以探究實踐為線索設計《水沸騰了》教學

◇范 霞 黃亮興 楊翠云（通訊作者）（廣西：桂林師范高等專科學校物理與工程技術系）

小學科學教與學最常用的方式是科學探究。它在激發學生學習興趣、調動學生的積極性，以及主動建構科學概念、培育學生的科學學科核心素養等方面有著不可替代的作用。因此2022 年版《義務教育科學課程標準》提倡，教師在教學中用學生喜聞樂見的科學活動營造輕松愉快的教學氛圍，讓學生有足夠的參與探究時間和空間，使學生的好奇心和學習科學的動機得以保持和有效激發。本文基于此課程理念進行教學設計，引導學生通過思考科學問題、預測結果、開展實驗和觀察、記錄實驗現象和數據、分析實驗信息并得出結論、交流與評價等學習環節，獲得關于水沸騰現象的直接認識，使學生從“司空見慣”的沸騰現象中發現未必“熟知”的科學知識，從而逐步培養學生對客觀事物敏銳的觀察力和學科核心素養。

教學目標是教學的起點，是開展教學設計前首先要明確的內容。一般需要對課程標準、教材和學生情況等方面綜合進行分析，圍繞科學觀念的建立、科學思維的培養、探究實踐的開展以及科學態度與責任等四個方面進行設計。

一、課程標準分析

課程標準是進行教學設計的根本依據，是每節課進行設計之前要研讀的重要文件。本節科學課程標準如下。

核心概念：物質的變化與化學反應。

學習內容與要求：描述加熱或冷卻時常見物質發生的狀態變化，如水結冰、冰融化、水蒸發和水蒸氣凝結。

二、教材分析

《水沸騰了》是小學三年級科學第一章“水”單元的第二節課，是繼《水到哪里去了》之后學習水汽化的另一種方式——沸騰。與第一節課是并列關系，為本單元的重要內容。教材通過“如果我們不斷地給杯子里的水加熱，會出現什么情況”的問題聚焦，“探索”部分是讓學生觀察和發現水加熱至沸騰過程中的現象和變化；“水在達到什么溫度時沸騰”既是“研討”部分設計的問題，也是對“探索”部分的進一步提升。

本課以探究水的沸騰現象為載體，通過觀察水加熱過程中發生了哪些變化探究水的沸騰現象。采取分組實驗方式，讓每組學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象。對三年級的學生來講，這無疑是一個挑戰。因為實驗中的所有器材，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驗知識，在老教材中，都需要一課時甚至更多的時間來學習，所以，本課的內容很多，對分組實驗的時間把握顯得尤其重要。

三、學情分析

水沸騰時會產生大量的水蒸氣、水面會出現大量的氣泡，三年級的學生對該現象一般都較熟悉，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有關。本節課他們將第一次接觸酒精燈、溫度計、石棉網等實驗器材，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生需要掌握的。他們是一群獵奇好動、愛表現、具有豐富的想象力，且對課堂保持高度積極性的學生，但學習的興趣不容易保持，注意力不能長時間集中。他們雖對新實驗器材不熟悉，但是對新課的探究實踐卻充滿了好奇和期待。

四、教學目標

（一）科學觀念

知道水受熱超過一定溫度時發生的劇烈汽化現象叫沸騰；知道沸騰后水的溫度不再隨時間和繼續加熱而發生變化。

（二）科學思維

在猜想假設、觀察記錄、研討交流等探究活動中發現事實、發展思維。

（三）探究實踐

學習用文字、圖畫、視頻、語言等方式描述觀察、實驗的結果，并對結果進行分析；通過探究發展觀察能力、歸納能力和表達能力；能根據要求如實記錄實驗數據，培養基于事實表達觀點的意識。

（四）態度責任

認識到水是非常重要的資源，形成保護水資源、節約用水、珍愛生命的情感和態度。

五、教學重點與難點

（一）重點：水在加熱過程中的變化及水沸騰時的現象。

（二）難點：能對水沸騰的現象進行實驗和分析。

六、教學用具

鐵架臺8 個、石棉網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、教學過程

（一）導入——創設情境，提出問題

教師先播放用透明玻璃壺燒水的有趣視頻，待學生觀看視頻后提問：如果不停地給玻璃壺里的水加熱，會出現什么情況？

設計意圖：通過符合學生認知特點、再現生活場景的視頻，讓學生意識到生活中處處有科學。創設真實情境，聚焦科學問題，激發學生內在學習動機。

（二）授課

1.巧用微課，優化課堂教學過程

為了突出重點、突破難點，結合班級的實際情況，本課中的溫度計使用方法、酒精燈使用注意事項和實驗器材組裝三部分，采用了微課的形式。微課結束后，學生填寫“選一選，認識本次實驗的器材和作用”實驗記錄單。

設計意圖：1.通過微課，將體積比較小的溫度計和酒精燈等實驗器材的演示過程放大，使學生更容易看清，幫助學生高效組裝儀器；2.減輕演示實驗和課堂管理的壓力；3.及時鞏固課堂所學知識。

2.說一說或畫一畫，提出自己的猜想與假設

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

設計意圖：三年級的學生文字表達能力有限，利用說一說或畫一畫的表達方式能夠讓學生把猜想與假設更直接地展示出來。

3.小組合作探究，強化學生主體意識

為了更好地完成“水沸騰”實驗，教師先將學生分組，再對小組成員進行分工。全班分為8 組，每組5～6人。具體分工如下表。

小組分工

設計意圖：通過小組成員自主動手操作、交流與評價等合作學習活動，使他們真正成為探究的主體，激發他們潛在的創造力。

4.準備實驗，促進學生有效探究

教師：根據課前實驗預演結果和查閱資料，為了保證學生的實驗探究在10 分鐘以內完成，最終確定50ml 燒杯（加蓋）、25ml 水為本探究的主要實驗材料。

學生：按小組分工進行探究，觀察實驗現象。

設計意圖：1.為了確保學生10 分鐘之內完成實驗探究，必須認真考慮材料的選擇和相互之間的組合，以保證實驗的進程和效果，以及實驗任務和目標的完成；2.培養學生實驗設計、實驗操作等實驗探究能力。

5.設計實驗記錄單，指導探究

基于學情分析和對學生活動手冊的研究，本教學設計的探究活動記錄單，沒有采取學生活動手冊上的兩個記錄表，而是選用了張亞設計的兩張實驗記錄單。

設計意圖：此實驗記錄單設計全面，有聲音設計，與實驗事實一致。另外用填一填、畫一畫的形式進行實驗觀察記錄，降低了難度，為學生形成沸騰概念搭建了臺階，也使學生的思維可視化。

6.小組匯報展示交流，輕松得出結論

學生：小組分別上臺展示實驗記錄單，匯報本組的實驗現象及發現。

實驗結論：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。

師生共同總結出：液體被加熱到一定溫度時，內部出現大量氣泡，氣泡迅速脹大，上升到液面后放出大量蒸汽，整個液體發生劇烈汽化，這種現象叫作沸騰；如果繼續加熱，液體溫度不再上升，這個不變的溫度是液體的沸點。

設計意圖：展示如實記錄和報告觀察實驗的信息，培養學生初步基于事實表達觀點的意識、基于事實的歸納能力以及表達交流的能力。

八、教學反思與評價

本教學設計以“提出科學問題—進行有根據的猜想與假設—開展實驗觀察和實驗信息記錄—組織組內討論和組間匯報相結合的交流—教師引導學生自主歸納得出結論—對學習過程進行反思和評價”的探究要素為主線，巧妙利用微課和實驗記錄單，優化教學過程，精致化科學探究指導；通過預測結果，實驗觀察，搜集實驗過程中出現的現象、數據等實驗信息，并利用文字、圖片、圖畫、視頻、語言等方式加以表達，提高學生發現實驗事實的能力，發展實驗思維；培養實事求是、重視證據的科學態度；意識到科學與生活息息相關，做到學以致用。

在教學中，按照從生活走向科學的理念進行設計和實施，探究教學環節較清晰。通過學生的課堂練習和課后反饋，發現學生能夠通過學習與生活經驗之間的聯系來更好地學習知識。學生不但可以通過實驗來分析一些簡單的問題，還能如實記錄和報告觀察實驗的信息，培養了學生初步的基于事實表達觀點的意識。這與傳統教學相比有較大的進步。但是由于本課執教者是未畢業的專科師范生，對探究教學的實施不夠熟練，導致實驗設計環節沒有真正落實到位，交流與討論環節、得出結論環節也仍以教師為主，沒能很好體現以學生為主體的教學理念。