《水》單元教材分析與教學(xué)建議

姜向陽

單元概述

水是地球上十分重要的一種物質(zhì)，也是液體的典型代表。學(xué)生已經(jīng)在生活中積累了大量有關(guān)水的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，比如水可以用來清洗物品、水可以溶解一些物質(zhì)、從水中可以看見氣泡，等等。這些知識是有趣的，和生活情境直接相關(guān)，但也是零散的。如何引導(dǎo)學(xué)生把這些感性認(rèn)識向科學(xué)概念轉(zhuǎn)化？水和水蒸氣有哪些相同和不同？什么是液體的基本特征？這些是我們希望學(xué)生關(guān)注和探究的問題。

三年級上冊《水》單元的教學(xué)內(nèi)容主要體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)中以下的學(xué)習(xí)內(nèi)容：

1.1 能夠使用簡單的儀器測量物體的長度、質(zhì)量、體積、溫度等常見特征，并使用恰當(dāng)?shù)挠嬃繂挝贿M(jìn)行記錄。

6.3 描述測量物體或空氣溫度的方法;知道國際上常用攝氏度作為溫度的標(biāo)準(zhǔn)單位來表示物體的冷熱程度。

14.1 使用氣溫計測量氣溫，描述一天中氣溫變化的大致規(guī)律。

利用氣溫、風(fēng)向、風(fēng)力、降水量、云量等可測量的量，描述天氣。

知道氣候和天氣的概念不同。

15.3 了解臺風(fēng)、洪澇、干旱等氣象災(zāi)害對人類的影響。

17.2 舉例說出改變方法和程序可以提高工作效率。

17.3 知道使用工具可以更加精確、便利和快捷。

本單元以“水”為探究主題，引導(dǎo)學(xué)生探究物質(zhì)狀態(tài)之間的變化。通過觀察水的各種狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)），集中研究水在融化、蒸發(fā)、凝結(jié)過程中發(fā)生的變化，幫助學(xué)生初步建立起“物質(zhì)是不斷變化的”概念。同時， 通過對混合物食鹽和沙的分離實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生初步建立起自然界“物質(zhì)循環(huán)”和“變化可逆”的概念。

單元教學(xué)內(nèi)容分析

本單元共有8課，教材編排的邏輯是：水的三態(tài)變化（第1～4課），從觀察常見的水蒸發(fā)現(xiàn)象開始，逐步深入地探究水的沸騰、結(jié)冰以及融化現(xiàn)象，比較三種形態(tài)的水的特點(diǎn)。第5課和第6課引導(dǎo)學(xué)生探究一杯水能溶解多少食鹽以及怎樣加快物質(zhì)在水中的溶解速度，使學(xué)生認(rèn)識水與別的物質(zhì)混合后發(fā)生的變化以及影響這種變化的因素。第7課引導(dǎo)學(xué)生探究分離混合物，從而知道某些變化是可逆的。第8課引導(dǎo)學(xué)生探究與水的三態(tài)變化類似的一些物質(zhì)變化，進(jìn)一步加深學(xué)生對水這種特殊物質(zhì)的認(rèn)識。

第1課《水到哪里去了》主要有四個活動，一是解釋水去哪兒了，二是說說生活中的蒸發(fā)現(xiàn)象，三是用實(shí)驗(yàn)解釋蒸發(fā)現(xiàn)象，四是比較水和水蒸氣的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

第2課《水沸騰了》，本節(jié)課學(xué)生要做的是探究水的沸騰實(shí)驗(yàn)，觀察水的沸騰過程，能從探究實(shí)驗(yàn)中獲得并記錄水沸騰的相關(guān)現(xiàn)象與證據(jù)，與已有的認(rèn)知形成沖突，并加以整合，獲得深刻的認(rèn)識和體驗(yàn)。

第3課《水結(jié)冰了》，學(xué)生要觀察水在什么條件下會結(jié)冰，以及水結(jié)冰后有哪些變化。當(dāng)溫度下降到0 ℃時，水開始結(jié)冰;水完全結(jié)冰后，體積會增大，在試管中占據(jù)更多的空間……同時，他們還會觀察到水的這種變化是怎樣產(chǎn)生的，即水是怎樣結(jié)成冰的。

第4課《冰融化了》，學(xué)生會觀察冰融化成水的變化過程（從固態(tài)到液態(tài)），在關(guān)注冰的狀態(tài)發(fā)生變化的同時，還能注意到狀態(tài)變化過程中的其他現(xiàn)象。

第5課《水能溶解》，學(xué)生進(jìn)一步比較不同物質(zhì)在水中的溶解能力。學(xué)生能夠明白，要想回答“水能溶解多少食鹽和小蘇打”這個問題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是最好的辦法。本節(jié)課中，學(xué)生會學(xué)習(xí)到一種常用的實(shí)驗(yàn)方法——對比實(shí)驗(yàn)。通過對比實(shí)驗(yàn)，對食鹽和小蘇打在水中的溶解能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，明白了水能夠溶解的物質(zhì)數(shù)量是有限的，且不同的物質(zhì)溶解的數(shù)量是不同的。

第6課《加快溶解》，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)只存在一個變量，雖然教科書中沒有提到“控制變量法”這一實(shí)驗(yàn)方法，但是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計的過程中，教師可滲透這一方法。學(xué)生在之后的課堂中，還會應(yīng)用這一方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計和實(shí)踐。

第7課《混合與分離》，引導(dǎo)學(xué)生對“增加和減少水分，食鹽的水溶液會有什么變化”問題進(jìn)行思考。通過實(shí)際觀察，學(xué)生能夠了解食鹽在水中溶解和結(jié)晶的雙向變化過程，認(rèn)識到食鹽溶解于水的變化過程是可逆的。

第8課《它們發(fā)生了什么變化》，讓學(xué)生對本單元的學(xué)習(xí)進(jìn)行反思，對水和紙、橡皮泥的變化進(jìn)行對比，實(shí)際上是讓學(xué)生對物理變化的本質(zhì)進(jìn)行對比理解。這是一次評價的機(jī)會，可以觀察到學(xué)生在單元學(xué)習(xí)后在科學(xué)概念方面的發(fā)展情況。

單元教學(xué)建議

第1課《水到哪里去了》主要有四個活動，一是解釋水去哪兒了，二是說說生活中的蒸發(fā)現(xiàn)象，三是用實(shí)驗(yàn)解釋蒸發(fā)現(xiàn)象，四是比較水和水蒸氣的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

第一個活動，用濕布擦黑板，過一會兒黑板上的水跡不見了。用水洗手，不用擦手也會干。這些水去哪兒了呢？學(xué)生通過嘗試解釋日常的生活經(jīng)歷，產(chǎn)生探究欲望，豐富對水的感性認(rèn)識。

第二個活動說說生活中類似的現(xiàn)象是基于第一個活動展開的，目的是讓學(xué)生進(jìn)一步體會發(fā)生在周圍的蒸發(fā)現(xiàn)象，了解到蒸發(fā)是無處不在、無時無刻不在進(jìn)行著的。

第三個活動，學(xué)生需要用實(shí)驗(yàn)證明自己的猜測，因?yàn)榭茖W(xué)探究講求的是有事實(shí)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)一通過比較兩個有蓋和無蓋的杯子，在相同環(huán)境下杯中等量的水的變化，探討水到底去哪兒了：實(shí)驗(yàn)二通過倒扣在地面一段時間的透明塑料盒的變化，觀察和研究水去哪兒了。該過程需要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注水蒸氣的特點(diǎn)。

第四個活動基于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解和分析之后展開，學(xué)生此時對水蒸氣的理解變得更具體、更豐富，更容易理解水和水蒸氣的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)完畢，教師要根據(jù)研討的三個問題，整理活動記錄并組織學(xué)生交流。對于“怎樣解釋兩個杯子出現(xiàn)的不同現(xiàn)象，依據(jù)是什么”的問題，學(xué)生基于一定的生活經(jīng)驗(yàn)，能夠較容易地回答沒有蓋塑料薄膜的杯子里的水都“跑”到空氣中了，而蓋了塑料薄膜的杯子里的水在“跑”出去的過程中被攔住了。在回答第二個問題“你在透明塑料盒中看到了什么，你認(rèn)為它們是什么”的時候，學(xué)生的回答會出現(xiàn)分歧，一部分學(xué)生說是小水珠，另一部分學(xué)生說是水蒸氣。學(xué)生回答時側(cè)重點(diǎn)不一樣，教師一定要及時引導(dǎo)。最后一個問題是“水和水蒸氣有什么相同和不同？水蒸氣也是水嗎？”對前兩個問題理解之后，學(xué)生對水和水蒸氣有了一定的了解，對無色、無味、透明的特征比較容易回答出來，但對水沒有固定的形狀、水蒸氣沒有固定的體積等特點(diǎn)還需要教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。教師可以將研討的問題出示在課件上或者寫在黑板上，組織學(xué)生先進(jìn)行小組內(nèi)交流，表達(dá)自己的觀點(diǎn)和想法，再組織小組代表在班級內(nèi)交流，在交流過程中暴露問題。

第2課《水沸騰了》，學(xué)生第一次接觸酒精燈等實(shí)驗(yàn)器材，這些器材的使用和組裝是難點(diǎn)。水的沸騰實(shí)驗(yàn)中有溫度計的使用問題、石棉網(wǎng)的作用、酒精燈加熱的注意事項(xiàng)、水量和水溫的選取、儀器擺放的方法介紹等，內(nèi)容多且雜。教師應(yīng)適當(dāng)降低難度和要求，主要針對溫度計的使用和酒精燈加熱的注意事項(xiàng)進(jìn)行教學(xué)，同時注意探究過程中的安全問題。在活動中，教師要提醒學(xué)生：

有序地觀察加熱過程中水的變化和溫度的變化;水沸騰時水中、水面和水面之上的各種現(xiàn)象。

測量溫度時，溫度計的位置不能動，不要碰到燒杯壁。

加熱后的燒杯、三腳架在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍是很燙的，勿用手摸，謹(jǐn)防燙傷。

在“探索”環(huán)節(jié)，在學(xué)生短暫的交流與思維碰撞之后，應(yīng)當(dāng)將他們已有的認(rèn)知用圖畫的形式形象地呈現(xiàn)出來。探索部分的主體活動是“給燒杯里的水加熱”，在該活動中，面臨眾多新的儀器，學(xué)生充滿好奇心和探究的欲望，教師需要事先做好充足的準(zhǔn)備工作，并在課堂上及時引導(dǎo)。本次活動以小組的形式開展，每個學(xué)生明確分工，明確材料管理員、記錄員、安全監(jiān)督員等。

第3課《水結(jié)冰了》，讓水的溫度一直下降，水向周圍放熱，凝結(jié)成冰。冰是學(xué)生比較感興趣的物體，許多學(xué)生有過接觸冰塊的經(jīng)歷。

在“探索”環(huán)節(jié)，讓學(xué)生充分表達(dá)自己的想法后，教師可以先組織他們討論本課的實(shí)驗(yàn)方法，“如果想親眼見證水結(jié)成冰的全過程，我們可以怎么做實(shí)驗(yàn)？”在日常生活中，我們想要水結(jié)成冰，一般會將水放進(jìn)冰箱，在教室里，讓學(xué)生自己嘗試著去想實(shí)驗(yàn)方法，更能激發(fā)他們的探究興趣與積極性。在學(xué)生說出各種實(shí)驗(yàn)方法后，教師出示本課的實(shí)驗(yàn)材料：燒杯、冰塊、食鹽、試管、溫度計，給學(xué)生一些提示與啟發(fā)，“你覺得今天我們可以怎么做？”在學(xué)生不斷補(bǔ)充、完善后，梳理、整理出本課的實(shí)驗(yàn)方法。

在活動中，教師要提醒學(xué)生：

做兩次標(biāo)記：第一次是向試管中倒入清水后，第二次是試管中的水完全結(jié)冰后。

溫度計的位置不能動，不要碰到試管壁。

仔細(xì)觀察水結(jié)冰的變化過程，當(dāng)水開始結(jié)冰時，記錄溫度。

第4課《冰融化了》的“研討”環(huán)節(jié)的第1個問題是：冰融化成水的原因是什么？學(xué)生有了向冰塊吹熱氣的體驗(yàn)后，他們能聯(lián)想到冰融化成水是因?yàn)闇囟壬吡?，但要讓他們說出“熱量”這個詞，還需要教師進(jìn)行一定的引導(dǎo)與啟發(fā)。

“研討”環(huán)節(jié)的第2個問題是：冰在融化過程中形態(tài)發(fā)生了什么變化？教師可以在探究活動前提出這個問題，引導(dǎo)學(xué)生在觀察冰融化成水的過程中仔細(xì)觀察，積極思考。

“研討”環(huán)節(jié)的第3個問題是：水、水蒸氣、冰有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？它們是同一種物質(zhì)嗎？教師可以通過出示水的各種圖片，播放相關(guān)視頻，讓學(xué)生充分感知水在自然界有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種存在狀態(tài)，水的狀態(tài)變化與熱量有關(guān)，水的三種狀態(tài)之間是可以互相轉(zhuǎn)化的。

第5課《水能溶解》的“探索”部分主要包含2個探究活動。一是說一說能夠溶解在水中的物質(zhì);二是設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，說明食鹽和小蘇打在水中的溶解能力可能不一樣。

第1個探究活動，讓學(xué)生根據(jù)一年級科學(xué)課上的體驗(yàn)，說一說哪些物質(zhì)能夠溶解在水中。這是對原有知識的復(fù)習(xí)，也是調(diào)查學(xué)生的已有認(rèn)知。教科書中的3幅圖片出示了3種能夠溶解在水中的物質(zhì)，小蘇打和味精是學(xué)生生活中經(jīng)常接觸到的，堿平時接觸得比較少，可作為學(xué)生課堂回答的補(bǔ)充。

第2個探究活動，讓學(xué)生通過對比實(shí)驗(yàn)的方式，說明食鹽和小蘇打在水中溶解的能力不同。這是本課的主要活動，學(xué)生通過對比觀察，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有直觀的感受。這個對比實(shí)驗(yàn)有5個步驟：

步驟1，首先在玻璃杯中倒入相同體積的清水。水的體積相同是為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟诠降沫h(huán)境下進(jìn)行。用清水是為了去除實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的干擾元素，便于觀察。

步驟2，將20克食鹽和小蘇打平均分成8份。方法有2種：一是利用秤先稱出20克，倒在紙上，紙對折后再用小勺將它們大致?lián)艹蓛煞荩缓蟛粩嘀貜?fù)，分到8份。二是可以利用電子秤稱量，直接分成2.5克一份。在此過程中，學(xué)生可能會將食鹽和小蘇打散落在桌面，教師應(yīng)向?qū)W生指出，散落在桌面的食鹽和小蘇打也屬于實(shí)驗(yàn)材料，應(yīng)該仔細(xì)收集后再均分。由于這個活動比較耗時，教師可以讓學(xué)生課前協(xié)助分好食鹽和小蘇打，課堂上直接使用分好的材料。

步驟3，將一份食鹽倒入杯中，用攪拌棒充分?jǐn)嚢?，使食鹽和清水充分混合。實(shí)驗(yàn)過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生分工合作，一個人負(fù)責(zé)加食鹽、攪拌，另一個人負(fù)責(zé)觀察食鹽在水中的溶解情況。這里，教師要提醒學(xué)生：要等到前一份食鹽在水中完全溶解后，才可以再加入第二份食鹽。

步驟4，按照上面同樣的方法，將小蘇打一份一份地溶解在水中。

步驟5，記錄食鹽和小蘇打在水中溶解的份數(shù)。教師應(yīng)提醒學(xué)生，溶解的份數(shù)是指完全溶解在水中的份數(shù)，如果沒有完全溶解在水中，則不能被計算在內(nèi)。

第6課《加快溶解》，學(xué)生通過學(xué)習(xí)，能夠?qū)φn堂開始提出的問題通過實(shí)驗(yàn)、分析等方式得出自己的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)還有其他加快物質(zhì)溶解的方法。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中往往會片面地追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)他們對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行觀察，使結(jié)果更具有說服力?！疤剿鳌杯h(huán)節(jié)主要包含3個探究活動：一是說一說有什么辦法能夠加快物質(zhì)在水中的溶解;二是通過一個實(shí)驗(yàn)，探究溫度與溶解快慢的關(guān)系;三是再通過一個實(shí)驗(yàn)，探究攪拌與溶解快慢的關(guān)系。考慮到學(xué)生剛剛接觸類似對比實(shí)驗(yàn)，同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會給學(xué)生造成一定的困擾，因此，在這個環(huán)節(jié)中可以將兩個實(shí)驗(yàn)分開進(jìn)行，簡化實(shí)驗(yàn)步驟，使學(xué)生能夠更集中于目前進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，以及更好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

第7課《混合與分離》，本節(jié)課旨在根據(jù)學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，從生活中常見的沙子和食鹽出發(fā)，通過一系列活動讓學(xué)生了解物體是有很多特點(diǎn)的，利用這些特點(diǎn)可以分離混合在一起的固體。

“探索”部分的主體活動是“混合物食鹽與沙的分離”，教師可以先讓學(xué)生觀察食鹽與沙的特點(diǎn)，引導(dǎo)他們思考如何利用兩種物質(zhì)不同的特點(diǎn)將其分離。利用水的特點(diǎn)學(xué)生可能很難想到，教師可以提醒學(xué)生“利用這個單元我們一直在研究的水來試試看行不行”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行嘗試。食鹽在水中溶解了，而沙沒有在水中溶解，如何將沙與食鹽溶液分離？這就自然引出過濾裝置。之后可結(jié)合窗臺上的濃鹽水因水分蒸發(fā)有食鹽析出這一現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生討論：如果杯中的水分因蒸發(fā)而減少，已經(jīng)溶解的食鹽會怎么樣？如果杯子里的水分全部蒸發(fā)掉，溶解在水里的食鹽會怎么樣？

第8課《它們發(fā)生了什么變化》的“探索”環(huán)節(jié)，在聚焦問題后，教師可以先給學(xué)生兩分鐘時間思考“紙、橡皮泥的變化與水的變化是否相同”，讓學(xué)生帶著問題有目的地進(jìn)行探索活動。然后提供橡皮泥和圓頭剪刀，讓學(xué)生制作一件自己喜歡的物品，這個環(huán)節(jié)的教學(xué)，要注意時間安排，并提醒學(xué)生使用剪刀的安全事項(xiàng)。學(xué)生制作完成后可以安排展示交流環(huán)節(jié)，分享作品，引導(dǎo)他們進(jìn)行評價。展示環(huán)節(jié)結(jié)束后，教師還應(yīng)要求學(xué)生將材料和作品整理好，放回材料桌上，以免干擾后續(xù)研討。之后教師可以提問：“想一想這些物品還是橡皮泥嗎？”可以在班級內(nèi)組織討論，引導(dǎo)學(xué)生思考這類變化的特點(diǎn)。

接下來，教師可以給學(xué)生提供白紙和圓頭剪刀，讓學(xué)生用這張紙制作一個自己喜歡的造型，學(xué)生制作完成后組織展示分享。在思考的基礎(chǔ)上，請學(xué)生討論橡皮泥、紙、水發(fā)生的變化并完成活動記錄單。