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明确实验内在逻辑关系提高《空气占据空间吗》教学有效性

2024-01-08江苏南京市江宁区岔路学校

小学科学 2023年24期
关键词:气球瓶子盒子

◇邵 玲(江苏:南京市江宁区岔路学校)

“教学不仅仅是教师教的过程,更重要的是学生学的过程。”这就要求教师在教学过程中,要根据学生的认知规律,运用合理的教学逻辑,引导学生系统地学习知识。

《空气占据空间吗》这一课的教学,要求学生能够通过多个实验探究出“空气占据空间”这一性质。在教材中这一课有3 个主要的探究活动,内容丰富,所以笔者基本按照教材的思路设计了教学过程。但是执教完两个班之后,发现了课堂转折生硬、探究内容过多却没有内在联系、学生无效学习等问题。为了解决这些问题,笔者对教材中的内容做了一些改动。以下是对部分教学设计改动前后的对比以及改动的目的。

一、选用更严谨的材料

(一)教学片段一

师:这是什么?(书包)这是一本书,现在老师想把这本书塞进书包,能塞进去吗?

(不能)为什么?

总结:书包里被塞满了,在科学上,我们就说书包里的空间没有了。

师:书包里有空间,那水槽里有空间吗?教室里有空间吗?咱们肚子里有空间吗?

师:这本书塞不进书包是因为书包里的空间被(占了)。在科学课上,我们要说空间被占据了,其他的书不拿出来,这本书就放不进去。那书包里的书占据着空间,水槽里的水占据空间吗?

在这里,教材中的内容在实际教学中引起了学生的歧义,教师在问的时候学生一直说:“能塞进。”学生的想法很简单,他们的确认为能够把书塞进看起来满了的书包,因为书包是软的,但是使劲往里面塞也能塞进,与教师预设相差太多。

于是在后面的教学中笔者将书包换成了6 年级数学学习使用的“容量单位演示器”。

学生是不可能将方块塞进已经满了的盒子里的,这样就不会出现学生强行塞书的情况,没有漏洞,精准提问,把握课堂节奏,顺势引出占据空间这一概念。

(二)修改教学片段一

师:这是什么?(一个盒子)这里有一个小方块,现在老师想把这个小方块放入盒子里,还能放得进去吗?

(不能)为什么?

总结:盒子里被塞满了,在科学上,我们就说盒子里的空间没有了。(板书:空间)

师:盒子里有空间,那水槽里有空间吗?教室里有空间吗?书包里有空间吗?

师:方块塞不进盒子里是因为盒子里的空间被(占了),在科学课上,我们要说空间被占据了,里面的方块不拿出来,这个方块就放不进去。那盒子里的方块占据着空间,水槽里的水占据空间吗?(板书:方块,占据)

二、寻找内在联系,搭建思维阶梯

(一)教学片段二

1.吹不大的气球

事先准备:取两个相同的气球,其中一个有洞,将气球装入瓶中用球嘴套住瓶口。挑一名瘦弱的女生吹有洞的气球;挑一名身材高大强壮的男生用力吹瓶中的气球。其他学生观察并思考。为什么瘦弱的小女孩都能将气球吹得大大的,“大力士”却不能吹大瓶中的气球呢?

学生分组实验:吹不大的气球。

观察并记录,在记录单1 上做出对现象的解释。

解释:空气占据了空间。

2.魔术实验——“纸的奇遇”

将一张纸扔进水里。

发现很快湿了。

师:我能让纸放到水里不湿。你们信吗?

师演示实验:把一团纸巾放在杯子的底部,然后将杯子竖直倒扣在水中,请学生预测一下,纸巾会被水浸湿吗?为什么?

(将一张纸扔进水里,发现很快湿了。但老师却说,我能让纸放到水里不湿,激发学生的思考欲望比让他们直接做实验更具有意义。)

PPT 展示实验要求:纸要塞紧,不要掉下来;杯子要竖直倒扣在水中;竖直取出杯子后用干纸巾擦净杯口的水。

学生分组实验。观察并记录。

师:在刚才的活动中你们看到了什么?说明了什么?还有哪个小组想补充?

(纸没有湿,说明杯子里水进去了没有?水为什么进不去?杯子里有空气,空气占据了杯中的空间,水就进不去了。)

实验失败的小组反思:为什么纸湿了?倾斜,有气泡。

小结:这种现象说明了空气可以占据空间。

3.“流不下去的水”——“漏斗”变“漏堵”

事先准备:将漏斗插入小口瓶,用橡皮泥封住小口瓶。

预测:水会漏下去吗?为什么?

演示实验:快速向漏斗里倒水。

师:水漏下去了吗?为什么?橡皮泥在这里的用处是什么呢?(水不会漏下去,因为空气占据空间;橡皮泥的用处是堵住瓶口,不让空气跑出来。)

实验失败反思:为什么水漏下去了?密封不严实,倒水的速度慢了。

教材中的三个实验是以瓶中吹气球、纸巾不湿实验、漏斗不漏水的顺序设置的。但是这三个实验其实是平行关系,目的都是证明“空气占据空间”这一性质,我在改进教学中将三个实验的顺序及呈现方式做了改动,让3个实验产生某种关联。

(二)修改教学片段二

视频展示:空瓶上放漏斗,倒水,水无法进入。

教师讲述:大家在生活中遇到过这种情况吗?瓶子是空的,看着没有任何东西在瓶子里阻挡水的进入,但是水流了一点之后就下不去了,这是为什么?

学生进行猜想。

师:这节课我就和大家一起探究漏斗里的水为什么不往下流这个问题。

进行瓶中吹气球实验得出空气占据空间这一性质。

利用空气占据空间这一性质设计纸巾不湿实验。

师:现在同学们可以回答老师在课堂一开始提出的问题了吗?水为什么难以进入空瓶中?

生:因为空气把瓶里的空间占满了,瓶口又被瓶盖以及漏斗里的水堵死了,空气出不去,所以水进不来。

师:没错,就是因为瓶中有空气,会占据空间,所以当瓶口没入水中时,空气难以出来,水也就进不去了。怎么才能让水流进去呢?

生:可以挤挤空瓶,把空气挤出来。(操作)

生描述现象:漏斗口冒泡了,少量的水进入了漏斗。

教师引导:那我们可以怎么做才能让水更快速地进入瓶中呢?

学生思考并交流方法:我们是不是可以把瓶口拧开一些?这样空气在水进入瓶中的时候就可以迅速流出,而水也可以迅速流入。

师生共同总结解决方法与原理。

三、基于概念建构分步提供材料

(一)教学片段三

事先准备:取两个相同的气球,其中一个有洞,将气球装入瓶中用球嘴套住瓶口。挑一名瘦弱的女生吹有洞的气球;挑一名身材高大强壮的男生用力吹瓶中的气球。其他学生观察并思考。瘪瘪的气球为什么在小女孩的手中变大了呢?为什么瘦弱的小女孩都能将气球吹得大大的,“大力士”却不能吹大瓶中的气球呢?

学生分组实验:吹不大的气球。

观察并记录,在记录单1 上做出对现象的解释。

解释:空气占据了空间。

原设计在实际教学中概念导出比较生硬,学生难以接受。为了让学生能够自然地在活动中建构这一概念,经过修改后的教学设计在实际教学中更加注重思维的递进生长。

(二)修改教学片段三

教师讲述:请同学们和老师一起拿出1 个盛有水的矿泉水瓶,在瓶口套上1 只气球,使劲吹气。气球吹得大吗?

学生尝试吹气球。(学生发现吹不大)

教师提问:我们发现气球没办法吹大。这是为什么呢?怎么才能吹大呢?

学生可能回答:瓶子里有水挡住了气球或者水太多了,占地方,如果瓶子是空的就可以吹大了。

教师讲述:嗯,大家发现瓶中有很多水占地方,我们可以说水占据了瓶子里的空间。既然有同学说空了就可以,那我们来试试。(板书:水)

(将瓶里的水倒掉)

师提问:仔细观察,此时瓶子里还有东西吗?

生答:有空气。

教师引导:那我们再将这个矿泉水瓶口套上1只气球,使劲吹气。你能吹大吗?

学生尝试吹气球。(学生发现吹不大)

教师讲述:其中一个瓶子里面充满了水,瓶中的气球吹不大,这个时候我们说水占据了矿泉水瓶中的空间。水都倒了,为什么还是吹不大?那么没有水的瓶子当中是不是也有东西占据了瓶中的空间呢?是什么?是看不见的空气吗?(板书:空气)

(出示有洞的瓶子,请一个学生上来吹)这个瓶子为什么能吹大?不都是空瓶吗?

学生思考并回答。

请学生上来观察瓶子,发现有洞。

教师引导:为什么有洞的瓶子能吹大?

生:空气出来了。

师:但是空气我们看不见,你怎么知道是空气跑出来的?我们可以用什么方法看到空气从瓶中被挤出去的呢?

生:可以在小孔上方贴一张纸条或者沾一些粉笔灰来看看有什么变化。(引导时学生提出方式可以让学生尽量尝试)

演示实验:纸条或者粉笔灰飞起来。

教师讲述:这样看来,空瓶中的气球吹不大的确是因为空气占据空间呀。(板书:空气占据空间)

四、结语

课堂实验与教学逻辑是相辅相成的。课堂实验是学生获取直接经验的重要途径,它可以帮助学生直观地感受知识,激发他们的学习兴趣。而教学逻辑则是帮助学生系统地学习知识,培养他们的思维能力和创新能力。只有将课堂实验与教学逻辑有机结合,才能真正实现教育的目标,促进学生的全面发展。本课通过精心设计实验顺序寻找内在逻辑联系,并且对个别活动做出适当改动,以推动学生思维发展。同时,利用材料的发放控制实验的节奏,让学生能够自然地在活动中建构概念,提高教学有效性。

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