内容正文:
2-2《水珠从哪里来》教学设计
一、教材分析
本课是水单元的第 2 课,方向与前一课正好相反:前一课研究水怎样离开,本课研究水怎样回来。课标在 3~4 年级"2.1 物质的三态变化"中要求"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",本课对应的是"水蒸气凝结"这一条。
教材的核心设计是三组层层排除的对比实验,这个结构很值得注意:先用加盖与敞口的冰水混合物对比,排除"水蒸气是从杯内逸出的"这一猜想;再用无色与有色的冰水混合物对比,排除"水珠是从杯内渗出来的"这一猜想;最后用低温无冰的水杯与有冰的水杯对比,把真正的原因逼出来——低温才是关键。三组实验各自排除一个错误答案,最后剩下的才是结论。
本课的教学价值在于把"排除法"完整地演示了一遍。学生平时解释现象常靠单一例证,本课让他们看到:一个结论要站得住,需要多个不同角度的证据共同支撑,而且要把其他可能一一排除。同时,反复擦拭也擦不干、只有恢复常温才能擦干这一现象,让"低温"这一变量变得无可回避。
二、学情分析
前概念:学生对装有冰的物品外表面会有水珠、寒冷季节公交车车窗上会出现水珠等现象有经验,也能把水珠与水蒸气联系起来。
思维难点:学生难以把水珠与"低温"联系起来,往往想不到温度是决定因素;在推理过程中能用某一个现象说明问题,但很难综合多个不同证据共同推理。
表达难点:部分学生容易过多表达自己的想法,或把想象和猜想当作事实证据来使用;需要训练倾听的习惯和有依据地表达。
三、教学目标
科学观念:知道水和水蒸气虽然状态不同,但都是同一种物质。
科学思维:能观察不同条件下水珠出现的颜色、大小,推理出水珠出现的根本原因,归纳出温度是影响水状态变化的重要条件。
探究实践:能通过小组和班级交流、辩论,运用多种证据解释自己的观点,质疑别人的观点;能对水珠的来源作出假设,并根据假设设计控制变量的对比实验,分析得出结论。
态度责任:通过班级交流,学会实事求是地表达自己的观点,并用"实事求是"的标准审视别人的观点。
四、教学重难点
重点:通过对比观察,分析杯子外壁出现水珠的原因。
难点:根据不同的观点设计不同的对比实验。
五、教学准备
教师:班级记录表、教学课件。
学生:玻璃片、透明杯子、冰块、色素、干燥的毛巾。
六、教学过程(40 分钟)
(一)聚焦(0—5 分钟)
教师活动:由贴近生活的问题情境导入,帮助学生回忆窗玻璃上出现水珠的现象,激发他们表达和交流日常生活经验的欲望。学生还可能提出从冰箱里拿出矿泉水瓶和易拉罐后,它们的外壁也会出现很多水珠等类似现象。教师进一步聚焦"这些水珠来自哪里呢?",引发思考与辩论。
学生活动:学生回忆并交流生活中见到水珠的现象,就"水珠来自哪里"表达各自的观点和理由。
设计意图:鼓励自由表达,让不同观点当场碰撞,既形成认知冲突,也让教师看清学生对凝结现象的真实认识水平。
(二)探索(5—30 分钟)
活动一:根据观点设计实验方案(5—12 分钟)
教师活动:鼓励学生自由表达对"这些水珠来自哪里"的观点和理由,了解学生的三类典型认识:一部分认为只要水蒸气遇到物体就会形成小水珠、和温度无关;一部分认为水蒸气遇冷才会出现小水珠;还有一部分认为水珠可能是水从外壁的另一侧渗出来的。引导学生认识到水珠到底怎样形成需要更直观、全面的证据,让学生尝试根据自己的观点设计实验方案寻找证据。提示制造低温环境可用冰水混合物或冷冻玻璃杯,验证是否与内部水蒸气外溢有关可用加盖玻璃片比较,验证是否渗出可向冰水混合物中加色素鉴别。提醒学生注意控制水量、冰块数量等变量。
学生活动:学生分组根据自己支持的观点设计实验方案并交流,互相质疑补充,与教材中的三组实验比较后完善方案。
设计意图:让实验方案从学生的观点中长出来,而不是照单执行;方案被同伴质疑的过程本身就是控制变量思想的实践。
活动二:分组实验,收集证据(12—26 分钟)
教师活动:组织学生按确定的方案实验,把发现记录在实验记录单上。巡视指导各组控制变量、如实记录。
学生活动:学生分组完成三组对比实验,观察并记录:装有冰水混合物的杯子无论是否用玻璃片盖紧杯口,外壁均会出现水珠,且水珠无色透明,与杯内有颜色的冰水混合物无关;空的杯子经冷冻降温后,杯壁内外同样会出现水珠,反复擦拭也无法擦干,只有杯子恢复常温后才能擦干。
设计意图:三组实验各自对应一个待排除的猜想,现象对比鲜明,学生能自己读出结论;"擦不干"这一细节让低温的作用变得直观。
活动三:整理证据,形成解释(26—30 分钟)
教师活动:引导学生把三组实验的现象放在一起比较:加盖与否不影响结果,说明与杯内水蒸气是否逸出无关;水珠无色,说明不是杯内有颜色的水渗出;空杯子冷冻后同样出现水珠,说明关键在温度。
学生活动:学生比较归纳后交流,认识到水珠来自空气中的水蒸气,遇到温度低的杯壁后变成小水珠。
设计意图:把分散的现象汇总成一条完整的证据链,落实"综合多个证据推理"这一思维目标。
(三)研讨(30—35 分钟)
教师活动:提出"杯子外壁的水珠来自哪里?生活中有什么现象可以证明这一点?",此问可贯穿探索活动的前、中、后各阶段,了解学生想法的变化。提出"杯子外壁上水珠的出现和什么有关?",引导学生联系第三组实验中冷冻后的空水杯内外均出现水珠的现象,通过对比归纳得出结论;同时联系第 1 课大杯子内壁出现的水珠,再次说明水蒸气是无色无味的气体。
学生活动:学生交流生活中证明水珠来自水蒸气的现象,归纳出水珠的出现与温度紧密相关,并说明水蒸气无色无味。
设计意图:把"来自哪里"和"与什么有关"分开研讨,前者指向物质来源,后者指向条件,避免学生把两个问题混为一谈。
(四)拓展(35—38 分钟)
教师活动:组织学生交流讨论"生活中还有哪些地方出现水珠?",提供更多应用所学原理解释现象的机会,如冬天从室外回到室内眼镜片上出现一层薄薄的水珠、夏天冰棍上冒"白汽"、冬天嘴里呼出"白汽"等。
学生活动:学生列举更多凝结现象,并尝试用"水蒸气遇冷变成小水珠"来解释。
设计意图:让生活中的事实成为论据,引导学生进一步进行科学论证,达到学以致用。
(五)课堂练习(38—40 分钟)
(1)装有冰水混合物的杯子外壁出现水珠,这些水珠来自( )
A. 杯内的冰水渗出来的
B. 空气中的水蒸气遇冷变成的
C. 杯子的玻璃融化而成的
D. 桌面上的水爬上去的
答案:B。
讲评要点:实验中往冰水混合物里加了色素,而外壁水珠仍是无色透明的,说明水珠不是从杯内渗出来的;用玻璃片盖紧杯口后外壁照样出现水珠,说明与杯内水蒸气是否逸出无关。这些证据共同指向:水珠来自空气中的水蒸气遇冷凝结。
(2)下列现象中,与"水蒸气遇冷凝结成小水珠"原理相同的是( )
A. 湿衣服晾干
B. 冬天从室外进屋,眼镜片上出现水雾
C. 水结成冰
D. 食盐溶解在水中
答案:B。
讲评要点:眼镜片温度低,进入室内后空气中的水蒸气遇到冷的镜片凝结成小水珠,形成水雾,与水珠出现在冷杯外壁的原理相同。湿衣服晾干是蒸发,水结成冰是凝固,食盐溶解是溶解现象。
七、板书设计
水珠从哪里来
猜想一 杯内水蒸气逸出 → 加盖对比,照样有水珠 ✗
猜想二 杯内的水渗出 → 加色素对比,水珠无色 ✗
猜想三 与温度有关 → 冷冻空杯照样有水珠 ✓
空气中的水蒸气 ——遇冷——→ 小水珠(凝结)
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