明確實驗內在邏輯關系提高《空氣占據空間嗎》教學有效性

◇邵 玲（江蘇：南京市江寧區岔路學校）

“教學不僅僅是教師教的過程，更重要的是學生學的過程?！边@就要求教師在教學過程中，要根據學生的認知規律，運用合理的教學邏輯，引導學生系統地學習知識。

《空氣占據空間嗎》這一課的教學，要求學生能夠通過多個實驗探究出“空氣占據空間”這一性質。在教材中這一課有3 個主要的探究活動，內容豐富，所以筆者基本按照教材的思路設計了教學過程。但是執教完兩個班之后，發現了課堂轉折生硬、探究內容過多卻沒有內在聯系、學生無效學習等問題。為了解決這些問題，筆者對教材中的內容做了一些改動。以下是對部分教學設計改動前后的對比以及改動的目的。

一、選用更嚴謹的材料

（一）教學片段一

師：這是什么？（書包）這是一本書，現在老師想把這本書塞進書包，能塞進去嗎？

（不能）為什么？

總結：書包里被塞滿了，在科學上，我們就說書包里的空間沒有了。

師：書包里有空間，那水槽里有空間嗎？教室里有空間嗎？咱們肚子里有空間嗎？

師：這本書塞不進書包是因為書包里的空間被（占了）。在科學課上，我們要說空間被占據了，其他的書不拿出來，這本書就放不進去。那書包里的書占據著空間，水槽里的水占據空間嗎？

在這里，教材中的內容在實際教學中引起了學生的歧義，教師在問的時候學生一直說：“能塞進?！睂W生的想法很簡單，他們的確認為能夠把書塞進看起來滿了的書包，因為書包是軟的，但是使勁往里面塞也能塞進，與教師預設相差太多。

于是在后面的教學中筆者將書包換成了6 年級數學學習使用的“容量單位演示器”。

學生是不可能將方塊塞進已經滿了的盒子里的，這樣就不會出現學生強行塞書的情況，沒有漏洞，精準提問，把握課堂節奏，順勢引出占據空間這一概念。

（二）修改教學片段一

師：這是什么？（一個盒子）這里有一個小方塊，現在老師想把這個小方塊放入盒子里，還能放得進去嗎？

（不能）為什么？

總結：盒子里被塞滿了，在科學上，我們就說盒子里的空間沒有了。（板書：空間）

師：盒子里有空間，那水槽里有空間嗎？教室里有空間嗎？書包里有空間嗎？

師：方塊塞不進盒子里是因為盒子里的空間被（占了），在科學課上，我們要說空間被占據了，里面的方塊不拿出來，這個方塊就放不進去。那盒子里的方塊占據著空間，水槽里的水占據空間嗎？（板書：方塊，占據）

二、尋找內在聯系，搭建思維階梯

（一）教學片段二

1.吹不大的氣球

事先準備：取兩個相同的氣球，其中一個有洞，將氣球裝入瓶中用球嘴套住瓶口。挑一名瘦弱的女生吹有洞的氣球；挑一名身材高大強壯的男生用力吹瓶中的氣球。其他學生觀察并思考。為什么瘦弱的小女孩都能將氣球吹得大大的，“大力士”卻不能吹大瓶中的氣球呢？

學生分組實驗：吹不大的氣球。

觀察并記錄，在記錄單1 上做出對現象的解釋。

解釋：空氣占據了空間。

2.魔術實驗——“紙的奇遇”

將一張紙扔進水里。

發現很快濕了。

師：我能讓紙放到水里不濕。你們信嗎？

師演示實驗：把一團紙巾放在杯子的底部，然后將杯子豎直倒扣在水中，請學生預測一下，紙巾會被水浸濕嗎？為什么？

（將一張紙扔進水里，發現很快濕了。但老師卻說，我能讓紙放到水里不濕，激發學生的思考欲望比讓他們直接做實驗更具有意義。）

PPT 展示實驗要求：紙要塞緊，不要掉下來；杯子要豎直倒扣在水中；豎直取出杯子后用干紙巾擦凈杯口的水。

學生分組實驗。觀察并記錄。

師：在剛才的活動中你們看到了什么？說明了什么？還有哪個小組想補充？

（紙沒有濕，說明杯子里水進去了沒有？水為什么進不去？杯子里有空氣，空氣占據了杯中的空間，水就進不去了。）

實驗失敗的小組反思：為什么紙濕了？傾斜，有氣泡。

小結：這種現象說明了空氣可以占據空間。

3.“流不下去的水”——“漏斗”變“漏堵”

事先準備：將漏斗插入小口瓶，用橡皮泥封住小口瓶。

預測：水會漏下去嗎？為什么？

演示實驗：快速向漏斗里倒水。

師：水漏下去了嗎？為什么？橡皮泥在這里的用處是什么呢？（水不會漏下去，因為空氣占據空間；橡皮泥的用處是堵住瓶口，不讓空氣跑出來。）

實驗失敗反思：為什么水漏下去了？密封不嚴實，倒水的速度慢了。

教材中的三個實驗是以瓶中吹氣球、紙巾不濕實驗、漏斗不漏水的順序設置的。但是這三個實驗其實是平行關系，目的都是證明“空氣占據空間”這一性質，我在改進教學中將三個實驗的順序及呈現方式做了改動，讓3個實驗產生某種關聯。

（二）修改教學片段二

視頻展示：空瓶上放漏斗，倒水，水無法進入。

教師講述：大家在生活中遇到過這種情況嗎？瓶子是空的，看著沒有任何東西在瓶子里阻擋水的進入，但是水流了一點之后就下不去了，這是為什么？

學生進行猜想。

師：這節課我就和大家一起探究漏斗里的水為什么不往下流這個問題。

進行瓶中吹氣球實驗得出空氣占據空間這一性質。

利用空氣占據空間這一性質設計紙巾不濕實驗。

師：現在同學們可以回答老師在課堂一開始提出的問題了嗎？水為什么難以進入空瓶中？

生：因為空氣把瓶里的空間占滿了，瓶口又被瓶蓋以及漏斗里的水堵死了，空氣出不去，所以水進不來。

師：沒錯，就是因為瓶中有空氣，會占據空間，所以當瓶口沒入水中時，空氣難以出來，水也就進不去了。怎么才能讓水流進去呢？

生：可以擠擠空瓶，把空氣擠出來。（操作）

生描述現象：漏斗口冒泡了，少量的水進入了漏斗。

教師引導:那我們可以怎么做才能讓水更快速地進入瓶中呢？

學生思考并交流方法：我們是不是可以把瓶口擰開一些？這樣空氣在水進入瓶中的時候就可以迅速流出，而水也可以迅速流入。

師生共同總結解決方法與原理。

三、基于概念建構分步提供材料

（一）教學片段三

事先準備：取兩個相同的氣球，其中一個有洞，將氣球裝入瓶中用球嘴套住瓶口。挑一名瘦弱的女生吹有洞的氣球；挑一名身材高大強壯的男生用力吹瓶中的氣球。其他學生觀察并思考。癟癟的氣球為什么在小女孩的手中變大了呢？為什么瘦弱的小女孩都能將氣球吹得大大的，“大力士”卻不能吹大瓶中的氣球呢？

學生分組實驗：吹不大的氣球。

觀察并記錄，在記錄單1 上做出對現象的解釋。

解釋：空氣占據了空間。

原設計在實際教學中概念導出比較生硬，學生難以接受。為了讓學生能夠自然地在活動中建構這一概念，經過修改后的教學設計在實際教學中更加注重思維的遞進生長。

（二）修改教學片段三

教師講述：請同學們和老師一起拿出1 個盛有水的礦泉水瓶，在瓶口套上1 只氣球，使勁吹氣。氣球吹得大嗎？

學生嘗試吹氣球。（學生發現吹不大）

教師提問：我們發現氣球沒辦法吹大。這是為什么呢？怎么才能吹大呢？

學生可能回答：瓶子里有水擋住了氣球或者水太多了，占地方，如果瓶子是空的就可以吹大了。

教師講述：嗯，大家發現瓶中有很多水占地方，我們可以說水占據了瓶子里的空間。既然有同學說空了就可以，那我們來試試。（板書：水）

（將瓶里的水倒掉）

師提問：仔細觀察，此時瓶子里還有東西嗎？

生答：有空氣。

教師引導：那我們再將這個礦泉水瓶口套上1只氣球，使勁吹氣。你能吹大嗎？

學生嘗試吹氣球。（學生發現吹不大）

教師講述：其中一個瓶子里面充滿了水，瓶中的氣球吹不大，這個時候我們說水占據了礦泉水瓶中的空間。水都倒了，為什么還是吹不大？那么沒有水的瓶子當中是不是也有東西占據了瓶中的空間呢？是什么？是看不見的空氣嗎？（板書：空氣）

（出示有洞的瓶子，請一個學生上來吹）這個瓶子為什么能吹大？不都是空瓶嗎？

學生思考并回答。

請學生上來觀察瓶子，發現有洞。

教師引導：為什么有洞的瓶子能吹大？

生：空氣出來了。

師：但是空氣我們看不見，你怎么知道是空氣跑出來的？我們可以用什么方法看到空氣從瓶中被擠出去的呢？

生：可以在小孔上方貼一張紙條或者沾一些粉筆灰來看看有什么變化。（引導時學生提出方式可以讓學生盡量嘗試）

演示實驗：紙條或者粉筆灰飛起來。

教師講述：這樣看來，空瓶中的氣球吹不大的確是因為空氣占據空間呀。（板書：空氣占據空間）

四、結語

課堂實驗與教學邏輯是相輔相成的。課堂實驗是學生獲取直接經驗的重要途徑，它可以幫助學生直觀地感受知識，激發他們的學習興趣。而教學邏輯則是幫助學生系統地學習知識，培養他們的思維能力和創新能力。只有將課堂實驗與教學邏輯有機結合，才能真正實現教育的目標，促進學生的全面發展。本課通過精心設計實驗順序尋找內在邏輯聯系，并且對個別活動做出適當改動，以推動學生思維發展。同時，利用材料的發放控制實驗的節奏，讓學生能夠自然地在活動中建構概念，提高教學有效性。