獨立探究，構建學生為主的課堂

《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出，我們的教學開始逐漸摒棄原有的教師把控課堂的模式，轉而關注學生的核心素養，構建以學生為主體、教師為主導的新型課堂。所以教學要在不斷實踐中逐步創新，教師實現“放手”，讓學生大膽去做，自由去做。新的問題隨之而來。什么類型的課堂適合學生自主探究？教師在其中起怎樣的作用？學生具備自主探究的能力嗎？學生進行獨立探究時，要怎樣開展活動呢？

下面我將以教科版科學三年級上冊第一單元“水”的有關課程教學為例，具體闡述怎樣構建以學生為主的獨立探究課堂。

一、教學分析

（一）教材分析

“水”這一單元的教學內容主要分為四個階段，第一階段為水的循環過程，對水的行蹤進行探索，從生活情境中發現科學現象；第二階段為水的物態變化，通過對水的不同物態變化，重新認識“水”，了解水在生活中是如何變化形態的；第三階段為對水的探究，探索它的物質特性，明白水可以在我們的生活、科學實驗中起到什么作用；第四階段為探究水的變化類型，體會水的變化與簡單的形狀、大小變化的區別，從而體會“物理變化”這一類型，為之后的科學學習做準備。

（二）學情分析

因為科學課程的特殊性，學生的學習過程多以動手實踐為主，所以在三年級時學生已經具備了一定的實踐探究能力。由于教材中的實驗呈現和教師的主動干預，學生雖具有探究經驗，但缺少獨立思考的過程，所以在教學中，教師要注重學生的思維發散與聚攏過程。故學習的重點有三個：一是實踐能力的再度培養，二是思維的獨立探索，三是圍繞核心的發散思維。三者缺一不可。

二、教學目標

（一）科學觀念目標

了解水的循環過程，明白水蒸發的原理，掌握水的三種形態；理解水沸騰、結冰、融化中的不同物態變化過程；對水的物質特性進行探究，明白不同物質在水中的溶解能力，探究影響溶解速度的因素，知道部分的溶解過程存在可逆性；了解物體的形態雖然發生了變化，但其本身的成分并沒有改變。

（二）科學思維目標

通過觀察、實驗、小組討論等活動，加強學生對觀察、思考、推理等能力的培養，提升科學核心素養；通過對部分課程的類比學習，形成歸納總結的思維。

（三）探究實踐目標

能在探究活動中對實驗進行觀察、描述，并對實驗結果進行分析、總結。

（四）態度責任目標

認識水在我們的生活中無處不在，水是地球上不可或缺的資源之一，建立節約用水、珍惜淡水資源的價值觀和責任感。

三、教學重難點

教學重點：明白水蒸發的原理，掌握水的三種形態；理解水沸騰、結冰、融化中的不同物態變化過程；明白不同物質在水中的溶解能力，探究影響溶解速度的因素，知道部分溶解過程存在可逆性；了解物理變化的基本特征。

教學難點：加強對觀察、思考、推理等能力的培養，提升科學核心素養；通過類比學習，形成歸納總結的思維；認識水在我們的生活中無處不在，形成科學嚴謹的學習態度，敢于大膽質疑，善于合作，熱愛自然。

四、教學過程

在教學前，我根據單元內知識間的聯系，對本單元課程進行了劃分，幫助學生理清思路，順暢探究。首先“水到哪里去了”為探究部分第一環節；“水沸騰了”“水結冰了”“水融化了”是水的物態變化探究，是第二環節；“水能溶解多少物質”“加快溶解”“混合與分離”為水的物質特性探索，是第三環節；“它們發生了什么變化”是第四環節，重點探究水的變化是物理變化，為之后的科學學習做準備。下面為教學中的一些關鍵片段展示。

▲環節一：水的循環過程

師：同學們在生活中都接觸過水，水會一直在你身邊嗎？水會一直存在于我們接觸的地方嗎？

生1：會吧！就像我杯子中的水一直都在。

生2：不會的，我洗完手一會就干了，水不見了。

師：看來同學們的想法有分歧呢！那我們就設計一個實驗來驗證誰的想法是對的。你會從什么方向入手呢？

生：既然我們的爭議點在水是不是會消失，少量的水消失了，大量的水看起來沒什么變化，那我們就用大量的水做實驗看一看。

學生發現問題后，自主設計實驗內容。

目標：觀察杯中水量是否發生變化。

思考：怎樣可以使一個杯子的水量變化，一個不變呢？

生：之前水消失是因為在空氣中蒸發了，是不是用一個物品隔絕它蒸發的途徑就可以發生變化呢？我們用塑料薄膜蓋好杯口，用橡皮筋固定，另一個則不做任何處理，這樣兩個杯子是不是就會發生不一樣的現象，形成對照實驗呢？

學生將想法進行實踐，準備水量相同的兩杯水，標記水量線，一個薄膜固定，一個不做任何措施，等待2～3天后觀察實驗現象。

生：我發現在塑料薄膜上有一些水珠，它們滴回水杯中，水量基本無大變化，沒有薄膜的水杯中的水量較刻度線明顯下降，原來水真的會蒸發掉，從液態變為氣態跑走了！這就是水蒸氣的由來！

▲環節二：水的物態變化

1.水的沸騰現象

師：在前面的學習中，我們發現了水蒸氣這個新事物，那大家平時可以見到它嗎？

是不是只要溫度升高就會引起沸騰現象呢？我們一起來試試。

目標：水溫升高就會引起沸騰現象嗎？

思考：怎樣記錄水溫，什么狀態時水就沸騰了？

生：溫度計可以用來記錄水溫。

學生使用酒精燈對燒杯中的水進行加熱，并邊觀察邊利用溫度計記錄水溫。教師提醒學生注意安全使用酒精燈。

生：我在記錄時發現水溫達到一百攝氏度，水中出現了一些細小的氣泡，隨后氣泡開始上浮，水面上就出現了水蒸氣。所以并不是只要水溫升高就會沸騰，而是在一百攝氏度時開始沸騰，出現水蒸氣。

2.水的結冰過程

師：水溫升高至一百攝氏度會出現沸騰現象，那如果水溫降低后又會出現怎樣的現象呢？

你知道在什么溫度下水能結成冰嗎？

目標：水在什么溫度會改變形態，由液態變為固態，形成冰。

思考：怎樣設計在常溫環境下，水可以結成冰，便于我們觀察實驗現象？

生：夏天我們拿出冰棒時，它會使附近的空氣溫度下降，但是冰在高溫的夏天也會迅速融化，怎么可以使冰融化得慢一點呢？

教師帶領學生查閱資料后發現將適量的干冰加入冰中可以延緩冰的融化，在這段時間內我們能夠有時間觀察實驗現象。

學生使用干冰為觀察實驗創造一個低溫環境，用試管裝入清水，一段時間后利用溫度計測量水的溫度。

生：我在水中出現透明色的固體狀顆粒后就開始記錄，發現在零攝氏度時水開始結冰。

3.冰的融化溫度

生：既然水在零攝氏度會凝結成冰，那冰的融化也會在相同的溫度嗎？

學生利用之前加入食鹽的碎冰繼續探究，使用溫度計記錄冰的周圍溫度。

生：我從冰的初始溫度開始記錄，在杯中出現了水滴時說明有冰開始融化，此時溫度為零攝氏度，當環境溫度高于零攝氏度時，冰發生融化現象。

▲環節三：水的物質特性

師：在生活中，水還有自己的特別之處，有許多東西都會溶解在水中，你知道哪些東西可以嗎？

生：食鹽、紅糖都可以。看來水也是包羅萬象呢！

師：那這么多的物質能夠全部溶解在水中嗎？大家觀看視頻思考。（教師播放同樣分量的不同物質倒入水中的溶解過程）

生：我發現有的物質沒有完全溶解在水中，還有顆粒在里面呢！看來水對物質的溶解能力都不相同呢！可以做一個實驗具體試一試。

目標：探索水對不同物質的溶解能力。

思考：準備相同分量的五十毫升清水，將需要溶解的物質以4毫升為一份，平均分好劑量逐份加入，觀察實驗現象并記錄。以食鹽和小蘇打的溶解為例。

生：我發現在往兩杯水中加物質時，在加第三份時，小蘇打已經不溶解了，但是食鹽還可以繼續溶解。看來它們的溶解能力并不相同。

生：在實驗過程中，溶解的過程緩慢，對于是否還會有物質繼續溶解，有時候會記錄錯誤，會不會存在一種操作可以使物質更快速地溶解在水中，我記得如果是用熱水沖紅糖水，糖會更快速地溶解，是不是溫度會影響溶解的速度呢？

學生將相同分量的食鹽放入熱水和冷水中觀察溶解速度，使用計時器記錄時間，發現在其余因素均相同的情況下，熱水中的食鹽溶解速度明顯比冷水中快，所以溫度是影響溶解速度的因素之一。

師：我們已經知道物質可以溶解在水中，現在老師手中有食鹽和沙子，你可以利用水將它們分離出來嗎？

目標：分離混合的食鹽和沙子。

思考：嘗試將其中倒入適量的水，觀察現象。

生：我發現在溶解過程中，只有食鹽溶解了，沙子卻沒有變化，看來并不是所有的物質都可以溶解在水中，現在我們已經將沙子分離，可食鹽怎么辦呢？

教師向學生展示提煉食鹽的視頻，引發學生思考。

生：我們利用加熱的方式，使水蒸發，最后剩下的就是食鹽。

▲環節四：水的變化特征

師：在本單元內，水在不同的方式下變化著自己的形態，有固態、液態、氣態，在老師這里也有一些物品的變化，你覺得它們的變化相同嗎？（教師展示橡皮泥組成的作品、折紙作品、被撕掉的紙）

生：看起來不太相同呢。水的形態在其中發生了變化，只是它們的形狀、大小發生了變化，且水的形態雖然發生了變化，但是它的形態可以在一定條件下再變回來，橡皮泥、紙卻不能再轉化回來了。

師：同學們觀察得很仔細！我們可以發現變化存在可逆和不可逆兩種，那在這兩種變化中物質還是原來的物質嗎？

生：雖然變化不相同，但它們還是原來的物質。

師：所以一些物質的狀態雖然發生了變化，但是物質本身的組成成分卻沒有改變。這種變化就是物理變化。

在有關“水”的單元教學中，我們可以看到科學知識都是在實踐的基礎上得出的，并且實驗內容環環相扣，學生思路順暢，在情境中逐漸深入探究得出結論。這就啟發我們要構建以學生為主體的課堂，教師把控課堂節奏和大方向，將課堂還給學生，學生獨立設計、思考、得出結論，完成有關問題的探究過程。

（作者單位：甘肅省會寧縣土門峴鎮袁岔小學）

編輯：趙文靜