《物質(zhì)的變化》單元試教體會(huì)

信海鳳 許佳

在教材編寫組的指導(dǎo)下，我們團(tuán)隊(duì)有幸參與了教科版《科學(xué)》六年級(jí)《物質(zhì)的變化》單元的試教工作，對(duì)本單元教材如何體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，如何引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)等方面有了更深的認(rèn)識(shí)。

確定教學(xué)起點(diǎn)

根據(jù)本單元的內(nèi)容，我們?cè)O(shè)計(jì)了旨在了解學(xué)生前概念的調(diào)查問卷，問卷一共設(shè)計(jì)7個(gè)開放性問題，分別用來調(diào)查學(xué)生對(duì)物質(zhì)、物體等概念的了解以及對(duì)各種變化的理解和認(rèn)知。我們隨機(jī)選擇了我校六年級(jí)8個(gè)教學(xué)班進(jìn)行調(diào)查，共358名學(xué)生填寫了問卷，其中，有6份空白問卷為無效問卷，有效問卷為352份。我們對(duì)有效問卷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，得到如下數(shù)據(jù)（見表1）：

從表1可以看出，能夠比較準(zhǔn)確表達(dá)物質(zhì)、物體等概念的學(xué)生人數(shù)占總?cè)藬?shù)的比例不足一半，多數(shù)學(xué)生對(duì)物體、物質(zhì)的理解是混淆和模糊的。學(xué)生對(duì)廚房里的物質(zhì)本應(yīng)非常熟悉，但問卷將平時(shí)常見的鍋碗瓢盆和油鹽醬醋命名為物質(zhì)時(shí)，他們?cè)诨卮饐栴}時(shí)就猶豫了，有超過一半的學(xué)生不知道廚房里有哪些物質(zhì)。由此可見，學(xué)生對(duì)物體、物質(zhì)的概念理解不是很深入和透徹。

物質(zhì)是否會(huì)發(fā)生變化？有90%的學(xué)生認(rèn)為物質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，3%的學(xué)生認(rèn)為物質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化，7%的學(xué)生不知道。這道題答案的傾向性為什么這么集中？我們分析后認(rèn)為，可能是學(xué)生的原始經(jīng)驗(yàn)雖然不能清楚地解釋什么是物質(zhì)，但他們周圍的事物都在發(fā)生著變化，他們有比較豐富的感知，所以能夠給出正確答案。另一個(gè)原因可能是第三題題干的表述給了學(xué)生提示，題干是：將下列物質(zhì)變化進(jìn)行分類，說一說你的分類標(biāo)準(zhǔn)是什么？選項(xiàng)有：①鉛筆折斷;②氣球吹鼓;③紙燃燒;④冰融化;⑤放煙花;⑥鐵生銹;⑦面包發(fā)霉;⑧糖溶解。

大多數(shù)學(xué)生能對(duì)物質(zhì)的變化進(jìn)行分類，但許多分類沒有寫出分類標(biāo)準(zhǔn)，說明學(xué)生不能從本質(zhì)上區(qū)分物理變化和化學(xué)變化的異同。例如許多學(xué)生知道米飯的消化過程，但也有許多學(xué)生給出了毫不相干的答案;多數(shù)學(xué)生知道植物可以制造氧氣;所有學(xué)生都不知道煤的形成過程，只有極少數(shù)學(xué)生寫出煤的形成與植物有關(guān)，但并不明確。

對(duì)調(diào)查問卷進(jìn)行整體分析后，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)物質(zhì)、物體等概念沒有明確的認(rèn)識(shí);對(duì)物質(zhì)變化的理解停留在現(xiàn)象層面，對(duì)本質(zhì)的變化不甚理解。

精心設(shè)計(jì)探究活動(dòng)

1.體現(xiàn)探究要素

試教的過程也是我們實(shí)踐課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于科學(xué)探究學(xué)段目標(biāo)要求的過程，在每課的教學(xué)中，都會(huì)不同程度地體現(xiàn)科學(xué)探究的8大要素。例如“觀察有氣體產(chǎn)生的變化”的實(shí)驗(yàn)中，我們出示上節(jié)課的一些圖片，將學(xué)生的思維聚焦到物質(zhì)的變化總會(huì)伴隨著一些現(xiàn)象的產(chǎn)生上，然后出示本課實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生大膽假設(shè)這些材料混合后可能會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象，再引導(dǎo)他們按照教材的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后在研討中形成結(jié)論。

2.領(lǐng)悟物質(zhì)的變化

在日常教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)回歸科學(xué)起源，探尋科學(xué)家發(fā)現(xiàn)之路，往往能夠幫助學(xué)生理解一些科學(xué)問題。例如本單元關(guān)于煤炭的認(rèn)識(shí)，我們提到煤塊上常常會(huì)有化石印跡，問學(xué)生這是為什么？學(xué)生大膽猜測(cè)可能是植物長(zhǎng)時(shí)間落在上邊導(dǎo)致的。學(xué)生的回答對(duì)不對(duì)呢？我們沒有直接給出答案，而是講述了科學(xué)家研究的歷程。學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下經(jīng)歷了這個(gè)過程，促進(jìn)了他們對(duì)煤的變化的理解。

3.兼顧兒童的認(rèn)知特點(diǎn)

六年級(jí)學(xué)生對(duì)生活中常見事物已經(jīng)有一定的了解，但認(rèn)知不盡相同，我們可以依托教材，兼顧兒童的認(rèn)知特點(diǎn)，找到教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。例如在本單元第2課“觀察有氣體產(chǎn)生的變化”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)用品糖、鹽、醋、小蘇打都是學(xué)生常見的調(diào)料，多數(shù)學(xué)生對(duì)小蘇打的作用知之甚少，只有極少數(shù)學(xué)生見過家長(zhǎng)用它蒸饅頭，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)起點(diǎn)就可以設(shè)定為先認(rèn)識(shí)小蘇打，然后再用小蘇打去做實(shí)驗(yàn)。這樣，既依托了教材內(nèi)容，又兼顧了兒童對(duì)事物認(rèn)知的特點(diǎn)。

促進(jìn)學(xué)生理解物質(zhì)的變化

本單元教材選取了一些典型探究活動(dòng)，幫助學(xué)生理解“物質(zhì)會(huì)有什么變化，怎樣變化的”等問題，下面介紹我們團(tuán)隊(duì)認(rèn)為比較有代表性的5個(gè)探究活動(dòng)。

1.誰“動(dòng)”了我的蘋果

在本單元第一課《廚房里的物質(zhì)和變化》中，教科書給出了一張?zhí)O果照片，蘋果是學(xué)生日常生活中經(jīng)常食用的水果，教師設(shè)計(jì)了觀察咬過后放置一段時(shí)間的蘋果的活動(dòng)。對(duì)比剛剛咬過的蘋果，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)放置一段時(shí)間的蘋果變色了，放置的時(shí)間越久，顏色變得越深。我們引導(dǎo)學(xué)生思考：這里的顏色變化能夠說明產(chǎn)生了新的物質(zhì)嗎？從而讓學(xué)生自然地接受了物質(zhì)變化和化學(xué)變化的概念。這樣的活動(dòng)特別貼近生活，他們很容易接受。

2.“抓住”二氧化碳

氣體往往是看不見、摸不著的，學(xué)生理解氣體的存在，要么靠想象，要么靠查找資料，要么聽教師講授。在小蘇打和白醋混合的實(shí)驗(yàn)中，我們借助教材呈現(xiàn)的密封袋和小瓶蓋，設(shè)計(jì)了“抓住”二氧化碳的活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)中，教師讓學(xué)生先放入材料，再小心翼翼地封口，以防止氣體跑出，然后將其混合等待現(xiàn)象發(fā)生。學(xué)生手中的袋子都鼓起來后，教師讓各組學(xué)生舉起來給大家看看，仔細(xì)觀察這種氣體的特點(diǎn)，學(xué)生很容易說出無色、透明，還有點(diǎn)涼的特點(diǎn)。

學(xué)生利用這種直觀的方法，不僅加深了對(duì)氣體的感受，還非常明確地指出這是一種不同于小蘇打和白醋的新物質(zhì)，為他們形成正確的認(rèn)識(shí)奠定了基礎(chǔ)。

3.“黑你”沒商量

開展加熱白糖實(shí)驗(yàn)前，我們?cè)O(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)記錄卡片，要求學(xué)生把實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象全部及時(shí)記錄下來，并匯報(bào)白糖由白色變成淺黃色，再到褐色，最后變黑的顏色變化過程。教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考：這里的黑色物質(zhì)還是白糖嗎？學(xué)生非常肯定地說不是了，是一種新的物質(zhì)。

4.大蝦“害羞”了

大蝦由生到熟，顏色會(huì)由灰色變成紅色，我們抓住顏色變化這一特征，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想平時(shí)吃大蝦時(shí)的感受，描述生蝦與熟蝦的區(qū)別，他們能夠明確地認(rèn)識(shí)到二者本質(zhì)的不同，從而知道這也是一個(gè)化學(xué)變化。

5.石頭“開花”

有些煤塊上有植物化石的印跡，因此我們把這個(gè)探究活動(dòng)命名為“石頭開花”。要想在生活中尋找?guī)в谢≯E的煤塊讓學(xué)生觀察是非常難的，因此，對(duì)煤的形成過程的學(xué)習(xí)，我們采用了查找資料的方式。學(xué)生通過查找資料，發(fā)現(xiàn)證據(jù)，證明地下巖石與礦物都在發(fā)生化學(xué)變化。我們?cè)俳柚茖W(xué)家研究煤的過程，使學(xué)生明確煤的產(chǎn)生過程也是化學(xué)變化，進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生對(duì)物質(zhì)變化的理解。

靈活運(yùn)用教學(xué)方法

1.以探究式教學(xué)為主

本單元內(nèi)容包含多個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們?cè)谶x取教學(xué)方法時(shí)多以探究式教學(xué)為主。例如在典型的加熱白糖實(shí)驗(yàn)中，我們先讓學(xué)生觀察白糖的特點(diǎn)并記錄，然后用一張拔絲地瓜的圖片引發(fā)學(xué)生思考：拔絲地瓜上的糖還是白糖嗎？然后引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究。學(xué)生嘗試作出假設(shè)，認(rèn)為它不是白糖了，但不知道是什么。于是，我們進(jìn)一步設(shè)計(jì)了加熱白糖的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)操作、小組交流、得出結(jié)論的過程后，明確它確實(shí)不是白糖，而是焦糖，最后變成黑炭了。像這樣的探究活動(dòng)還有很多，如蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)、小蘇打白醋實(shí)驗(yàn)、收集產(chǎn)生氣體實(shí)驗(yàn)等，均采用了探究式教學(xué)方法。

2.靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法

（1）歸納—演繹法

歸納—演繹法是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的方法，也是教學(xué)中常用的方法。在第4課教學(xué)中，教師和學(xué)生共同梳理前三課學(xué)習(xí)過的實(shí)驗(yàn)，將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的圖片展示在屏幕上，讓學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的現(xiàn)象，然后歸納出“發(fā)光、發(fā)熱、顏色變化、生成沉淀和產(chǎn)生氣體都是化學(xué)變化中伴隨的現(xiàn)象”的結(jié)論。學(xué)生以后可以運(yùn)用這樣的規(guī)律，根據(jù)現(xiàn)象判斷一個(gè)變化是否是化學(xué)變化。

（2）討論法

在做小蘇打和白醋混合實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師問學(xué)生：“它們混合產(chǎn)生的氣體擴(kuò)散到空氣中了，你有什么辦法收集這種氣體嗎？”有的學(xué)生有辦法，有的不知所措，有的不知道自己想的辦法可不可行。所以，教師設(shè)計(jì)了小組討論的環(huán)節(jié)，引導(dǎo)大家在組內(nèi)交換意見，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使沒有想法的學(xué)生得到靈感，有想法的學(xué)生獲得成功的體驗(yàn)，讓不知道自己的想法是否可行的學(xué)生聽聽組員的意見。采用討論法能夠尊重每個(gè)學(xué)生的差異性。

（3）演示法

學(xué)生了解到白醋和小蘇打反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣體后，教師提問：“日常生活中，你還知道哪些物質(zhì)可以和白醋混合產(chǎn)生氣體嗎？”針對(duì)這個(gè)問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：將雞蛋放入白醋中，觀察蛋殼表面的變化。這是一個(gè)需要長(zhǎng)時(shí)間觀察的實(shí)驗(yàn)，教師可以采用演示法教學(xué)，將實(shí)驗(yàn)杯放在教室里，使學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)期觀察的過程，有利于培養(yǎng)他們堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神。

（4）閱讀法

本單元第5課介紹大氣層和地殼的化學(xué)變化，如果只是依靠圖片講解，學(xué)生很難想象出大氣層和地殼的變化，也不容易找到證據(jù)來證明。我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，搜尋相關(guān)書籍，采用科學(xué)閱讀的方法來完成這個(gè)環(huán)節(jié)，并為學(xué)生選取了《巖石與礦物》《小學(xué)科學(xué)啟蒙》《揭秘地下》三本書作為閱讀資料，讓他們通過查資料的方法，搜集能夠證明巖石和礦物以及大氣層發(fā)生了化學(xué)變化的證據(jù)。學(xué)生通過科學(xué)閱讀，將抽象的問題變得具象化，能夠從多個(gè)角度解釋大氣層和地殼的變化，大大提高了本節(jié)課的學(xué)習(xí)效率。

（本文是“STEM理念下機(jī)器人課程與小學(xué)科學(xué)技術(shù)與工程領(lǐng)域整合的實(shí)踐研究”研究課題的成果之一，課題批準(zhǔn)號(hào)：GH71424）

東北師范大學(xué)附屬小學(xué)（130022）