《空氣占據(jù)空間》教學案例與評析

萬曉華 劉輝

摘要科學思維是在科學實踐活動中形成和應用的思維，主要遵循提出問題、搜尋事實、捕獲信息、立論解釋的過程。科學探究的核心是培養(yǎng)學生的科學思維能力。學生在認識了空氣確實存在的基礎上，經(jīng)過遞進式實驗從不同角度、不同體驗獲取的現(xiàn)象中，歸納推理得出相對合理的結(jié)論，建構(gòu)出“空氣能夠占據(jù)空間”的科學概念。將“空氣能夠占據(jù)空間”延伸拓展，應用到真實生活情境中，以解決實際問題，實現(xiàn)知識遷移學以致用，讓學生感受到生活中無處不在的科學技術，體現(xiàn)課程標準的整合理念。

關鍵詞科學思維;遞進;歸納

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.36.009

Teaching Cases and Evaluation of “Air Occupying Space"

WAN Xiaohua，LIU Hui

（Primary School Attached to Northeast Normal University，Changchun，Jilin 130021）

Abstract：Scientific thinking is the thinking formed and applied in scientific practice. It mainly follows the process of asking questions，searching for facts，capturing information and making comments and explanations. The core of scientific inquiry is to cultivate students，scientific thinking ability. On the basis of knowing that air does exist，through progressive experiments，students conclude and infer relatively reasonable conclusions from the phenomena obtained from different angles and different experiences，and construct the scientific concept of "air can occupy space". The "air can occupy space" is extended and applied to real life situations to solve practical problems，realize knowledge transfer and apply what they have learned，so that students can feel the ubiquitous science and technology in life and reflect the integration concept of curriculum standards .

Keywords：scientific thinking;progressive;induce

1教學分析

《空氣占據(jù)空間》一課是人教鄂教版《科學》三年級下冊第三單元“周圍的空氣”的最后一課。本課屬于物質(zhì)科學領域的內(nèi)容，在學生認識空氣確實存在的基礎上，通過“杯子倒扣紙不濕“給氣球充、放氣”“瓶內(nèi)吹氣球”等活動，引導他們認識空氣和其他物質(zhì)一樣，能夠占據(jù)空間。

本課對應課程標準的主要概念為：空氣是一種常見的混合物質(zhì)。本課對應中年級段的學習內(nèi)容為：空氣具有質(zhì)量并占有一定的空間，形狀隨容器而變，沒有固定的體積。本課相應的學習目標為：知道空氣具有質(zhì)量并占有一定的空間，空氣總會充滿各處。

學習本課之前，我們對學生的已有認知和探究能力進行了調(diào)查。三年級學生對水和空氣已經(jīng)有了一定的了解，已經(jīng)具有基本的觀察能力，對探究的過程、方法有初步了解，但科學論證的思維方式還沒有形成，通過觀察、分析實驗現(xiàn)象得出科學概念對學生來說有一定的困難。對證據(jù)的重視，理性的思考，大膽的質(zhì)疑，是培養(yǎng)這個階段學生科學態(tài)度的重要標志?；谝陨戏治?，我們確定的教學目標如下：

知道空氣占據(jù)一定的空間。

會用實驗方法證實空氣確實占據(jù)空間。

能夠在科學事實的基礎上進行預測和解釋。

能夠邊實驗邊思考，形成尊重事實、實事求是的科學態(tài)度。

能夠?qū)⒖諝庹紦?jù)空間與日常生活聯(lián)系，了解其對人類生活的影響。

2簡要教學流程

本課在學生對水和空氣有一定認知基礎上，引導他們通過觀察、實驗、推理、質(zhì)疑、研討等活動，建構(gòu)空氣占據(jù)空間的概念。本課教學著力培養(yǎng)學生的科學思維，引導他們利用實驗方法即借助可見物的變化，研究不可見物的性質(zhì)和規(guī)律。

2.1聚焦問題

課的開始播放“烏鴉喝水”的動畫，激發(fā)學生學習興趣并思考：烏鴉是怎樣喝到水的？利用板書中的圖畫，引導學生認識固體、液體能占據(jù)空間。有很多學生不能明白“占據(jù)空間”，通過讓他們說說生活中“占地方”“占位置”的例子，進一步解釋什么是“占據(jù)空間”，歸納總結(jié)出“占據(jù)空間”就是一個物體占據(jù)的空間，另外一個物體就不能同時占有它。學生明確占據(jù)空間的概念后，聚焦問題：固體、液體占據(jù)一定空間，空氣也占據(jù)空間嗎？學生提出自己的假設，并結(jié)合生活說明理由，教師由此了解學生的原有認識。由于空氣具有無色無味、看不見、摸不到的特性，學生對于空氣是否占據(jù)空間存在困惑，容易產(chǎn)生認知沖突。

2.2杯子倒扣紙不濕

將一團紙塞進杯子底部，教師先讓學生預測紙團是否會濕。然后，學生動手實驗，將紙團塞在杯底，杯口向下豎直慢慢扣入水中，再豎直慢慢移出擦干杯口，觀察實驗現(xiàn)象，并嘗試進行解釋。學生體驗了空氣隔絕了水和紙團，對空氣占據(jù)空間獲得了初步認知，但由于空氣看不見、摸不到，一些學生并不能確定自己的解釋是否正確，還存有質(zhì)疑，由此引發(fā)新的認知沖突，促進他們進一步思考和探究，于是進入下一個活動的探究。

2.3給氣球充氣、放氣

教師拋出問題：我們還有什么方法能證實空氣能占據(jù)空間呢？然后讓一名學生演示給氣球充氣、放氣的過程，其他同學仔細觀察。學生觀察到：充氣時，空氣進入占據(jù)空間，氣球變大鼓起;放氣時，空氣跑出，氣球內(nèi)空氣占據(jù)空間變小，氣球變小。再利用類比推理的方法，引導學生提出空氣占據(jù)空間的證據(jù)，如給游泳圈、籃球、排球、足球充放氣等。這樣，學生就能建構(gòu)空氣占據(jù)空間的概念。

2.4向瓶內(nèi)吹氣球

本活動讓學生利用空氣占據(jù)空間的知識解決問題。學生在游戲中發(fā)現(xiàn)向密閉的瓶內(nèi)吹氣球，氣球不能被吹大?；顒雍笞寣W生解釋原因，再引導他們思考如何讓瓶子內(nèi)的氣球吹大，學生想出很多方法。這個活動既是一個探尋實驗證據(jù)的過程，也是一個知識的遷移和運用的過程，還能進一步證明空氣占據(jù)空間。

三個探究活動從不同角度讓學生逐步展開思維，逐漸接近問題的核心，最終通過歸納推理得出相對合理的結(jié)論，建構(gòu)“空氣能夠占據(jù)空間”的科學概念。在這個過程中，學生利用推測、類比、聚焦和發(fā)散思維等多種思維方法進行科學實踐活動，思維能力得到發(fā)展。

2.5拓展與應用

拓展與應用環(huán)節(jié)將空氣占據(jù)空間的特性與生活結(jié)合起來，通過分析生活中的應用案例，如輪胎、游泳圈、淘氣堡、汽艇、食品包裝里充氣等，幫助學生將課堂上所學的知識與生活建立聯(lián)系，達到知識遷移、學以致用的目的。

3教學評析

本課凸顯了人教鄂教版《科學》教材注重科學思維培養(yǎng)的特點，教學環(huán)節(jié)的設計緊扣編寫邏輯，教學過程的實施基于學情，關注學生的已有經(jīng)驗，很好地達成了教學目標。

3.1引導學生親歷探究過程

學生是科學學習的主體，教學的出發(fā)點和落腳點都應當基于學生的真實需求與發(fā)展，真正以學生的發(fā)展為本。學生經(jīng)歷了觀察、發(fā)現(xiàn)、分析、質(zhì)疑、收集證據(jù)、歸納總結(jié)、得出結(jié)論等探究活動，科學知識和探究能力得以提高，培養(yǎng)了尊重事實、實事求是的科學態(tài)度。

3.2關注教學細節(jié)的處理

PPT出示學習任務時，以往的做法是找一名同學讀一讀，這樣做效果不一定好，因為部分同學可能沒有思考。本課讓全體同學默讀，然后用自己的語言說說實驗應該怎么做、需要注意什么，能夠更好地集中學生的注意力。

在“杯子倒扣紙不濕”的活動中，教材沒有用過多的文字說明，我們特別注意讓學生明確實驗的步驟及注意事項，對“壓緊“豎直”等操作，進行演示指導，確保實驗的成功。

3.3關注學生已有經(jīng)驗

本課關注學生已有的生活經(jīng)驗，引導他們在真實情境中解決問題，充分利用他們的生活認知和科學認知之間的矛盾沖突，激發(fā)他們的學習興趣。不僅是引入環(huán)節(jié)，后續(xù)三個活動環(huán)環(huán)相扣，都有一定的認知沖突，可以促使學生積極思考、主動學習。

3.4規(guī)范學生的語言表達

語言是思維的載體，在流暢、清晰的交流表達中，學生的科學思維能夠得到更好的訓練。剛剛步入三年級的學生語言表達比較零碎、不完整，在交流環(huán)節(jié)，教師要讓他們盡可能多說，同學間互相補充;在傾聽、表達過程中，教師要通過不斷追問，讓他們運用科學語言準確完整地表達。

3.5培養(yǎng)學生科學推理能力

科學始于好奇，發(fā)現(xiàn)始于觀察，分析促進推理?；顒又?，教師指導學生有目的地觀察，分析現(xiàn)象數(shù)據(jù)，并利用實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)推測將要發(fā)生的現(xiàn)象。活動后，學生先描述看到的現(xiàn)象，猜測可能的原因，再進一步想辦法找更多的證據(jù)驗證自己的推測。這樣教學，讓學生經(jīng)歷實驗論證的過程，充分利用推理，預測和解釋實驗現(xiàn)象。

3.6重視發(fā)展學生的科學思維

科學思維是科學學科的本質(zhì)特征之一，本課十分注重學生科學思維能力的培養(yǎng)。圍繞教學目標和科學實踐主題，設計了三個探究活動。這三個活動循序漸進，由淺入深，每個活動之間環(huán)環(huán)相扣。在前兩個活動中，學生觀察實驗現(xiàn)象，推測原因，合理質(zhì)疑，提出問題和猜想，教師能夠利用學生產(chǎn)生的問題，引導他們尋找更多證據(jù)，逐步認識“空氣占據(jù)空間”的特征。第三個活動是應用空氣性質(zhì)解決實際問題，進一步驗證“空氣占據(jù)空間”。通過三個活動，學生自主建構(gòu)了相關概念，思維經(jīng)歷了一個從感性參與到理性提升的升華過程，思維是層層遞進的，科學概念的建構(gòu)水到渠成，師生在預設與生成的經(jīng)歷中享受著探索的快樂。

3.7延伸拓展，實現(xiàn)知識遷移

本課注重引導學生將科學知識與生活實際結(jié)合，引導他們在日常生活中尋找哪里應用到了“空氣占據(jù)空間”這個性質(zhì)，很好地落實了課程標準中科學、技術、社會與環(huán)境目標。學生將科學探究中所形成的知識應用到真實情境中，解決實際問題，感受科學技術在生活中無處不在，產(chǎn)生了對科學的親近感和對科學探究的興趣。

參考文獻

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