《水》單元教材分析與教學建議

姜向陽

單元概述

水是地球上十分重要的一種物質，也是液體的典型代表。學生已經在生活中積累了大量有關水的認知經驗，比如水可以用來清洗物品、水可以溶解一些物質、從水中可以看見氣泡，等等。這些知識是有趣的，和生活情境直接相關，但也是零散的。如何引導學生把這些感性認識向科學概念轉化？水和水蒸氣有哪些相同和不同？什么是液體的基本特征？這些是我們希望學生關注和探究的問題。

三年級上冊《水》單元的教學內容主要體現了課程標準中以下的學習內容：

1.1 能夠使用簡單的儀器測量物體的長度、質量、體積、溫度等常見特征，并使用恰當的計量單位進行記錄。

6.3 描述測量物體或空氣溫度的方法;知道國際上常用攝氏度作為溫度的標準單位來表示物體的冷熱程度。

14.1 使用氣溫計測量氣溫，描述一天中氣溫變化的大致規律。

利用氣溫、風向、風力、降水量、云量等可測量的量，描述天氣。

知道氣候和天氣的概念不同。

15.3 了解臺風、洪澇、干旱等氣象災害對人類的影響。

17.2 舉例說出改變方法和程序可以提高工作效率。

17.3 知道使用工具可以更加精確、便利和快捷。

本單元以“水”為探究主題，引導學生探究物質狀態之間的變化。通過觀察水的各種狀態（固態、液態、氣態），集中研究水在融化、蒸發、凝結過程中發生的變化，幫助學生初步建立起“物質是不斷變化的”概念。同時， 通過對混合物食鹽和沙的分離實驗，幫助學生初步建立起自然界“物質循環”和“變化可逆”的概念。

單元教學內容分析

本單元共有8課，教材編排的邏輯是：水的三態變化（第1～4課），從觀察常見的水蒸發現象開始，逐步深入地探究水的沸騰、結冰以及融化現象，比較三種形態的水的特點。第5課和第6課引導學生探究一杯水能溶解多少食鹽以及怎樣加快物質在水中的溶解速度，使學生認識水與別的物質混合后發生的變化以及影響這種變化的因素。第7課引導學生探究分離混合物，從而知道某些變化是可逆的。第8課引導學生探究與水的三態變化類似的一些物質變化，進一步加深學生對水這種特殊物質的認識。

第1課《水到哪里去了》主要有四個活動，一是解釋水去哪兒了，二是說說生活中的蒸發現象，三是用實驗解釋蒸發現象，四是比較水和水蒸氣的相同點和不同點。

第2課《水沸騰了》，本節課學生要做的是探究水的沸騰實驗，觀察水的沸騰過程，能從探究實驗中獲得并記錄水沸騰的相關現象與證據，與已有的認知形成沖突，并加以整合，獲得深刻的認識和體驗。

第3課《水結冰了》，學生要觀察水在什么條件下會結冰，以及水結冰后有哪些變化。當溫度下降到0 ℃時，水開始結冰;水完全結冰后，體積會增大，在試管中占據更多的空間……同時，他們還會觀察到水的這種變化是怎樣產生的，即水是怎樣結成冰的。

第4課《冰融化了》，學生會觀察冰融化成水的變化過程（從固態到液態），在關注冰的狀態發生變化的同時，還能注意到狀態變化過程中的其他現象。

第5課《水能溶解》，學生進一步比較不同物質在水中的溶解能力。學生能夠明白，要想回答“水能溶解多少食鹽和小蘇打”這個問題，進行實驗是最好的辦法。本節課中，學生會學習到一種常用的實驗方法——對比實驗。通過對比實驗，對食鹽和小蘇打在水中的溶解能力進行實驗，明白了水能夠溶解的物質數量是有限的，且不同的物質溶解的數量是不同的。

第6課《加快溶解》，學生在教師的引導下進行的實驗只存在一個變量，雖然教科書中沒有提到“控制變量法”這一實驗方法，但是在實驗設計的過程中，教師可滲透這一方法。學生在之后的課堂中，還會應用這一方法進行實驗設計和實踐。

第7課《混合與分離》，引導學生對“增加和減少水分，食鹽的水溶液會有什么變化”問題進行思考。通過實際觀察，學生能夠了解食鹽在水中溶解和結晶的雙向變化過程，認識到食鹽溶解于水的變化過程是可逆的。

第8課《它們發生了什么變化》，讓學生對本單元的學習進行反思，對水和紙、橡皮泥的變化進行對比，實際上是讓學生對物理變化的本質進行對比理解。這是一次評價的機會，可以觀察到學生在單元學習后在科學概念方面的發展情況。

單元教學建議

第1課《水到哪里去了》主要有四個活動，一是解釋水去哪兒了，二是說說生活中的蒸發現象，三是用實驗解釋蒸發現象，四是比較水和水蒸氣的相同點和不同點。

第一個活動，用濕布擦黑板，過一會兒黑板上的水跡不見了。用水洗手，不用擦手也會干。這些水去哪兒了呢？學生通過嘗試解釋日常的生活經歷，產生探究欲望，豐富對水的感性認識。

第二個活動說說生活中類似的現象是基于第一個活動展開的，目的是讓學生進一步體會發生在周圍的蒸發現象，了解到蒸發是無處不在、無時無刻不在進行著的。

第三個活動，學生需要用實驗證明自己的猜測，因為科學探究講求的是有事實依據。實驗一通過比較兩個有蓋和無蓋的杯子，在相同環境下杯中等量的水的變化，探討水到底去哪兒了：實驗二通過倒扣在地面一段時間的透明塑料盒的變化，觀察和研究水去哪兒了。該過程需要引導學生關注水蒸氣的特點。

第四個活動基于學生對實驗的理解和分析之后展開，學生此時對水蒸氣的理解變得更具體、更豐富，更容易理解水和水蒸氣的相同點和不同點。

學生實驗完畢，教師要根據研討的三個問題，整理活動記錄并組織學生交流。對于“怎樣解釋兩個杯子出現的不同現象，依據是什么”的問題，學生基于一定的生活經驗，能夠較容易地回答沒有蓋塑料薄膜的杯子里的水都“跑”到空氣中了，而蓋了塑料薄膜的杯子里的水在“跑”出去的過程中被攔住了。在回答第二個問題“你在透明塑料盒中看到了什么，你認為它們是什么”的時候，學生的回答會出現分歧，一部分學生說是小水珠，另一部分學生說是水蒸氣。學生回答時側重點不一樣，教師一定要及時引導。最后一個問題是“水和水蒸氣有什么相同和不同？水蒸氣也是水嗎？”對前兩個問題理解之后，學生對水和水蒸氣有了一定的了解，對無色、無味、透明的特征比較容易回答出來，但對水沒有固定的形狀、水蒸氣沒有固定的體積等特點還需要教師適當的引導。教師可以將研討的問題出示在課件上或者寫在黑板上，組織學生先進行小組內交流，表達自己的觀點和想法，再組織小組代表在班級內交流，在交流過程中暴露問題。

第2課《水沸騰了》，學生第一次接觸酒精燈等實驗器材，這些器材的使用和組裝是難點。水的沸騰實驗中有溫度計的使用問題、石棉網的作用、酒精燈加熱的注意事項、水量和水溫的選取、儀器擺放的方法介紹等，內容多且雜。教師應適當降低難度和要求，主要針對溫度計的使用和酒精燈加熱的注意事項進行教學，同時注意探究過程中的安全問題。在活動中，教師要提醒學生：

有序地觀察加熱過程中水的變化和溫度的變化;水沸騰時水中、水面和水面之上的各種現象。

測量溫度時，溫度計的位置不能動，不要碰到燒杯壁。

加熱后的燒杯、三腳架在相當長的一段時間內仍是很燙的，勿用手摸，謹防燙傷。

在“探索”環節，在學生短暫的交流與思維碰撞之后，應當將他們已有的認知用圖畫的形式形象地呈現出來。探索部分的主體活動是“給燒杯里的水加熱”，在該活動中，面臨眾多新的儀器，學生充滿好奇心和探究的欲望，教師需要事先做好充足的準備工作，并在課堂上及時引導。本次活動以小組的形式開展，每個學生明確分工，明確材料管理員、記錄員、安全監督員等。

第3課《水結冰了》，讓水的溫度一直下降，水向周圍放熱，凝結成冰。冰是學生比較感興趣的物體，許多學生有過接觸冰塊的經歷。

在“探索”環節，讓學生充分表達自己的想法后，教師可以先組織他們討論本課的實驗方法，“如果想親眼見證水結成冰的全過程，我們可以怎么做實驗？”在日常生活中，我們想要水結成冰，一般會將水放進冰箱，在教室里，讓學生自己嘗試著去想實驗方法，更能激發他們的探究興趣與積極性。在學生說出各種實驗方法后，教師出示本課的實驗材料：燒杯、冰塊、食鹽、試管、溫度計，給學生一些提示與啟發，“你覺得今天我們可以怎么做？”在學生不斷補充、完善后，梳理、整理出本課的實驗方法。

在活動中，教師要提醒學生：

做兩次標記：第一次是向試管中倒入清水后，第二次是試管中的水完全結冰后。

溫度計的位置不能動，不要碰到試管壁。

仔細觀察水結冰的變化過程，當水開始結冰時，記錄溫度。

第4課《冰融化了》的“研討”環節的第1個問題是：冰融化成水的原因是什么？學生有了向冰塊吹熱氣的體驗后，他們能聯想到冰融化成水是因為溫度升高了，但要讓他們說出“熱量”這個詞，還需要教師進行一定的引導與啟發。

“研討”環節的第2個問題是：冰在融化過程中形態發生了什么變化？教師可以在探究活動前提出這個問題，引導學生在觀察冰融化成水的過程中仔細觀察，積極思考。

“研討”環節的第3個問題是：水、水蒸氣、冰有哪些相同點和不同點？它們是同一種物質嗎？教師可以通過出示水的各種圖片，播放相關視頻，讓學生充分感知水在自然界有氣態、液態、固態三種存在狀態，水的狀態變化與熱量有關，水的三種狀態之間是可以互相轉化的。

第5課《水能溶解》的“探索”部分主要包含2個探究活動。一是說一說能夠溶解在水中的物質;二是設計一個實驗，說明食鹽和小蘇打在水中的溶解能力可能不一樣。

第1個探究活動，讓學生根據一年級科學課上的體驗，說一說哪些物質能夠溶解在水中。這是對原有知識的復習，也是調查學生的已有認知。教科書中的3幅圖片出示了3種能夠溶解在水中的物質，小蘇打和味精是學生生活中經常接觸到的，堿平時接觸得比較少，可作為學生課堂回答的補充。

第2個探究活動，讓學生通過對比實驗的方式，說明食鹽和小蘇打在水中溶解的能力不同。這是本課的主要活動，學生通過對比觀察，對實驗現象有直觀的感受。這個對比實驗有5個步驟：

步驟1，首先在玻璃杯中倒入相同體積的清水。水的體積相同是為了使實驗能夠在公平的環境下進行。用清水是為了去除實驗中可能出現的干擾元素，便于觀察。

步驟2，將20克食鹽和小蘇打平均分成8份。方法有2種：一是利用秤先稱出20克，倒在紙上，紙對折后再用小勺將它們大致撥成兩份，然后不斷重復，分到8份。二是可以利用電子秤稱量，直接分成2.5克一份。在此過程中，學生可能會將食鹽和小蘇打散落在桌面，教師應向學生指出，散落在桌面的食鹽和小蘇打也屬于實驗材料，應該仔細收集后再均分。由于這個活動比較耗時，教師可以讓學生課前協助分好食鹽和小蘇打，課堂上直接使用分好的材料。

步驟3，將一份食鹽倒入杯中，用攪拌棒充分攪拌，使食鹽和清水充分混合。實驗過程中，教師要指導學生分工合作，一個人負責加食鹽、攪拌，另一個人負責觀察食鹽在水中的溶解情況。這里，教師要提醒學生：要等到前一份食鹽在水中完全溶解后，才可以再加入第二份食鹽。

步驟4，按照上面同樣的方法，將小蘇打一份一份地溶解在水中。

步驟5，記錄食鹽和小蘇打在水中溶解的份數。教師應提醒學生，溶解的份數是指完全溶解在水中的份數，如果沒有完全溶解在水中，則不能被計算在內。

第6課《加快溶解》，學生通過學習，能夠對課堂開始提出的問題通過實驗、分析等方式得出自己的結論，發現還有其他加快物質溶解的方法。學生在進行實驗的過程中往往會片面地追求實驗結果，教師應當引導他們對實驗過程進行觀察，使結果更具有說服力。“探索”環節主要包含3個探究活動：一是說一說有什么辦法能夠加快物質在水中的溶解;二是通過一個實驗，探究溫度與溶解快慢的關系;三是再通過一個實驗，探究攪拌與溶解快慢的關系。考慮到學生剛剛接觸類似對比實驗，同時進行實驗會給學生造成一定的困擾，因此，在這個環節中可以將兩個實驗分開進行，簡化實驗步驟，使學生能夠更集中于目前進行的實驗，以及更好地觀察實驗現象。

第7課《混合與分離》，本節課旨在根據學生的已有經驗，從生活中常見的沙子和食鹽出發，通過一系列活動讓學生了解物體是有很多特點的，利用這些特點可以分離混合在一起的固體。

“探索”部分的主體活動是“混合物食鹽與沙的分離”，教師可以先讓學生觀察食鹽與沙的特點，引導他們思考如何利用兩種物質不同的特點將其分離。利用水的特點學生可能很難想到，教師可以提醒學生“利用這個單元我們一直在研究的水來試試看行不行”，引導學生進行嘗試。食鹽在水中溶解了，而沙沒有在水中溶解，如何將沙與食鹽溶液分離？這就自然引出過濾裝置。之后可結合窗臺上的濃鹽水因水分蒸發有食鹽析出這一現象，引導學生討論：如果杯中的水分因蒸發而減少，已經溶解的食鹽會怎么樣？如果杯子里的水分全部蒸發掉，溶解在水里的食鹽會怎么樣？

第8課《它們發生了什么變化》的“探索”環節，在聚焦問題后，教師可以先給學生兩分鐘時間思考“紙、橡皮泥的變化與水的變化是否相同”，讓學生帶著問題有目的地進行探索活動。然后提供橡皮泥和圓頭剪刀，讓學生制作一件自己喜歡的物品，這個環節的教學，要注意時間安排，并提醒學生使用剪刀的安全事項。學生制作完成后可以安排展示交流環節，分享作品，引導他們進行評價。展示環節結束后，教師還應要求學生將材料和作品整理好，放回材料桌上，以免干擾后續研討。之后教師可以提問：“想一想這些物品還是橡皮泥嗎？”可以在班級內組織討論，引導學生思考這類變化的特點。

接下來，教師可以給學生提供白紙和圓頭剪刀，讓學生用這張紙制作一個自己喜歡的造型，學生制作完成后組織展示分享。在思考的基礎上，請學生討論橡皮泥、紙、水發生的變化并完成活動記錄單。