的肥皂泡如果向上升，就說明二氧化碳?xì)怏w比空氣輕。往下沉就比空氣重。

師：怎樣吹效果最明顯？

生：水平吹，如果二氧化碳重很容易見到它往下沉。

師：還有什么要研究的？

生：我們想研究二氧化碳能不能溶在水里。

師：怎么研究？

生：我把這只裝有二氧化碳?xì)怏w的礦泉水瓶蓋打開，然后往瓶里裝一些水，再把瓶蓋擰緊就行了。

師：怎么知道二氧化碳溶不溶于水？（學(xué)生遲疑并思考片刻）

生：搖動瓶子，如果水里有氣泡說明二氧化碳溶于水了。

師：（拿一只空的礦泉水瓶，現(xiàn)場裝一些水進(jìn)去并搖動）你看這瓶里沒有二氧化碳但水里也有氣泡呀?。▽W(xué)生撓頭并再作思考，但尚無想法。）

師：平常，我們用吸管喝牛奶時，會發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？（學(xué)生即刻頓悟）

生：礦泉水瓶里的二氧化碳?xì)怏w如果溶于水，瓶子會往里癟。因為瓶里的二氧化碳減少了。

師：假如二氧化碳能溶于水，怎樣讓它溶在水里多一些，快一些？

生：使勁搖晃瓶子。搖晃會使大部分二氧化碳卷入水里，溶解在水里的機(jī)會自然就多多了。）

師：看來，每個小組都作好準(zhǔn)備了，接下來可以開始了。（提醒：謹(jǐn)慎操作，仔細(xì)觀察。）

學(xué)生匯報實驗情況：老師依據(jù)學(xué)生所答，依次把黑板上“滅火？”和“能溶于水？”中的“？”擦去；把“比空氣重還是輕？”中的“還是輕？”擦去。

師：（取一只裝有澄清石灰水的小燒杯）剛才同學(xué)們吹肥皂泡的時候，興致非常高，現(xiàn)在老師也來吹一樣?xùn)|西，我可以把這杯子里的水吹成“牛奶”，信不信？（學(xué)生驚異并期待，老師演示實驗）

師：怎么樣？知道這是為什么嗎？（學(xué)生不解）

師：你想試試嗎？

師：請各組組長到前面來取材料，下去試試。不過試完后要說說你的想法。（提醒學(xué)生吹的時候要輕輕的，否則水花會噴到臉上）

生：水變渾了。

生：里面有白色的沉淀物質(zhì)。

生：二氧化碳?xì)怏w能把水變渾。因為我吹出來的是二氧化碳?xì)怏w。

師：告訴大家，這不是一般的水，是一杯澄清的石灰水。現(xiàn)在你有什么要說的？

生：二氧化碳?xì)怏w能使澄清的石灰水變渾濁。

師：這是二氧化碳一個非常重要的性質(zhì)，今后我們會經(jīng)常遇到。（板書這一性質(zhì)）歸納研究氣體的基本內(nèi)容：老師對照黑板總結(jié)研究某一氣體的一般內(nèi)容：無色（顏色）、無味（氣味）、比空氣重（比重）、能溶于水（溶解性）、能滅火（對燃燒的作用）。指出，由于時間關(guān)系，黑板上其他的內(nèi)容，今后繼續(xù)研究。

點評：以上是實驗研究階段，其突出特點是：完全遵從學(xué)生的認(rèn)知需求，放手由學(xué)生自主實驗，自行探究。由于研究的問題都是學(xué)生自己提出來的，研究的方案是自己制定的，研究的過程更是自己操縱的，學(xué)生探究興致異常高漲，問題研究細(xì)致入微，收到良好的教學(xué)效果。同時，此環(huán)節(jié)老師注重方法的引領(lǐng)，并總結(jié)出研究單一氣體的一般方法，強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性與規(guī)范性，既訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)思維，又強(qiáng)化了學(xué)生的認(rèn)知體驗和實驗技能，這在研究習(xí)慣和科學(xué)素養(yǎng)的形成上都是必備的。

（四）拓展應(yīng)用:

師：(示意學(xué)生再看死狗洞的視頻)現(xiàn)在，我們再回過頭來看看前面的那個故事，知道是怎么回事了嗎？

（生答：二氧化碳比空氣重，處在低處，狗窒息而死，而主人處在高處所以沒事。）

師：每逢放長假的時候，很多同學(xué)都到外面旅游，尤其是一些勇敢的男同學(xué)，特別喜歡鉆一些險峻的山洞。哪些同學(xué)鉆過的？（許多學(xué)生舉手）

師：你都鉆過什么山洞？有什么體會？

師：看來，你很有經(jīng)驗。如果鉆一些比較深的山洞，你有什么要提醒大家的？為什么？

生：深洞里會有很多二氧化碳，最好別進(jìn)去。

生：深洞如果不通風(fēng)，進(jìn)去后人會窒息的。所以進(jìn)去時要帶上氧氣裝備。

生：進(jìn)去時，帶上一只火把，如果火把熄滅了，說明里面的二氧化碳太多，不能往里去。

師：如果當(dāng)?shù)氐穆糜尾块T要將這個山洞改造成游客可以安全出入的景點，應(yīng)該怎么做？

生：給游人帶上氧氣裝備。

生：給山洞的其他地方再開出一些洞口，使山洞通風(fēng)。

生：在山洞里面種植一些花草。

師：為什么要種植花草？

生：花草會釋放出氧氣，吸收二氧化碳。

師：看來，從道理上講這些方法都沒錯，不過，比比看，哪一種方法更好些。

（學(xué)生比較并總結(jié)：給每個游客帶上氧氣裝備，太麻煩，而且耗費資金；深的山洞一般不見天日，種花草很難成活，種耐陰的菌類植物又恐供氧不足；通風(fēng)，里面的空氣基本上和外界相同，簡便易行，自然是最好的辦法。）

師：（出示一瓶汽水，并把瓶蓋打開搖晃）我們再看看這瓶汽水，你發(fā)現(xiàn)了什么？

生：有很多氣體直往上冒。

生：里面都是二氧化碳?xì)怏w。

師：你怎么知道的？

生：我爸早就告訴過我了，我還知道啤酒里也有二氧化碳?xì)怏w。

師：怎么證明你說的是對的？

（學(xué)生上來做實驗：先搖動汽水，待氣泡往上冒時，再把一根火柴點燃迅速放在瓶口，火頓時熄滅。）

師：我們還可以用什么方法證明？

生：可以把汽水倒一些在澄清的石灰水里，搖晃一段時間后看石灰水是不是變渾濁了。

生：可以把集氣瓶蓋上涂一些石灰水，然后把玻璃蓋放在往上冒的氣體上，過一會看看玻璃表面是不是變白了。

師：現(xiàn)在，如果給你二氧化碳?xì)怏w，你最想做的是什么？

生：滅火。

生：把一只小蟲放在里面看看會不會死掉。

生：把一袋二氧化碳套在一盆花上不透氣，看看花會有什么變化。

生：我想制一瓶汽水喝。

師：（課件：一瓶汽水及配制材料。）夏天，很多同學(xué)都喜歡喝汽水。圖上就是老師自制的一瓶汽水，怎么樣，看著就讓你眼饞吧。不過要制出一瓶像樣的汽水，需要很多工序，而且每道工序都很講究。有興趣的同學(xué)，課后老師和你們邊研究邊制作。

點評：在二氧化碳的應(yīng)用上，老師并不是把二氧化碳所涉及的生活現(xiàn)象隨便引入課堂，而是有選擇，有甄別，仍以學(xué)生的認(rèn)知心理為基點，選取學(xué)生有體驗，并且饒有興致的內(nèi)容。可以說，“鉆山洞”是孩子們，尤其是男孩子特別喜愛的一項活動?！昂绕备呛⒆觽兊囊淮笫群煤蛻T常行為。老師從這兩個話題入手，自然深得學(xué)生的關(guān)注和參與。探究的內(nèi)容也便在更大的平臺上得到實質(zhì)性的開掘和拓展，效果甚好。

教后記：一堂課研究下來，并非課前一些老師預(yù)想的那樣難，整體進(jìn)程情趣盎然，自然流暢。盡管老師把所有內(nèi)容放手給學(xué)生自己研究，學(xué)生并未因為初次接觸氣體而顯得生疏或不知所措，相反，卻抱以更大的興趣和熱情，心態(tài)積極主動，思維異?；钴S。課后調(diào)查，學(xué)生一致認(rèn)為本課內(nèi)容不難，而且全新的研究對象和獨特的研究方式讓他們非常欣喜和激動，給了他們?nèi)碌捏w驗和感受。同學(xué)們一致要求，今后多上一些專門研究氣體的課或更新穎的課。