自主探究　徜徉于科學的海洋

梁松巖　趙曉輝

教學內容：教科版《科學》4年級下冊《巖石會改變模樣嗎》。

教學目標

1．教師提供巖石圖片和實物，學生自行收集有關巖石變化的資料。通過觀察描述活動，讓孩子認識改變巖石模樣的自然力量。學生經歷尋找巖石變化痕跡的探索過程，并在活動中了解冷熱、風、雨、植物、大氣等對巖石變化的作用。

2．讓學生經歷科學探究過程，能夠根據現象初步解釋自然界中巖石變化的原因，體驗大自然的力量。

3．在探索巖石變化原因的過程中積極地展開想象，積極地與同伴合作交流；尊重證據、如實對實驗現象進行描述。激發學生熱愛大自然，探索大自然的興趣。

教學重點：尋找巖石變化的痕跡，理解巖石變化的原因。教學難點：設計實驗，探索巖石變化的原因，并理解巖石變化的過程是一個長期而細微的過程。

實驗器材：

酒精燈、鑷子、燒杯、冷水、火柴、各種小塊巖石、金屬罐頭瓶等。

教學過程：

一、導入

師：同學們，你們能形容一下這些巖石的模樣嗎?

師：這些巖石很久以前就是這樣的嗎?

生：不是。

師：再過一百年、一千年、上萬年，它們的模樣會不會改變呢?

生：會。

師：這么肯定!你們在哪里見過改變了模樣的巖石?

師：觀察老師這里的兩組石碑的照片，你覺得左右兩邊的石碑有什么不同?

生：左邊的都比較破舊，右邊的新一點。

生：左邊的字都模糊了，有一個都看不見了，右邊石碑上的字比較清楚。

生：左邊的石碑年代太久了，右邊的是新立的。

師：是時間讓巖石變了樣嗎?

生：不是。

師：那到底是自然界中的什么力量讓巖石變了樣?這節課我們共同來學習。(揭示課題。)

(這種漸進式的導入設計引導學生把原有的積累于大腦中的有關對巖石的認識提取出來。一看教材，學生用生動的語言來描述巖石的樣子，為學生對后面巖石改變模樣后的描述做鋪墊；二說經歷，靠學生的回憶來再次確定他們的判斷是正確的；三作對比，豐富、加深感性認識，激發他們的探究欲，引出本課學習重點。)

二、推測巖石變化的原因

師：發揮你的想象力結合課前收集的資料，來說說是自然界中的什么力量讓巖石發生了變化。

學生匯報，教師歸類板書。

火山溫度

地震水

泥石流風

植物

大氣

師：大家發現老師寫在左邊的這些因素和右邊的有什么區別嗎?

生：左邊的現象不常發生，右邊的天天都存在。

生：左邊的現象分地方發生，像我們這里就沒見過，但右邊的所有地區都受這些因素的影響。

生：左邊的現象是偶然的，右邊的是經常的。

師：雖然左面的這些現象一旦發生真的會改變巖石的模樣，但由于它屬于偶發性、地域性的因素，因此這節課不作為我們研究的對象。那是不是這些每天都在影響巖石的因素真的能改變巖石的模樣，我們要用事實說話，怎么辦?

生：做實驗驗證。

(這是學生進行大膽猜測的過程，對做了預習的孩子來說，是對學習的理論知識的調用與重現。在學生匯報時，教師要引導學生思考這些必然因素可能怎樣影響著巖石而發生變化，為學生設計模擬實驗做鋪墊。分欄板書也是為總結風化作用埋下伏筆。教師課前留預習作業。因為如果讓學生單純地靠想象、靠猜測、靠書中的暗示是很難想到冷熱、大氣或植物對巖石改變模樣的影響，而如果教師這里耽誤過長時間來引導又忽略了教學的重點，但不引導卻生硬地出現這幾個因素要學生研究，顯然也不合適。因此，我提倡課前做相應的預習。)

三、探究巖石變化的原因

1．研究溫度對巖石的影響。

師：風可以改變巖石的這個模擬實驗比較簡單，大家看看老師桌面上的什么可以幫助大家完成這個實驗，怎么做?

生：用電風扇吹。

師：由于我們的時間和器材兩方面條件的限制，風改變巖石模樣的模擬實驗由老師來做。大家重點研究溫度和水對巖石的影響。

師：它們可能會改變巖石的哪些特征呢?

生：大小、形狀、顏色、光滑度。

(點評：本課的實驗屬于對比實驗，通過這個問題，我們要明確比較的是什么，使學生在匯報時說話有理有序。)

(小組討論，共同設計一個實驗證明溫度變化能改變巖石的模樣。匯報方法、評價。)

(這里設計實驗的方法比較簡單，但主要是安全事項的問題，如果在互評的環節學生們都沒有注意到，教師可通過一些錯誤操作的簡單示范，和引導學生說說實驗后可能發生的現象，使學生發現實驗中的安全隱患，加以防范，這要比直接告訴來得更形象，學生的印象也深刻一些。)

多媒體出示實驗過程并提出安全方面的注意事項

①夾緊巖石，放在外焰加熱。

②掌握好加熱時間，加熱巖石后馬上把它放入水中觀察。可反復做幾次。

③實驗過程中盡量讓眼睛遠離巖石，防止炸裂后崩到眼睛。領取材料，操作實驗。(材料有兩組：實驗組和對照組。)

匯報發現：

生：我們組發現巖石被燒白了，還掉下來個碴。

師：這說明什么?

生：冷熱會使巖石發生變化。

師：還有發現嗎?

生：我們的巖石變小了因為掉下來很多小石子。

生：我們組的巖石裂了個縫。

師：有不一樣的發現嗎?

生：老師，我們組的巖石沒什么變化。

師：我喜歡你實事求是的態度，看到的是什么就說什么，這是很可貴的科學精神。那我們一起幫忙找找原因，你們覺得可能是什么原因，是不是冷熱變化只對某些巖石起作用?

(對學生正面的評價對他們形成正確的人生觀、價值觀是十分有益的，同時也有助于學生形成良好的科學品質。注：對于這種評價不僅限于此處，可根據教學中的生成性問題隨機做出相應的評價。此處僅對教師評價的重要意義加以說明。)

生：我覺得是加熱的時間不夠。

生：我們做了7次才有現象，是不是他們反復的次數不夠呢?

生：石頭太大了吧。

生：老師，我們能看看石頭嗎?(教師將巖石放在實物展臺上。)

生：我覺得可能是因為老師給他們組的和給我們組的巖石不一樣。前面講巖石的時候不是說每種巖石都有不同的特征嗎，可能這塊比較硬，耐燒。我想多反復做幾次也能裂開。

師：大家同意嗎?(同意。)老師非常佩服大家的分析能力，為了滿足你們的愿望，老師把這塊巖石送給這組，課下你們可以繼續研究，以證明你們的想法。

師：在實驗室中我們可以控制條件，讓一塊小巖石前一分鐘受熱，后一分鐘受冷，反復多次就能看到巖石的樣子發生了變化，那在自然界里的巖石也會這樣嗎?(不會。)

師：那山上的巖石要經過多長的

時間，可能會出現什么樣的變化呢?

(這里教師準備了不同的小塊巖石如：石灰巖、大理巖、花崗巖等，目的就是想出現不同的現象。從分析中初步感受到冷熱作用改變巖石的長期性，為以后認識風化作用對巖石的侵蝕速度是不同的做鋪墊。在這里將學生的思維從模擬環境拉回現實空間，去感受改變的長期性。)

師：剛才在實驗中我們觀察到了巖石在受冷、受熱的情況下的確發生了變化。那么實驗中的酒精燈代表著自然界里的什么?把巖石放在水里受冷又代表的是自然界中的什么現象?

師：同學們利用實驗中的現象解釋了自然界中的巖石在冷熱的作用下產生的變化。自然界里的巖石白天受熱、晚上受冷，夏天受熱，冬天受冷，不斷地冷熱變化，才逐漸地被分解、變化了。

(這一問題的設計是讓學生從真正意義上認識自然界中的冷熱到底是怎樣改變巖石的。這是對學生發散思維的訓練。)

2．研究水對巖石的影響。

師：剛才大家說水能改變巖石，我這塊巖石上課前就放在水里了，可也沒發現有什么變化呀?

生：自然界里的水是流動的，不是靜止的，而且水里也不可能就一塊石頭，水流動的過程中它們還要互相碰撞、摩擦。

師：那這個實驗要選擇什么樣的器材，怎樣做呢?

(學生匯報，評價。)

師：由于上課時間有限，我們就搖3分鐘，希望大家通力合作，輪換搖動，比比看哪組搖得最起勁。

領取材料，操作實驗。(材料有兩組：實驗組和對照組。)將水倒在杯子里，觀察比較，匯報發現。

生：我們的巖石雖然看不太出來有明顯的變化，但我們的杯子底部有一些小沙礫，應該是從這些巖石身上掉下來的。所以它們一定發生了變化。

生：有的好像比沒經過實驗的這些巖石光滑一些。

師：這些都說明什么?

生：巖石經過水的沖刷和互相的碰撞改變了模樣。

師：(展示鵝卵石。)怎么沒有一塊巖石在水的作用下變得像鵝卵石這么光滑呢?

生：我們才搖了幾分鐘，怎么可能就變成鵝卵石了呢?

師：那要搖多長時間才能變?(生隨意猜。)

師：那看來無論是冷熱對巖石的影響還是水對巖石的影響都不是一朝一夕的，都要經過長期的作用才能讓巖石變樣，是不是?

生：是。

(板書：長期作用下發生變化。)

師：我們現在看看讓風吹了半天的這塊巖石怎么樣了。

生：沒什么變化。

師：為什么沒有變化呢?自然環境下的風和教室里電風扇的風有什么區別?

(這個環節的設計與材料的選擇，是有目的性、有針對性地讓學生認識到，任何一種作用都不會在短期內改變巖石，巖石改變模樣是一個漫長的細微的變化過程。如果學生能答出自然界的風除了力量大之外，風里還夾雜著沙礫，經常打在巖石上也會使巖石變樣，這樣的效果是最佳的，初步滲透了風化作用的聯合性。)

3．展示植物對巖石的影響。

師：其實植物的根也能改變巖石的模樣。(投影：長著松樹的黃山巖石圖片。)我們用動畫來演示一下植物的根對巖石的作用。

(用書中的實驗方法效果不好，而且由于石膏本身的質地問題，這個實驗容易讓學生產生錯覺，植物似乎很容易破壞巖石。而用動畫來表現不僅能更好地說明問題而且也是學生喜聞樂見的形式。)

四、鞏固知識

師：現在我們能解釋山上的巖石為什么布滿了裂縫，山腳下為什么堆滿了碎石呢?這些碎石再繼續變化，會成什么樣呢?

生：山上的巖石由于長期的風化現象所以布滿了裂縫，當風化現象不斷加劇，它會變成碎石滾落山下。

生：如果這些碎石繼續變化，可能會變成細沙，甚至會變成灰塵。

(將“風化”的概念應用于生活情境中，使整個探究活動來源于生活，又歸于生活。)

評析：

小學科學教學肩負的任務就是善待學生的探究興趣．引領他們能運用觀察、實驗等探究方法進行科學研究，培養求證意識，樹立運用科學知識造福人類的精神。在本節課的教學中教師不僅采用了合作探究的方式，也結合現代多媒體教育手段讓學生多了一個渠道來了解自然，了解世界，最終達到“使學生具有良好的科學素養”的目的。

本課教學中，從觀察、描述、對比巖石的圖片到推想巖石產生的變化。從影響巖石變化的條件假設到利用模擬實驗驗證自己的猜想，教師都力求學生能通過獨立思考、小組合作、集體交流等方式，參與到每個科學探究活動。但科學課堂教學中的探究活動不在于多，而在于精，通過精心的、精練的指導，使學生逐步掌握科學探究的方法、理解科學探究的精神、樹立科學探究的態度。因此，這位老師在模擬實驗中。選取了“冷熱的作用”作為指導重點，使學生既理解了巖石變化的原因，又體驗了真正的科學探究是怎樣進行的，為后面的獨立探究做了鋪墊。而且在這個實驗操作前，教師利用一些錯誤演示，或科學小博士的溫馨提示等，引導學生對實驗目的、實驗過程以及操作安全進行再思考，力圖在科學探究活動中體驗科學的嚴謹性。

在研究冷熱對巖石的作用時，由于學生沒法看到巖石由于受熱、受冷時，內部發生的變化，因此還是無法形成一個立體、豐富的形象認知。教師如果能制作一個有關巖石的縫隙在白天和夜晚，冬天或夏天所發生變化的動畫，就能使學生能比較直觀地了解冷熱是如何使巖石發生變化的。可能效果會更好。

個人簡介

梁松巖小學高級教師，哈爾濱市優秀教師、科學學科骨干教師、轉化后進生先進個人。多次參加省、市各級各類教學大賽均獲一等獎，曾多次指導青年教師參加市、區級大賽，成績優異。她善于在教學中深入挖掘課程資源，激發興趣，點燃學生熱愛科學的火種。