以探究實(shí)踐為線索設(shè)計《水沸騰了》教學(xué)

◇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)動學(xué)生的積極性，以及主動建構(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)活動營造輕松愉快的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生有足夠的參與探究時間和空間，使學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)科學(xué)的動機(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，引導(dǎo)學(xué)生通過思考科學(xué)問題、預(yù)測結(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、交流與評價等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，獲得關(guān)于水沸騰現(xiàn)象的直接認(rèn)識，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，從而逐步培養(yǎng)學(xué)生對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)計前首先要明確的內(nèi)容。一般需要對課程標(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)任等四個方面進(jìn)行設(shè)計。

一、課程標(biāo)準(zhǔn)分析

課程標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的根本依據(jù)，是每節(jié)課進(jìn)行設(shè)計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)到什么溫度時沸騰”既是“研討”部分設(shè)計的問題，也是對“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)生用溫度計測量被酒精燈加熱的水的溫度變化，同時觀察并記錄水從加熱到沸騰的各種現(xiàn)象。對三年級的學(xué)生來講，這無疑是一個挑戰(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的使用等實(shí)驗(yàn)知識，在老教材中，都需要一課時甚至更多的時間來學(xué)習(xí)，所以，本課的內(nèi)容很多，對分組實(shí)驗(yàn)的時間把握顯得尤其重要。

三、學(xué)情分析

水沸騰時會產(chǎn)生大量的水蒸氣、水面會出現(xiàn)大量的氣泡，三年級的學(xué)生對該現(xiàn)象一般都較熟悉，但對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、石棉網(wǎng)等實(shí)驗(yàn)器材，正確組裝和使用這些器材對他們而言存在不小的困難，而這些又都是三年級學(xué)生需要掌握的。他們是一群獵奇好動、愛表現(xiàn)、具有豐富的想象力，且對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，注意力不能長時間集中。他們雖對新實(shí)驗(yàn)器材不熟悉，但是對新課的探究實(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。

（四）態(tài)度責(zé)任

認(rèn)識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的現(xiàn)象。

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

六、教學(xué)用具

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

七、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入——創(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，會出現(xiàn)什么情況？

設(shè)計意圖：通過符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)、再現(xiàn)生活場景的視頻，讓學(xué)生意識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)合班級的實(shí)際情況，本課中的溫度計使用方法、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)識本次實(shí)驗(yàn)的器材和作用”實(shí)驗(yàn)記錄單。

設(shè)計意圖：1.通過微課，將體積比較小的溫度計和酒精燈等實(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.及時鞏固課堂所學(xué)知識。

2.說一說或畫一畫，提出自己的猜想與假設(shè)

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

設(shè)計意圖：三年級的學(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

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)計意圖：通過小組成員自主動手操作、交流與評價等合作學(xué)習(xí)活動，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、實(shí)驗(yàn)操作等實(shí)驗(yàn)探究能力。

5.設(shè)計實(shí)驗(yàn)記錄單，指導(dǎo)探究

基于學(xué)情分析和對學(xué)生活動手冊的研究，本教學(xué)設(shè)計的探究活動記錄單，沒有采取學(xué)生活動手冊上的兩個記錄表，而是選用了張亞設(shè)計的兩張實(shí)驗(yàn)記錄單。

設(shè)計意圖：此實(shí)驗(yàn)記錄單設(shè)計全面，有聲音設(shè)計，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階，也使學(xué)生的思維可視化。

6.小組匯報展示交流，輕松得出結(jié)論

學(xué)生：小組分別上臺展示實(shí)驗(yàn)記錄單，匯報本組的實(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，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，這個不變的溫度是液體的沸點(diǎn)。

設(shè)計意圖：展示如實(shí)記錄和報告觀察實(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、基于事實(shí)的歸納能力以及表達(dá)交流的能力。

八、教學(xué)反思與評價

本教學(xué)設(shè)計以“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—對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思和評價”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。學(xué)生不但可以通過實(shí)驗(yàn)來分析一些簡單的問題，還能如實(shí)記錄和報告觀察實(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。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?？茙煼渡?，對探究教學(xué)的實(shí)施不夠熟練，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)設(shè)計環(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。