《空氣能占據(jù)空間嗎》教學(xué)片段與分析

謝輝 張思琴

摘要《空氣能占據(jù)空間嗎》是“空氣”單元中的一課。空氣是否占據(jù)空間這個(gè)問(wèn)題對(duì)于三年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，會(huì)存在一些爭(zhēng)議。本節(jié)課主要以聚焦問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)矛盾、證明矛盾、檢驗(yàn)矛盾為主線進(jìn)行整個(gè)流程的設(shè)計(jì)，根據(jù)學(xué)生的思維、立場(chǎng)進(jìn)行教學(xué)，逐步展開(kāi)討論，讓學(xué)生明白空氣和其他物質(zhì)一樣，能夠占據(jù)空間。

關(guān)鍵詞 空氣 空間 教學(xué)分析

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.24.036

Teaching Clips and Analysis of"Can air occupy space"

XIE Hui， ZHANG Siqin

（Primary School Affiliated to Tongji Medical College， Huazhong University of Science and Technology， Wuhan， Hubei 430030）

Abstract： "Can air occupy space？" is a lesson in the "air" unit. Whether air occupies space will be contro？ versial for third graders. This lesson mainly focuses on the design of the whole process， focusing on problems， discovering contradictions， proving contradictions and testing contradictions. Teaching is carried out according to students’ thinking and position， and discussion is carried out step by step， so that students can understand that air can occupy space like other substances.

Keywords： air； space； teaching analysis

教學(xué)分析

《空氣能占據(jù)空間嗎》是“空氣”單元中的一課，通過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)感受到空氣的存在，本課通過(guò)系列活動(dòng)，在學(xué)生認(rèn)識(shí)了空氣確實(shí)存在的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生明白空氣和其他物質(zhì)一樣，能夠占據(jù)空間。

空氣是否和其他物質(zhì)一樣，占據(jù)空間呢？這個(gè)問(wèn)題對(duì)于三年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，會(huì)存在一些爭(zhēng)議，雖然他們?cè)谝荒昙?jí)下冊(cè)曾經(jīng)用占據(jù)空間這個(gè)解釋去理解形狀，體驗(yàn)過(guò)在一個(gè)固定的盒子里放入不同的螺母、木塊、乒乓球等，理解這些看得見(jiàn)、摸得著的物體會(huì)占據(jù)空間是容易的，但對(duì)于理解空氣也會(huì)占據(jù)空間，是存在一定難度的。

回顧導(dǎo)入，聚焦問(wèn)題

師：空氣雖然看不見(jiàn)、摸不著，但它無(wú)處不在，教室里、校園里，甚至無(wú)形地包圍著整個(gè)地球。我們也知道了，它跟之前學(xué)習(xí)過(guò)的固體的特性一樣，都是物質(zhì)。固體占領(lǐng)的地方（出示一個(gè)固體物件，往上面倒水），水進(jìn)不去；（出示一個(gè)空杯子）空氣在的地方，水卻能進(jìn)去（邊說(shuō)邊演示）。

固體能占據(jù)空間，而空氣不能，是這樣的嗎？那就讓我們一起去探究吧！

設(shè)計(jì)意圖：開(kāi)課以鞏固固體的特點(diǎn)開(kāi)始，與下文對(duì)空氣的特點(diǎn)的學(xué)習(xí)形成對(duì)比，有利于三年級(jí)學(xué)生對(duì)于新知識(shí)的理解與掌握。

師：我們都知道，紙遇水會(huì)變濕。假如把紙團(tuán)粘在杯子底部，然后將杯子倒扣在水里，里面的紙團(tuán)會(huì)濕嗎？

（組織學(xué)生看視頻——壓杯入水實(shí)驗(yàn)一，如圖1，觀察現(xiàn)象，并記錄在活動(dòng)手冊(cè)上：畫(huà)出杯子內(nèi)水的變化。實(shí)驗(yàn)方法：首先將一張紙捏成紙團(tuán)，塞進(jìn)杯子的底部，然后將杯子倒扣在水槽中的水面上，如A所示，在活動(dòng)手冊(cè)上完成內(nèi)容；接著用手將杯子豎直壓入水槽中，直至底部，如B所示，完成活動(dòng)手冊(cè)上的內(nèi)容。）

師：你們觀察到了什么？你們想知道什么？

（播放后半段視頻。）

生：水槽水位升高了，杯子里的水位卻沒(méi)有升得那么高。

生：杯子里進(jìn)去了一點(diǎn)水，我想知道紙團(tuán)有沒(méi)有濕，為什么杯子內(nèi)沒(méi)進(jìn)滿水？

師：把紙團(tuán)拿出來(lái)會(huì)發(fā)現(xiàn)它沒(méi)濕，為什么會(huì)這樣？

生：杯子里有空氣，水就進(jìn)不去。

生：空氣待的地方水進(jìn)不去。

生：杯子里都裝滿了空氣，水進(jìn)不去。

設(shè)計(jì)意圖：開(kāi)課用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)視頻直接導(dǎo)入教學(xué)，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也給學(xué)生埋下了疑問(wèn)的種子：為什么杯子中的紙團(tuán)沒(méi)有濕呢？是什么原因?qū)е滤M(jìn)不去杯子中呢？為后面的深入學(xué)習(xí)作好鋪墊。

探索問(wèn)題，解決矛盾

師：將杯子壓入水槽中，杯子中的紙團(tuán)沒(méi)有濕，說(shuō)明水進(jìn)不去；跟剛剛往空杯子里倒水，水卻進(jìn)去了。這兩種情況有什么不同？

生：一個(gè)空氣有出口，一個(gè)空氣沒(méi)有出口。因?yàn)榈谝粋€(gè)杯子是敞開(kāi)的，空氣“跑”出去了，水就進(jìn)去了；而第二個(gè)杯子倒扣在水里了，空氣“跑”不出去，水也就進(jìn)不去。

師：真是這樣的嗎？你怎么知道空氣“跑”出去了？

生：通過(guò)前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道：水沸騰后，水里會(huì)不斷冒泡泡，上升并且破裂，氣體（水蒸氣）就會(huì)“跑”出去，就會(huì)看到有氣泡出現(xiàn)！

師：那么現(xiàn)在我們借用一個(gè)裝置來(lái)證明：空氣“跑”出去，水進(jìn)來(lái)的實(shí)驗(yàn)?。ǔ鍪緦?shí)驗(yàn)裝置的各個(gè)部分，如圖2）請(qǐng)你們說(shuō)出組裝的流程方法與該裝置的設(shè)計(jì)目的。

生：該裝置有兩個(gè)出口，一個(gè)被氣球堵住了，為了防止空氣“跑”出去；一個(gè)是漏斗，進(jìn)水出氣的口子；漏斗下面連通的是滴管，便于觀察水的進(jìn)量。

（學(xué)生小組合作，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)記錄單，交流分享。）

生：滴管處慢慢進(jìn)水后，氣球鼓起來(lái)了，當(dāng)氣球不再變大了，滴管處也就不再進(jìn)水了。當(dāng)捏一下氣球后，漏斗里水面上冒出泡泡并破裂，滴管處又開(kāi)始進(jìn)水了，重復(fù)幾次都是這樣的。

師：你能做出自己的解釋嗎？

生：當(dāng)瓶子里的空氣出去后，水才能進(jìn)入瓶?jī)?nèi)，說(shuō)明空氣占據(jù)了瓶子內(nèi)的空間。

設(shè)計(jì)意圖：此過(guò)程中，教師不直接出示組裝好的裝置器材，而是將裝置的各個(gè)部分展示給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)自己的想法與創(chuàng)造力進(jìn)行組裝。這不僅要求學(xué)生對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，而且符合了小學(xué)生在科學(xué)課上STEM內(nèi)容的實(shí)施與呈現(xiàn)，有效開(kāi)展富有創(chuàng)造力的科學(xué)課。

檢驗(yàn)矛盾，總結(jié)課堂

師：這就對(duì)了，空氣“跑”出去了，水才能進(jìn)來(lái)。那么，既然是對(duì)的，請(qǐng)你們接下來(lái)檢驗(yàn)——壓杯入水實(shí)驗(yàn)二，并且完成活動(dòng)手冊(cè)上的內(nèi)容，畫(huà)出杯子內(nèi)水的變化。

（學(xué)生領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)材料——底部鉆有小孔的杯子，然后實(shí)驗(yàn)：按住小孔，壓杯入水；松開(kāi)手指，觀察變化。）

師：你的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是怎么樣的？

生：松開(kāi)手指以后，杯子中水面變高了，水“跑”到杯子里面了，空氣被水?dāng)D出了小孔，紙團(tuán)濕了。

生：紙團(tuán)濕了！果然跟預(yù)想的一樣。因?yàn)橛谐隹冢ㄐ】祝諝狻芭堋背鋈チ?，水就進(jìn)杯子了，所以紙團(tuán)就會(huì)濕！

師：怪不得豎著倒扣杯子，壓杯入水，紙團(tuán)不會(huì)濕呢！原來(lái)空氣跟固體一樣，占據(jù)了空間，水就進(jìn)不來(lái)。

設(shè)計(jì)意圖：整節(jié)課的新知教學(xué)，由視頻開(kāi)始，到學(xué)生實(shí)操，再到最后各自的檢驗(yàn)，學(xué)生能通過(guò)不同的方式方法進(jìn)行完整的探究活動(dòng)，獲取相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容?；顒?dòng)形式豐富有趣，從不同層面激勵(lì)著學(xué)生。從開(kāi)始的感知知識(shí)，到后面親自動(dòng)手實(shí)踐獲得知識(shí)；從產(chǎn)生矛盾到解決矛盾，再到最后的檢驗(yàn)矛盾，逐層遞進(jìn)式的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)既有趣又輕松。這樣真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)，發(fā)散了學(xué)生的思維。

拓展延伸，聯(lián)系實(shí)際

師：那么學(xué)習(xí)了今天的知識(shí)，你們能幫老師把這個(gè)氣球吹大嗎？你們有什么好的辦法？

生：打開(kāi)瓶蓋，對(duì)著瓶?jī)?nèi)吹氣，觀察瓶中的氣球變化。

（學(xué)生實(shí)踐——比吹氣球。）

師：生活中，很多地方用到了空氣占據(jù)空間這一原理，比如：氣墊船、快遞盒內(nèi)的空氣袋等。

回到最開(kāi)始?jí)罕胨畬?shí)驗(yàn)一，水進(jìn)去了杯子一點(diǎn)點(diǎn)，為什么？把杯子正過(guò)來(lái)，杯口里又有點(diǎn)水珠，這又是怎么回事？

生：瓶口的空氣“跑”出去了一點(diǎn)點(diǎn)，水也就進(jìn)去了一點(diǎn)點(diǎn)。

生：可能是空氣還會(huì)被壓縮一點(diǎn)。

生：杯口比較大，且杯壁比較光滑，水的表面張力，使水“跑”進(jìn)去了一點(diǎn)。

教學(xué)總結(jié)

本節(jié)課主要以聚焦問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)矛盾、證明矛盾、檢驗(yàn)矛盾為主線進(jìn)行整個(gè)流程的設(shè)計(jì)，各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，能夠根據(jù)學(xué)生的思維、立場(chǎng)進(jìn)行教學(xué)，逐步展開(kāi)討論，知道空氣能夠占據(jù)空間。在實(shí)施過(guò)程中分為以下幾個(gè)板塊：

聚焦板塊，通過(guò)讓學(xué)生預(yù)測(cè)“把紙團(tuán)粘在杯子底部，然后將杯子豎直倒扣到水里，里面的紙團(tuán)會(huì)濕嗎”，引出研究空氣能否占據(jù)空間的問(wèn)題。

探索板塊，包括壓杯入水、打孔觀察和打氣觀察三個(gè)主要環(huán)節(jié)，通過(guò)研討活動(dòng)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到壓杯入水實(shí)驗(yàn)中紙團(tuán)不會(huì)濕是因?yàn)榭諝庹紦?jù)了杯內(nèi)的空間；打孔觀察實(shí)驗(yàn)中紙團(tuán)完全浸濕了是因?yàn)樗M(jìn)入了杯子內(nèi)，水填補(bǔ)了原本被空氣占據(jù)的空間；打氣觀察實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到打氣筒把空氣重新灌入杯子，剛才被水占據(jù)的空間，又重新被空氣占據(jù)。

由于，打氣觀察這個(gè)環(huán)節(jié)，難以做到很好的密封性，于是教師將此環(huán)節(jié)換成了水氣爭(zhēng)霸的觀察；通過(guò)對(duì)塑料瓶的改裝，添加噴嘴交通氣球、漏斗連接滴管，整個(gè)合而為一，形成一個(gè)新的教具。學(xué)生通過(guò)滴管處水的進(jìn)入、氣球的脹大、滴管停止進(jìn)水、漏斗的水面氣泡的觀察，逐步形成新的概念：空氣進(jìn)去的地方，在沒(méi)有出路的情況下，水進(jìn)不去；水進(jìn)去了后，空氣就會(huì)出來(lái)。進(jìn)而，鞏固概念——空氣能占據(jù)空間。

研討板塊，在研討活動(dòng)中教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深入、充分的論證交流，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到空氣能占據(jù)空間。

拓展板塊，通過(guò)挑戰(zhàn)活動(dòng)，讓學(xué)生利用空氣把瓶中的水?dāng)D出來(lái)。這有助于幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解空氣和其他物質(zhì)一樣，也會(huì)占據(jù)空間。此外，為了避免水噴濺出去，所以直接換成“吹不大的氣球”這個(gè)活動(dòng)，學(xué)生要把瓶子中的空氣擠出去，氣球才能慢慢吹大，進(jìn)一步幫助他們理解：空氣會(huì)占據(jù)空間。