1、备方法专题拓展资源水的三态变化教学设计 水是学生在生活中非常熟悉的东西。在第一册教材到处都有水和第三册教材物质的形态这两单元中,学生已经知道了水的一般性质;知道物体具有固态、液态和气态三种存在形式;并通过实例,感受到同一物质在固态和液态,液态和气态时可以互相转换。但是此时的认识和结论仍是相当浅显且不明确的。在本单元中,通过实验、交流和讨论,将使学生以“水的三态变化”为载体,认识到同一物质的三态变化所需要的条件,为今后学习“水在自然界中的循环”,以及“各种常见的天气现象”做下铺垫。在本单元中,我力求解决以下几个问题:一,使学生知道物质的三态变化需要一定的条件;二,引导学生能够设计简单的比较实验来
2、探究影响物体变化的因素;三,提高学生科学探究的能力和人文素养,包括观察、实验、记录、假设、推理的能力,以及鼓励学生能够耐心倾听、与人合作的能力。教材是教学的依据,是教学大纲内容的具体化。但在实际教学也不必盲从教材,唯教材论,教师完全可以根据对教材的理解,学生的学情,对教材内容进行有针对性的改编,从一个单纯的教材实施者,转变成为教材的利用者、开发者。但是我们也应该看到,这种对教材的开发并不是天马行空,随心所欲地删除、添加教学内容,而是仍需立足于教材本身,深入钻研教材,注重挖掘教材本身的内涵后,根据学生的实际情况和教学目标二次利用和开发教材,用好,用足教材。在经过对教材的深入分析和研究后,我将本单
3、元的内容划分为四课时。第一课时冰与水,探究冰与水的互相转换。第二课时水到哪里去了,了解水的蒸发现象和影响蒸发快满的因素。第三课时“抓住”水蒸汽,了解水蒸汽的凝结现象,以及凝结所需要的条件。第四课时冰和水蒸汽,了解冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化,并知道除了水以外,其他物质也会在一定条件下发生三态变化。从上面的课时安排中可以看出,除了教材原有的内容外,我又增加了有关“冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化”的内容,以及其他物质的三态变化实例,为此我又增加了一课时的教学时间。这是因为我在认真阅读教材,分析教材后,认为在教材中,只详细说明了冰和水、水和水蒸气的转换,对冰和水蒸汽的转换只是简单的一笔带过
4、。而“升华”和“凝华”也是物质三态变化中不可缺少的一个环节,虽然对三年级学生来说,了解这部分内容有一定的困难,但是部分内容可以完善学生对于“物质的三态变化”的认识,因此我大胆将这一部分的内容增加至教学内容中。虽然整个单元都是在讲“水”,但“水”本身不过是学生认识物质三态变化的载体,其目的是通过学习“水的三态变化”后,让学生感受到物质的形态变化是在一定条件下产生的。为了帮助学生更好地将学得的知识概念从“水”推论到“其他物质”,因此在教学内容的编排上,增加有关其他物质的三态变化内容。而且学生在二年级时已经对“物质的形态变换”有所涉及,知道同一物质的固态和液态,液态和气态可以互相转化,因此这样的改动
5、对学生来说是可以接受的。以水为载体,再用习得的知识解释其他物质的变换规律,既是对原有知识的复习巩固,也是对新知识的学习掌握,符合学生在学习上螺旋上升的认知规律。从整个的教学设计来看,单元教学由三部分组成:一,探究“水的三态变化”的条件;二,梳理“水的三态变化”的知识;三,拓展其他物质的三态变化的实例。其中,“探究水的三态变化条件”是本单元的重点,所有的教学活动都是围绕这个核心进行的。从第一课时探究固态和液态的转换,到第二、三课时探究液态和气态的转换,再至第四课时探究固态和气态的转换,每课时的内容都是依据学生的生活经验,由简到难,逐层递进的。这四课时的教学内容看似内容不同,但它们组合后又构建了完
6、整的“物质形态变化”的知识体系。因此在教学设计中,我将教材中“水的三态变化关系图”贯穿于整个单元教学活动中,将相互独立的学习内容又联系起来,帮助学生更好的梳理、理解“物态变化”的知识。引导学生设计对比试验,学会有意识地控制实验中的变量是本单元教学的难点之一。在第一课时中,教材提出“比一比,用什么方法能使冰融化的更快”,并配了一张四个小朋友用四种不同的方法融化冰的插图。从图上看,这四个小朋友实验的冰块最后都能融化,相互之间也有冰块融化的快慢之分,但是每种方法使冰块融化的原因却并不完全相同,学生实验比的是“不同方法使冰融化的速度不同”,并不能真正使学生达到教学目标中的要求:“知道冰可以在一定的条件
7、下融化成水”。因此我在设计这部分的教学内容时做了一些改动,鼓励学生将每一种实验方法设计成一组比较实验,明确实验中的控制变量,解决了教材实验中实验目的不清晰的问题,提高了实验教学的有效性。也为学生后面设计比较实验,如影响水蒸发的快慢等打下基础。提高学生比较实验的能力,也为他们以后进行自主探究具有较大的促进意义。“升华”和“凝华”是本单元新增加的拓展内容。在教材中,有关“升华”和“凝华”只在“水的三态变化关系图”中以“箭头”的形式涉及。这部分内容相对于三年级学生来说,确实有一定的难度。但它们也是物态变化中不可缺少的一部分。如何解决这个问题,是教学设计中的又一个难点。首先,考虑到三年级学生的年龄特点
8、,在教学中不必出现“升华”、“凝华”“汽化”这样的专业词语,只需让学生了解“冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化”即可。其次在设计过程中,我先是通过实验,让学生观察水蒸汽凝固成冰晶的现象。一方面,学生肯定对这种现象非常好奇,提升了他们去探究的兴趣;另一方面,由于之前已经学习了“水蒸汽凝结成小水珠”的知识,学生肯定会由此推理出“冰晶与水蒸汽的关系”,这样的推理结果只是假设,如何验证?实验。通过实验,使学生知道了“水蒸汽在一定条件下可以变成冰”。以此为基础,再用逆向思维的方式推论“冰是否可以在一定条件下变成水蒸气”,学生也就容易理解了。这里的实验内容和四年级学习天气现象时的实验内容有所雷同,但是两次
9、出现时的侧重点不同。此时出现是探究“冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化”,重在“转换的条件”,再次出现时是“模拟天气变化的现象”,重在“模拟”。实验内容相似,但探究问题的角度不同,因此并不能说是“又一次的简单重复”。科学探究的过程形式多种多样,但其基本过程都为:发现问题提出问题提出假设实验验证分析现象得出结论交流反思。其每个环节都很重要,但在实际教学中,并不需要拘泥局限在这六个环节中,为了活动而活动,过于刻意地要让学生在一堂课中把整个过程都完整平均地体验一遍。在前几课时中,我重在实验验证,注重让学生通过比较实验来认识物质变化所需要的条件,在第四课时中,我则是重在培养学生的思维能力和推理能力,鼓
10、励学生运用已有的知识去解决新的问题。对于物质形态的变化,我则是通过让学生制作小卡片的形式,把固态冰、液态水、气态水蒸汽,以及它们之间的关系用图示的方式展现出来。小卡片的制作完善贯穿于整个单元教学中,当最终完成小卡片后,只需简单梳理,学生即对物质形态变化及其条件有了较为清晰的认识。在这一过程中,要求学生的互相倾听的基础上,敢于提出自己的观点,在交流中达成共识,强化了学生分析现象的能力。在二期课改的课程标准中明确提出了“确立以全面培养学生的科学素养为宗旨的教育目标,体现科学态度、科学知识、科学探究三位一体的总体要求”。可见仅仅是教授学生科学知识,养成科学技能是不够的,还要注重提高学生学习科学的兴趣
11、,科学探究的能力,最终全面提高学生的科学人文素养。我通过让学生探究“物态变化的条件”,不断给予学生动手实验的机会。在探究“冰与水的转化”中,我采用“托一托”的方式,逐步引导他们分析比较实验的要素,设计比较实验的方案,避免了茫然无序,效率低下的现象,在学生实验成功的体验中提高了实验教学的有效性;在探究“水的蒸发条件”时,我采用“放一放”的方式,让学生自己交流影响实验的要素,设计实验方案,在自我肯定中提高了学习自然科学的兴趣。同是比较实验,虽然采取的教学策略不同,但学生的学习兴趣,动手能力,以及合作能力都得到了加强。在教学中,教师应当根据教学内容有针对性地对学生进行训练。对学生探究能力的培养绝不是
12、由一堂课,或一个单元可以就做到的,而是贯穿于整个科学教育课程始终的。在长期的教育熏陶中,在潜移默化中,不断给予学生机会,让其体验经历,循环往复,螺旋交替,经过长时间的培养,最终促使使学生逐步养成科学探究的基本思路。水的三态变化单元教学目标:1.知道物质具有固态、液态和气态三种形态;在一定条件下,物质的三态可以互相转化。2.能够设计比较实验,记录实验现象,根据现象得出结论。3.感受物质变化的可逆性,养成敢于提问,求真求实的科学态度,提高学习物质科学知识的兴趣。第一课时 冰融化了教学目标:1.知识与技能: 知道冰是水的固态形式。 知道冰受热后会融化成水;当温度降到0C时水开始变成冰;0C是水的冰点
13、。 通过冰融化成水的实验,提高学生设计比较实验的能力记录。2.过程与方法: 运用比较实验的方法,观测并记录冰融化的过程,知道影响冰融化速度快慢的因素。3.情感、态度与价值观: 感受物质变化的可逆性,提高探究水的三态变化的兴趣。教学重点: 冰与水在一定条件下可以互相转化。教学难点: 设计比较实验探究冰融化的条件。活动设计:活动一:玩冰活动目标:1.知道冰是水的固态形式。2.提高学习有关冰与水的知识的兴趣。活动准备: 冰块、保温壶、抹布活动二:融化冰活动目标:1.通过比较实验,知道影响冰融化快慢的因素。2.通过冰融化的实验,提高设计比较实验的能力。活动准备:冰块、烧杯、铁锤、酒精灯、小风扇、暖水壶
14、、三角架、搅拌棒、保温套、火柴、抹布活动三:制作冰活动目标:1.通过实验,知道水在一定条件下会结成冰。2.通过实验,知道水在0C开始结冰,0C是水的冰点。3.通过实验,提高学生学习水形态变化的兴趣。活动准备: 冰块、保温壶、食盐、小试管、温度计、抹布教学过程:表1 认识冰学生活动指导要点1.活动:玩冰游戏。 2.交流:在玩的过程中有什么发现?在交流中,学生肯定会提出“冰融化成了水”。从学生的回答中引导学生认识到冰和水是同一种物质,冰是固态,水是液态。表2 融化冰学生活动指导要点1.讨论:怎样能使冰融化得快? 2.实验:探究冰融化速度和哪些条件有关。 交流:哪些方法可以使冰融化得快? 设计:比较
15、实验的方案。探究:哪些条件可以使冰融化得更快?实验方案实验结果快慢结论: 交流:设计的方案。 实验:根据设计的方案进行实验,并做好实验记录。 交流:实验结果。 小结:使冰融化得快的条件。4.交流:为什么改变这些条件可以加快冰融化的速度?5.小结:冰遇热会融化,接触的热越多,冰融化的速度越快。受年龄的制约,这个阶段的学生如果表示较难用文字表述实验的过程,可以允许学生用图画的形式设计实验方案。在交流过程中,重在避免设计方案中会导致实验失败的重大缺陷,提高实验的有效性。 在交流中,引导学生发现“冰融化时需要热”。引导学生从温度、接触面积等方面考虑热对冰的作用,进而体会到热对冰融化速度快慢的影响。表3
16、 制作冰学生活动指导要点1.讨论:怎样使水结成冰?2.观察:多媒体演示。3.实验:观察并记录水结成冰时的温度。4.交流:实验记录。5.小结:当温度降到0C时,水开始结成冰。水开始变成冰时的温度叫水的凝固点,也叫冰点。6.思考:冰受热会融化成水,那么水继续受热后,还会有什么变化吗?下节课我们来研究这个问题。只需学生提到“温度降低”即可。利用多媒体表述实验的操作步骤和要点。对于“在冰块中加食盐”,无需向学生解释道理,只需让学生知道这样做“可以使试管内的水温度更低”即可。板书设计:冰与水冰冰水?冰受热遇冷第二课时 水到哪里去了教学目标:1.知识与技能: 知道水的蒸发与沸腾现象,并能举例说明蒸发在生产
17、生活中的应用。 能结合日常生活,对蒸发现象提出想研究的问题。 能够有意识地控制蒸发实验中的变量,设计简单的对比实验,并记录实验现象,从记录中得出结论。2.过程与方法: 通过实验探究影响水蒸发快慢的条件。 从实验中分析出液态的水蒸发成水蒸汽需要热量。3.情感、态度与价值观: 通过了解蒸发的几个因素,认识到使用不同的方法也可能起到相同的作用。教学重点: 研究水蒸发快与慢的因素的方法和过程。教学难点: 研究水蒸发快与慢的因素的方法和过程。活动设计:活动一:认识水的蒸发现象活动目标:1.通过实验和交流,初步知道水在常温下的蒸发现象。2.通过实验,知道沸腾是水的蒸发现象之一。3.通过交流,了解生活中常见
18、的蒸发现象。活动准备: 水、铝片、滴管、滴瓶、试管夹、酒精灯、三角架、火柴、抹布活动二:认识水蒸发时会吸收热活动目标:1.知道液体蒸发时需要吸收热,并能用实验证明。2.能用“液体蒸发需要吸收热”解释生活中的一些现象。活动准备: 水、抹布、温度计、绳子活动三:认识影响水蒸发快慢的因素活动目标:1.通过设计、实验和交流,知道蒸发快慢与哪些因素有关。2.有意识地控制对比实验中的变量,初步设计比较实验的方案,并进行实验。3.通过了解蒸发的几个因素,认识到使用不同的方法也可能起到相同的作用。活动准备: 水、台灯、电吹风、铝片、滴管、滴瓶、抹布教学过程:表1 认识水的蒸发现象学生活动指导要点观察:铝片上的
19、水加热后的变化。交流:水蒸发的过程。交流:老师黑板上的板书怎么消失了?交流:生活中的其他蒸发现象。交流:蒸发的特点。交流:水蒸汽的性质引导学生用自己的话归纳出“沸腾”是“蒸发”的一种形式。联系实际生活交流认识和看法,知道在常温下,水也会被蒸发。表2 认识水的蒸发需要吸收热量学生活动指导要点体验:水在人体表面的蒸发。设计:设计实验方案,证明水的蒸发要带走热量。实验:根据实验方案分组实验,并记录。交流:交流实验结果。小结:水蒸发时会带走热量。交流:生活中蒸发带走热量的实例。为了能让学生明显体会到蒸发带走热量,可以用温水来进行实验。鼓励学生利用现有的条件,设计简便的实验方案。表3 认识影响水蒸发快慢
20、的因素学生活动指导要点讨论:哪些因素影响水蒸发的快慢?设计:设计比较实验方案,验证某一因素对水蒸发快慢的影响。交流:交流设计的实验方案。实验:根据设计的方案进行实验。交流:实验结果小结:温度、空气的流动速度和物体的表面积都会影响水蒸发的快慢。设计实验步骤,验证某一因素的作用。确保只有一个条件发生改变,而其它条件不变。集体讨论,比较优点与不足。第三课时 “抓住”水蒸汽教学目标:1.知识与技能: 知道水蒸汽遇冷会凝结成水。 能用凝结的知识解释生活中的一些常见现象。2.过程与方法: 通过用温度计测量,发现杯内温度与常温形成明显温度差时,空气中水蒸气凝结成小水滴。3.情感、态度与价值观: 感受物质变化
21、的可逆性,提高学习物质知识的兴趣。教学重点: 杯壁外小水滴哪里来的探究,知道小水滴来自空气中的水蒸气。教学难点: 探究杯子外壁上小水珠的形成。活动设计:活动一:认识水蒸汽的凝结现象活动目标:1.通过探究“小水珠从哪里来”,知道小水珠来自周围的空气。2.通过实验和交流知道水蒸汽遇冷后会凝结成小水珠。活动准备: 铁罐、冰块、保险袋、糖、红墨水、药匙、棉签、培养皿、水活动二:测量水蒸汽凝结时的温度活动目标:1.通过测量和交流,当杯子内的水温比空气中水温低时,空气中水蒸气会凝结在杯子外壁上。2.通过实验,学会用温度计测量水蒸汽凝结时的温度。活动准备: 铁罐、冰块、培养皿、温度计、水教学过程:表1 认识
22、水蒸汽的凝结现象学生活动指导要点1. 复习:水的三态。 2. 讨论:杯壁外的水哪里来?3. 实验:从糖、红墨水、保险袋三种材料里选用一种材料来验证杯子外壁的水从哪来? 4. 交流:杯子外壁的水来自哪里?5小结:杯子外壁的小水滴来自空气中的水蒸气。 6. 交流:生活中水的凝结现象。通过复习“水的三态”知识,引入新课。出示装有冰水的杯子,提问杯子外壁有什么?教师在学生面前,将杯壁再擦干,等学生交流完后,再让学生摸一下杯壁,杯壁外有没有小水滴。 如:用塑料袋将外壁擦干的杯子扎紧,引导学生猜想。过一段时间,打开袋口再让学生摸杯子外壁。 实验后,引导学生思考,为什么塑料袋扎紧后杯子外壁没有了水?这说明杯
23、子外壁的小水滴来自哪里?进而证明小水珠来自于周围的空气。表2 测量水蒸汽凝结时的温度学生活动指导要点1. 讨论:冷到什么程度会“抓住”空气中水蒸气?2. 实验:在杯子中加水,测水温,记录温度;加冰,继续测;当出现小水滴时记录温度。3. 小结:当杯子内的水温比空气中水温低时,空气中水蒸气会凝结在杯子外壁上。通过活动一的学习,学生已经对“水蒸气遇冷会形成小水滴”这个知识点有了一定的认识,因此在活动二中,应当引导学生关注到用温度计测量上来。引导正确读数,小组合作完成实验并作好记录。第四课时教学目标:1.知识与技能: 知道冰和水蒸汽在一定的条件下可以互相转化。 知道水的三态变化特征,以及相互转化的条件
24、。 能运用所学的知识,解释油脂的三态变化。2. 过程与方法: 能用推理的方法知道水蒸汽可以变成冰,冰可以变成水蒸气。 能用所学的知识解释生活中有关物质三态变化的现象。3.情感、态度与价值观: 感受同一物质在不同条件下的变化,提高学习物质知识的兴趣。 教学重点: 冰和水蒸汽在一定的条件下可以互相转化。教学难点: 用推理的方法知道水蒸汽可以变成冰,冰可以变成水蒸气。活动设计:活动一:认识冰和水蒸汽的互相转化活动目标:1.通过观察和实验,知道在一定条件下,水会变成水蒸气,水蒸汽会变成冰。2.通过交流和讨论,提高学生推理的能力。活动准备: 冰、烧杯、玻璃盖活动二:完善水的三态变化图活动目标:通过完善水
25、的三态变化图,了解水的三态相互转化时所需的条件。活动准备: 水的三态变化关系图活动三:了解生活中其他物体的三态变化1.通过实验和多媒体课件,知道生活中还有还有很多物体如水一样,在一定条件下,形态会相互转化。2.能用所学的知识解释生活中有关物质三态变化的现象。活动准备:多媒体课件教学过程:表1 认识水的升华和凝华现象学生活动指导要点1.观察:冰块放在烧杯内,在烧杯顶部盖上一块玻璃片,观察玻璃片上的小水珠。2.讨论:玻璃片上的小水珠是哪里来的?3.讨论:烧杯内的水蒸汽是从哪里来的?4.观察:一个烧杯内有冰,另一个烧杯没有冰,观察两个烧杯上的玻璃盖。5.交流:实验现象。6.小结:像冰变成水蒸气这样,
26、物质从固态直接变为气态的现象叫做升华。7.讨论:冰可以直接变成水蒸气,那水蒸汽能否变成冰?8.实验:烧杯内装满了加了食盐的碎冰,观察烧杯外的现象。9.讨论:烧杯外的冰霜是哪里来的?10.小结:像水蒸汽变成冰这样,物质从气态直接变为固态的现象叫做凝华。冰块的温度越低,实验效果越好。学生能够理解玻璃片上的小水珠不是冰块上融化的,但是对于“小水珠是怎样形成的”这个问题可能会感觉困难,因此教师可以引导学生回忆之前所学习的有关水蒸汽的知识,进而认识到这些小水珠是由水蒸汽凝结而成的。从而引出后一个问题。有些学生可能难以将冰与水蒸汽联系在一起,因此可以通过比较实验,引导学生将冰与水蒸汽产生联系。为了实验效果
27、更明显,可以在烧杯外涂上一层黑漆。表2 完善水的三态变化图学生活动指导要点交流:水的三态变化填表:水的三态变化关系图。交流:水的三态互相转化的条件。和之前的观察记录共同组合成“水的三态变化关系图”。在交流中,重在转化时热的变化。冰转化为水,水转化为水蒸汽,冰转化为水蒸汽都需要热;水转化为冰,水蒸汽凝结成水或小水珠则是在遇冷的条件下才会发生。冰、水和水蒸汽在一定条件下是可以互相转化的。表3 了解生活中其他物质的三态变化学生活动指导要点讨论:脱排油烟机上的油渍是哪里来的?观看:多媒体课件。交流:生活中其他物质三态变化的实例。小结:很多物体都像水一样,都有固态、液态和气态,在一定条件下会互相转化。鼓励学生运用所学的知识解释生活中的现象。通过多媒体课件,将抽象的三态变化过程具象化。
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