固體去哪兒了

程英

從一堂課的一個知識點“固體混合前后體積是否變化”說起，通過分析教材、課堂實踐情況，闡述我們應該給學生怎樣的教材，特別是難度的深淺應該如何把握。

1. 探源：固體去哪兒了

我曾經在家長開放日上了一節課，內容是蘇教版三年級下冊3單元《固體和液體》第1節《認識固體》的第2課時。

這本是一節比較有樂趣的課，孩子們在課堂上利用天平、量杯進行測量，利用篩網分離黃豆、花生、大米，玩得不亦樂乎。然而，當孩子們發現固體混合之后，體積竟然變小了，不禁發問：固體怎么變少了？不少家長也發出了一樣的聲音。矛盾點主要集中在兩個方面：一、利用量杯測量固體體積，科學嗎？二、固體混合前后，體積真的會變小？

有人覺得這是兩個明顯的科學性錯誤，也有人覺得至少這是有待考證的。這些不科學的設計是編寫教材的老師故意為之還是偶然錯誤？是否需要給三年級學生講授準確且科學的有關體積的知識？

解決矛盾之前，我們先來看一下這一課時的教學內容，緊密圍繞著固體的混合與分離。包含三方面內容：一、認識固體的混合和分離在日常生活中的應用;二、研究固體混合前后重量和體積的變化，這是本課的重點。學生通過運用工具進行測量，認識到固體混合后總重量不變，總體積改變，并體會到運用工具比感官準確;三、想辦法把混合的固體分離開。

2. 破譯：體積相關知識的內涵闡釋

2.1 體積的定義

體積的準確定義是“物體所占空間的大小”。

這句話重要嗎？我倒覺得不必過分重視，更不用展開討論。這句話充其量不過是對體積的一種解釋，對于三年級的孩子來說，能幫助其理解嗎？可能效果略差。何謂物體？何謂所占？何謂空間？大小如何判斷？一系列問題模糊不清。但是，如果問他們，黃豆、大米哪個大？他們都知道。所以，利用直觀方法、生活經驗而非定義來講授可能更好。孩子的直覺是寶貴的財富。有的時候，淡化形式，注重實質才是王道。

但如果比較的是大小差不多的土豆，憑肉眼是無法分辨的，因此我們就需要學習體積的測量了。

關于體積，科學和數學上都有相關知識，既有差異又有聯系。數學中講體積關注的是計算，而我們科學上更關注的是測量。測量的方法在生活中也常常用得上，這也正體現了科學與生活的緊密聯系。但科學和數學不是割裂的，三年級數學中剛剛學到二維圖形的面積計算，尚未學三維立體結構的體積計算，所以，相應的，三年級科學涉及到的是體積的測量，而非計算。

2.2 教授體積時遵循的原則

（一）順應兒童發展

孩子們身心的發展在整體上具有一定的順序，這種順序性是客觀的、不以人的意志為轉移的，教育工作要遵循這種順序性，循序漸進地促進人的發展。

并且，孩子發展在不同的年齡階段表現出不同的總體特征及主要矛盾，面臨著不同的發展任務。教育工作必須從孩子的實際出發，針對不同年齡階段的孩子，提出不同的具體任務，采取不同的教育內容和方法，同時應注意前后相鄰階段的銜接。

（二）彰顯學科特質

但是，教育要適應人發展的順序性和階段性，并不意味著小學科學教育要遷就學生現有的發展水平，或降低教育的標準和要求。小學科學教育必須不斷向孩子提出他們能接受但又高于其現有水平的要求，以促進他們的發展。人們在教育實踐中概括的“跳一跳，摘個桃”的經驗，都值得借鑒。

（三）突出核心價值

教學過程中，我們發現，三年級孩子理解立體結構所占空間這個問題的確有難度和深度。因此，關于體積的測量，我們也需要降低難度，順應孩子的發展。

體積這個概念的建立是孩子空間觀念形成過程中的一次飛躍，標志著他們在認識二維空間的基礎上，開始認識三維空間，即由認識平面圖形上升到了認識立體圖形。

2.3 測量固體體積的方法

測量體積的方法有很多。

對于規則形狀的物體，我們可以利用公式計算。而對于不規則形狀的物體，我們可以用排水法、按壓法、懸垂法、溢杯法、計算法、氣體法等。其中孩子們最熟悉的就是排水法。

伊索寓言中烏鴉喝水的故事深入人心，這是一年級語文課本上的一節課。聰明的烏鴉為了喝到水瓶中的水，叼來石子投進水瓶里，水位升高，烏鴉喝到了水。如果要問到底喝了多少水呢？水位之所以升高，是因為石子占了空間，不斷扔進去的石子把水位推高了。這就直接涉及到了體積的定義：物體所占的空間。水的體積就是最后水位齊瓶口之后，繼續扔進去的石子的體積。反過來，將溢出的水放在有刻度的量杯中讀出刻度，這就是最后投入石子的體積，這就是排水法。

3. 深化：固體混合前后

3.1 我們的共識

一般我們認為，幾種固體在混合前后，其體積是不會有任何變化的，當然前提是它們之間不會發生化學反應。因為僅需要從宏觀上看，固體顆粒的數量在混合前后沒有改變，顆粒形狀也不變，體積怎么會改變呢？

沒有備這堂課之前，我也這么認為。我也覺得完全可以準確地測量固體體積方法，因為孩子們一年級就學過《烏鴉喝水》了，怎么會不知道排水法？何必要引導孩子用量筒測量固體體積？何必要用缺乏科學性的實驗

得出一個缺乏科學性的結論？

然而仔細解讀教材，再經過課堂實踐之后，我才發現，這只是我的想當然，幾乎沒有幾個孩子能提出量筒測量的不準確性，我才理解，這樣一種有意的“缺乏科學性”的安排，正體現了合理安排教材難度的原則。

3.2 教材的安排

三年級教材中，孩子們學會了用量筒來測量體積，雖然是測量固體，這有些不科學，但這是一種粗略簡便的方法。測量時習得的知識稍微轉化一下，便能巧妙應用于下一課時液體混合前后的體積變化。

（一）以實驗操作為根：如何使用量筒

應把量筒放在平整的桌面上，我們在測量固體時也把黃豆花生大米盡量壓平;觀察刻度時，視線與量筒內液體的凹液面的最低處保持水平。這樣一個轉化特別有助于孩子們掌握。

（二）以原理內涵為徑：混合后體積為何變小

孩子們認為，固體混合前后體積是會變小的。因為每一個固體顆粒之間的縫隙不是一樣大的，混合之后一種固體跑到另一種固體的縫隙中，相互填充縫隙，體積就變小了。

如果把顆粒改成分子，我們就能直接解釋為什么不同的液體混合前后體積變小了。固體混合形成了孩子們的前概念，液體混合就是孩子們需要形成的新概念。科學前概念在一定程度上影響著孩子科學概念的形成。科學新概念的形成就建立在了它的前概念基礎之上，當科學概念和前概念比較一致時，孩子們頭腦中的原有認知將會被同化或順應，就容易理解新概念，從而迅速地轉變原有科學概念。

不同分子之間的間隙大小不同，所以混合之后，間隙變小，體積變小了。這是宏觀到微觀的飛躍，讓孩子直接理解微觀，難度太大，中間加一個臺階，路就好走多了。

回到固體混合，出現了兩個角度。一是利用量筒測量體積變小，二是固體的顆粒數并沒有改變，顆粒大小也沒有變，體積是不變的。

這兩個角度是兩個不同的層次，我認為，三年級的孩子能想到第一個也很不錯，能想到第二個就更好了。我們無須強求，更無須硬塞給他們這樣的概念。

在我所教的四個班中，僅有兩個班分別有一位、兩位同學提出了第二種角度。可見，角度一是更契合學生認知的。

4. 融通：我的思考

經過這樣一次被質疑以及思考的過程，我深深地感覺到，教材的編寫是嚴謹的。科學性雖然不容忽視，但若不能符合學生的認知規律，那也是沒用的。教材的難度到底應該達到什么程度，還需要思考以及實踐論證。

小學科學畢竟只是啟蒙教育，我們不能把科學課上成物理課或者化學課，把握好教材的難易程度，相信我們的科學教學一定會煥發勃勃生機，迎來嶄新的春天。