2.3《水沸腾了》教学设计-2025-2026学年三年级科学上册教科版

水沸腾了 学 科： 科学（教科版） 年 级： 三年级上册 单 元： 第二单元《水》第三课 课 时： 1课时 学 校： 成都大学附属小学 授课人： 吴裕程 指导团队：董双威、赵金艳、毛丽、段明娜 一 内容分析 （一）课标研读 《义务教育科学课程标准（2022版）》指出，科学课程旨在培养学生的核心素养，形成初的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任，树立正确的价值观和社会责任感。 科学课程设置的13个核心概念中，核心概念（一）“物质的结构与性质”通过创设情境或利用真实情境，引导学生在科学观察中获取直接经验。世界是物质的，太阳系、地球、原子、基本粒子、电磁场等都是物质。不同组成与结构的物质具有不同的性质，物质的性质决定了其功能与用途。认识物质的组成、结构、性质及用途，有助于学生形成物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化等跨学科概念。物质的结构与性质在科学课程内容结构中的分布如图1。 图1 科学课程的内容结构 （二）教材解析 1.明确教材内容，关联核心概念 教材版本 教科版小学科学三年级上册 单元课时 第二单元第3课《水沸腾了》 学科核心概念 （一）物质的结构与性质 跨学科概念 物质与能量、结构与功能、稳定与变化、系统与模型 内容与要求 1.1物质具有一定的特性与功能①能使用简单的仪器测量一些物体的长度、质量、体积、温度等常见特征，并使用恰当的计量单位进行记录。 1.2空气与水是重要的物质⑦说出冰、水、水蒸气在状态和体积等方面的区别，知道三者虽然状态不同，但都是同一种物质。⑧观察并描述水沸腾或结冰的现象;了解一般状况下，水沸腾和结冰时的温度，知道温度是影响水沸腾和结冰的重要因素。 2.1物质的三态变化②描述加热或冷却时常见物质发生的状态变化，如水结冰、冰熔化、水蒸发和水蒸气凝结。（物质的变化与化学反应） 4.1能的形式、转移与转化②描述测量物体温度的方法，知道摄氏度是表示物体冷热程度的常用温度标准单位。（能的转化与能量守恒） 学业要求 能举例说明物体具有长度、质量、体积、温度等特征;能说出水有三种状态;能使用简单的仪器测量物体的长度、体积、温度、质量等。 知道物质具有固态、波态、气态三种状态。（物质的变化与化学反应） 能利用科学词汇、图示符号等方式记录现象。（能的转化与能量守恒） 教材内容 2.围绕核心概念，梳理知识结构 物质的结构决定其性质，性质进而决定用途；反过来，用途也能反映性质。同时，物质的组成影响其性质和使用性能。因此，这四个要素——组成、结构、性质与用途——相互关联、相互制约，形成一个统一的体系。 2022版《义务教育科学课程标准》中，核心概念（一）“物质的结构与性质”的知识结构如图2。 图2 物质的结构与性质的关系四面体 核心概念“物质的结构与性质”——水在不同年段中的内容分布如图3。 图3 核心概念“物质的结构与性质”——水在不同年段中的内容分布 （三）解析单元教材，把握整体脉络 1、梳理纵向结构，把握学段进阶 学生从一年级开始奠定基础：在“身边的物体”单元（一年级下册），通过观察水的基本特征（如颜色、状态、气味和无固定形状），初步认识水的物理性质；尤其“观察一瓶水”等活动培养学生对常见物质的感知能力，为后续学习提供前置知识。 核心在三年级深化理解：基于一年级对水的基础认知，三年级上册“水”单元通过实验课（如“水沸腾了”“水结冰了”“冰熔化了”）系统探究水的三态转化。“水沸腾了”课时为核心环节：引导学生观察沸腾时水中气泡的生成破裂、水面“白汽”及水量减少现象，同步记录时间温度数据关系图，揭示“加热升温→沸点恒温”的规律，建立热能驱动分子运动的动态模型。通过分析模型，学生理解沸腾是能量驱动的相变过程，深化“稳定与变化”的辩证关系，并初步构建“系统与模型”的科学思维框架 高阶学段扩展应用：在五年级“热”单元和六年级“计量时间”单元，学生虽未直接学习水沸腾，但利用水的特性（如热传递性、流动性）应用于热现象和水钟制作，巩固前期知识（如水的状态变化需能量），形成完整体系。这一纵向进阶强调从观察、实验（尤其水沸腾实验）到分析推理的全过程，持续培养学生科学素养（科学思维、探究实践），并体现在教材知识安排中（图4）。 图4 “水”在小学教材中的单元分布 2、梳理横向结构，把握课时关联 水的三态变化探究（第1-5课） 教师将引导学生聚焦水的形态转化规律，通过生活化实验与现象观察，构建对水三态变化的系统认知：气液转化（第1-3课）：从蒸发（第1课《水到哪里去了》）切入，过渡到凝结（第2课《水的凝结》），到整合于沸腾（第3课《水沸腾了》）：学生亲历水沸腾实验，记录气泡变化与温度随时间的变化，发现蒸发与凝结共存（如壶口“白汽”是水蒸气遇冷液化的水滴群），构建气液动态平衡模型。固液拓展（第4-5课）：探究凝固（第4课《水结冰了》）和逆向验证融化（第5课《冰融化了》），深化能量能改变水的三态循环的核心观念。 溶解特性的发现（第6-7课） 教师带领学生转向“水与其他物质的互动”，从定性现象到定量规律，培养变量控制思维。溶解限度（第6课《水能溶解多少物质》）：学生像科学家一样设计对比实验，记录盐、糖等物质在不同水量中的溶解量，不同物质的溶解能力不同，渗透出“溶液饱和度”概念。溶解速率（第7课《加快溶解》）：学生自主探究颗粒大小、水温、搅拌对溶解速度的影响，了解那些条件能加速溶解，渗透并强化“公平实验”的科学规范。 分离实践与概念升华（第8课） 学生运用单元知识解决真实问题，在分离混合物中理解“稳定与变化”的辩证关系。调用沸腾原理蒸发食盐水，提取盐颗粒；结合溶解特性设计过滤方案（如筛分沙与盐），体会“溶解态稳定”与“相变分离”的转化条件；通过分离实践运用，学生将零散知识整合为系统认知，奠定“物质变化可逆性”的跨学科思维基础。 图5 “水”单元认知结构图 （三）学情分析 认知基础与生活经验层面：学生在一年级已初步认识水的流动性、透明性、能描述出水的颜色状态和气味等特性，尤其通过《水到哪里去了》一课对自然蒸发有基本了解，但尚未建立系统的沸腾概念。日常生活中虽然常见烧水沸腾现象，认知仍停留在模糊的感性阶段（如“冒泡”“有白气”），对沸腾的条件（持续加热）、温度稳定（100℃）以及能量的传递缺乏科学理解。 实验能力与行为特点层面：作为首次接触酒精灯、温度计、石棉网等专业器材的三年级学生，操作技能薄弱是主要难点——酒精灯点燃/熄灭规范易疏漏，温度计读数易偏差（如俯视或触碰杯底），实验装置组装（铁架台石棉网烧杯配合）需分步指导；同时，学生探究兴趣浓厚但注意力易分散，小组分工协作能力初建，且对加热安全风险（烫伤、酒精泼洒）意识不足，需通过任务驱动（气泡阶段记录表）、角色分工（操作员/记录员）及安全预演（模拟灭火流程）强化规范。 二 教学目标 科学观念：通过利用酒精灯给水加热的活动，知道水受热超过一定温度时会沸腾，水沸腾后温度不再发生变化。液态的水变成气态的水蒸气，体积会变大。 科学思维：通过交流、分析、概括等方法，知道水沸腾与水蒸发两种现象的异同。 探究实践：能够正确利用酒精灯给水加热，用口述、图文结合、数据等方式表达水加热过程、水沸腾时观察到的现象。 态度责任：在探究实践活动中，形成实事求是、重视证据的科学态度以及愿意与他人合作、乐于交流的学习态度。 三 教学重难点 重点：观察水加热和沸腾过程中产生的现象。 难点： 1.正确组装和使用实验器材。 2.掌握和分析利用文字、图表、图画等描述实验现象，水沸腾现象的实验。 3.理解冒出的“白气/白雾”和水蒸气之间的关系。 四 教学准备 教师：课件PPT、虚拟实验平台。 学生：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水温计、水、计时器、火柴、实验记录单。 五 教学过程 教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图 聚焦：生活问题驱动 生活情境导入 1.教师创设生活情境，展示烧水图片，引导学生观察并提问，激发学生对沸腾现象的关联思考。 语言示例：若持续加热这杯水，会怎样？” 水沸腾了（板书，揭示课题） 学生观察图片并联系生活经验，口头描述沸腾现象，初步表达对风险的认识。 语言示例：，有白气和气泡产生；水变热、变得越来越少，咕噜咕噜的声音。 生活经验→科学问题 激活前概念，聚焦核心问题，激发探究动机 探索：结构化探究 实验器材与操作规范学习 （一）实验装置构建 1.教师引导学生认识酒精灯结构，提问引导猜测加热部位。 语言示例：“酒精灯的结构是什么样的？应该用灯焰的哪一层加热？” 2.教师组织实验验证，引导学生通过验证发现，外焰温度更高。语言示例: “你觉得应该用哪一层加热？” “我们既要合理的猜测，也要实验验证，现在我将两根火柴同时放在外焰和焰心中，你观察到了什么？” 3.教师讲解酒精灯如何规范使用， 语言示例：“通过实验验证，我们知道了要用外焰加热，那在操作中，如何规范使用酒精灯呢？” 4、水温计悬挂要点？——浸没液泡、避碰杯壁。 （二）虚拟预演、实物组装 5.教师引导学生认识实验器材，讲解石棉网作用，组织虚拟实验预演，指导学生口述操作流程。 语言示例：“铁架台、石棉网、烧杯、水、火柴、温度计…” 语言示例：“哪位同学来操作虚拟平台组装加热装置？” 即时反馈操作误区（如酒精灯位置错误、水温计液泡放置问题） 语言示例：第1步：操作员倒30 ml水，第2步：放石棉网、装有水的烧杯，温度计，完成实验器材的组装，第3步：点燃酒精灯，第4步：放酒精灯在烧杯的正下方，第5：开始计时。（微视频展示） （三）实验记录与现象分析 6.教师组织学生进行安全提醒以及实验操作，指导填写实验记录单，引导学生汇报现象。 7.操作及安全提示：语言示例：1、加热时，不要触碰实验器材。2、浸入水中，不能触碰杯底和杯壁。为了便于大家度数，使用了电子温度计。3、实验结束后，用湿毛巾包裹，取下酒精灯，然后盖灭。4、明确分工 观察角度： 用图文记录水中气泡形态/水面变化/白气产生位置 注：巡视时注意学生们数据记录的规范性和现象描述的准确性。 语言示例：“接下来按照实验流程加热烧杯中的水，并将你观察到的实验发现填写在实验记录单中。” “哪个小组愿意来分享实验成果？” “观察认真、操作规范、记录也完整详细，充分展现了团队合作的精神，值得每个小组的同学学习，其他小组还有补充吗？” “你们不仅有科学探究精神，还能发现其中的安全隐患，了不起，为你们点赞。” 1.学生观察酒精灯结构，关注到火焰的分层。 语言示例：“酒精灯由酒精、灯芯、火焰组成。并且它的火焰分了层，有外焰、内焰和焰心。” 2.学生提出猜测并参与验证实验，总结酒精灯使用规范。 语言示例：“我觉得要用焰心，感觉它在里面应该温度更高。火柴在外焰燃得更快，所以是外焰的温度高。” 3.学生观察图片，总结酒精灯使用的规范。 语言示例：“要使用火柴点燃酒精灯，不能用嘴吹，但可以用灯帽盖灭。不能用燃着的酒精灯去点燃另外一个酒精灯，可能发生火灾。” 4.红色液泡要浸入水，同时不能碰杯壁和杯底（模拟水温计正确放置） 5.学生识别实验器材，理解石棉网的隔热作用，参与虚拟组装并口述操作流程。 语言示例：“保护作用（隔热） 语言示例：“先固定铁架台→调下面铁圈高度→放石棉网→放装有水的烧杯→调上面铁圈高度→放水温计，使液泡完全侵入到水中，不碰杯底和杯壁→点燃酒精灯→观察烧杯中水的现象并记录水温计的视数。 自下而上（了解组装逻辑） 6.学生分组实验，观察并记录水沸腾时的温度和现象，并指出存在安全风险。 口述操作流程： 4人小组合作组装装置，材料员核对材料是否齐全，操作员负责点火/熄灯，观察员观察现象和读取水温计的视数，记录员记录现象和视数 证据收集 观察员每隔2分钟观察水杯中的现象和水温计的视数。 记录员使用图文记录现象和温度视数，并用关键词描述现象。语言示例：“50 ℃杯底小气泡→80 ℃气泡上升→100 ℃水面翻滚 产生大量白气” 语言示例：“气泡产生→上升→破裂，温度升高。”沸腾时气泡从杯底到水面，由小变大，温度保持不变，产生的白气更多。 “有烫伤和酒精灯失火的危险。” 方法指导→模拟实践 1.了解器材用途，突破器材(酒精灯、温度计、石棉网)难点，培养规范化实验操作意识，为真实实验奠定操作基础。 2.（3.）通过实验对比外焰与焰心温度，强化“外焰加热”的科学认知；将安全规范转化为可操作条目，图文与模拟演练相结合，形成行为记忆。 5.通过虚拟实验预演，让学生在零风险环境中熟悉操作流程，强化“装置安全”意识，为实物操作打下基础，同步训练科学流程与安全行为。 自主探究→证据意识 6.通过分工合作获取真实条件下产生的实际数据，加强对实验过程中实验现象和温度数据的图文记录，培养观察记录能力和团队协作精神。 研讨：证据链思辨 1.规律归纳： 水从室温到沸腾过程中的温度变化有什么规律吗？ 温度为多少的时候会出现沸腾现象?（展示实验记录表格，总结实验现象） 2.现象辨析 沸腾时产生的大量“白气”是什么?（分析实验现象，总结实验结论） 学生基于实验观察，解释水沸腾是加热导致水分子的剧烈运动。 1.水在加热的过程中温度不断上升，沸腾后温度不再上升。水在加热的过程中，我们看见杯底有气泡产生，气泡上升并且不断变大，到水面时气泡破了，水面看见热气产生。 正常压强下是100℃时出现沸腾现象。沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈汽化现象，沸腾后水面翻滚，水的温度不变。 2.水蒸气是看不见摸不着的气体，“白汽”其实是水蒸气跑出来，遇到冷空气形成的小水珠。（修正前概念） 证据分析→概念生成 通过实验反向推理实验现象产生的本质原因，破除前置知识和概念迷雾，建立正确的科学的模型认知。 同时培养学生总结、表达以及分享能力。 拓展：跨学科迁移 1.水蒸气在生活中应用 2.科技史渗透 “科学的尽头就是烧开水” 课后，同学们可自“查阅蒸汽机发明中的科学故事” 1.理解“水蒸气膨胀→动力产生”，自主检索科技史资料。 学科融合→人文渗透 链接水蒸气科技发展史，感悟科学原理在生活中的应用价值，以提升孩子们的知识运用和安全意识的防范，以提高学生的综合科学素养。 板书 设计 从游行远 小学大成 2 学科网（北京）股份有限公司 六 实验记录单 $