《空气占据空间》教学案例与评析

万晓华 刘辉

摘要科学思维是在科学实践活动中形成和应用的思维，主要遵循提出问题、搜寻事实、捕获信息、立论解释的过程。科学探究的核心是培养学生的科学思维能力。学生在认识了空气确实存在的基础上，经过递进式实验从不同角度、不同体验获取的现象中，归纳推理得出相对合理的结论，建构出“空气能够占据空间”的科学概念。将“空气能够占据空间”延伸拓展，应用到真实生活情境中，以解决实际问题，实现知识迁移学以致用，让学生感受到生活中无处不在的科学技术，体现课程标准的整合理念。

关键词科学思维;递进;归纳

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.36.009

Teaching Cases and Evaluation of “Air Occupying Space"

WAN Xiaohua，LIU Hui

（Primary School Attached to Northeast Normal University，Changchun，Jilin 130021）

Abstract：Scientific thinking is the thinking formed and applied in scientific practice. It mainly follows the process of asking questions，searching for facts，capturing information and making comments and explanations. The core of scientific inquiry is to cultivate students，scientific thinking ability. On the basis of knowing that air does exist，through progressive experiments，students conclude and infer relatively reasonable conclusions from the phenomena obtained from different angles and different experiences，and construct the scientific concept of "air can occupy space". The "air can occupy space" is extended and applied to real life situations to solve practical problems，realize knowledge transfer and apply what they have learned，so that students can feel the ubiquitous science and technology in life and reflect the integration concept of curriculum standards .

Keywords：scientific thinking;progressive;induce

1教學分析

《空气占据空间》一课是人教鄂教版《科学》三年级下册第三单元“周围的空气”的最后一课。本课属于物质科学领域的内容，在学生认识空气确实存在的基础上，通过“杯子倒扣纸不湿“给气球充、放气”“瓶内吹气球”等活动，引导他们认识空气和其他物质一样，能够占据空间。

本课对应课程标准的主要概念为：空气是一种常见的混合物质。本课对应中年级段的学习内容为：空气具有质量并占有一定的空间，形状随容器而变，没有固定的体积。本课相应的学习目标为：知道空气具有质量并占有一定的空间，空气总会充满各处。

学习本课之前，我们对学生的已有认知和探究能力进行了调查。三年级学生对水和空气已经有了一定的了解，已经具有基本的观察能力，对探究的过程、方法有初步了解，但科学论证的思维方式还没有形成，通过观察、分析实验现象得出科学概念对学生来说有一定的困难。对证据的重视，理性的思考，大胆的质疑，是培养这个阶段学生科学态度的重要标志。基于以上分析，我们确定的教学目标如下：

知道空气占据一定的空间。

会用实验方法证实空气确实占据空间。

能够在科学事实的基础上进行预测和解释。

能够边实验边思考，形成尊重事实、实事求是的科学态度。

能够将空气占据空间与日常生活联系，了解其对人类生活的影响。

2简要教学流程

本课在学生对水和空气有一定认知基础上，引导他们通过观察、实验、推理、质疑、研讨等活动，建构空气占据空间的概念。本课教学着力培养学生的科学思维，引导他们利用实验方法即借助可见物的变化，研究不可见物的性质和规律。

2.1聚焦问题

课的开始播放“乌鸦喝水”的动画，激发学生学习兴趣并思考：乌鸦是怎样喝到水的？利用板书中的图画，引导学生认识固体、液体能占据空间。有很多学生不能明白“占据空间”，通过让他们说说生活中“占地方”“占位置”的例子，进一步解释什么是“占据空间”，归纳总结出“占据空间”就是一个物体占据的空间，另外一个物体就不能同时占有它。学生明确占据空间的概念后，聚焦问题：固体、液体占据一定空间，空气也占据空间吗？学生提出自己的假设，并结合生活说明理由，教师由此了解学生的原有认识。由于空气具有无色无味、看不见、摸不到的特性，学生对于空气是否占据空间存在困惑，容易产生认知冲突。

2.2杯子倒扣纸不湿

将一团纸塞进杯子底部，教师先让学生预测纸团是否会湿。然后，学生动手实验，将纸团塞在杯底，杯口向下竖直慢慢扣入水中，再竖直慢慢移出擦干杯口，观察实验现象，并尝试进行解释。学生体验了空气隔绝了水和纸团，对空气占据空间获得了初步认知，但由于空气看不见、摸不到，一些学生并不能确定自己的解释是否正确，还存有质疑，由此引发新的认知冲突，促进他们进一步思考和探究，于是进入下一个活动的探究。

2.3给气球充气、放气

教师抛出问题：我们还有什么方法能证实空气能占据空间呢？然后让一名学生演示给气球充气、放气的过程，其他同学仔细观察。学生观察到：充气时，空氣进入占据空间，气球变大鼓起;放气时，空气跑出，气球内空气占据空间变小，气球变小。再利用类比推理的方法，引导学生提出空气占据空间的证据，如给游泳圈、篮球、排球、足球充放气等。这样，学生就能建构空气占据空间的概念。

2.4向瓶内吹气球

本活动让学生利用空气占据空间的知识解决问题。学生在游戏中发现向密闭的瓶内吹气球，气球不能被吹大。活动后让学生解释原因，再引导他们思考如何让瓶子内的气球吹大，学生想出很多方法。这个活动既是一个探寻实验证据的过程，也是一个知识的迁移和运用的过程，还能进一步证明空气占据空间。

三个探究活动从不同角度让学生逐步展开思维，逐渐接近问题的核心，最终通过归纳推理得出相对合理的结论，建构“空气能够占据空间”的科学概念。在这个过程中，学生利用推测、类比、聚焦和发散思维等多种思维方法进行科学实践活动，思维能力得到发展。

2.5拓展与应用

拓展与应用环节将空气占据空间的特性与生活结合起来，通过分析生活中的应用案例，如轮胎、游泳圈、淘气堡、汽艇、食品包装里充气等，帮助学生将课堂上所学的知识与生活建立联系，达到知识迁移、学以致用的目的。

3教学评析

本课凸显了人教鄂教版《科学》教材注重科学思维培养的特点，教学环节的设计紧扣编写逻辑，教学过程的实施基于学情，关注学生的已有经验，很好地达成了教学目标。

3.1引导学生亲历探究过程

学生是科学学习的主体，教学的出发点和落脚点都应当基于学生的真实需求与发展，真正以学生的发展为本。学生经历了观察、发现、分析、质疑、收集证据、归纳总结、得出结论等探究活动，科学知识和探究能力得以提高，培养了尊重事实、实事求是的科学态度。

3.2关注教学细节的处理

PPT出示学习任务时，以往的做法是找一名同学读一读，这样做效果不一定好，因为部分同学可能没有思考。本课让全体同学默读，然后用自己的语言说说实验应该怎么做、需要注意什么，能够更好地集中学生的注意力。

在“杯子倒扣纸不湿”的活动中，教材没有用过多的文字说明，我们特别注意让学生明确实验的步骤及注意事项，对“压紧“竖直”等操作，进行演示指导，确保实验的成功。

3.3关注学生已有经验

本课关注学生已有的生活经验，引导他们在真实情境中解决问题，充分利用他们的生活认知和科学认知之间的矛盾冲突，激发他们的学习兴趣。不仅是引入环节，后续三个活动环环相扣，都有一定的认知冲突，可以促使学生积极思考、主动学习。

3.4规范学生的语言表达

语言是思维的载体，在流畅、清晰的交流表达中，学生的科学思维能够得到更好的训练。刚刚步入三年级的学生语言表达比较零碎、不完整，在交流环节，教师要让他们尽可能多说，同学间互相补充;在倾听、表达过程中，教师要通过不断追问，让他们运用科学语言准确完整地表达。

3.5培养学生科学推理能力

科学始于好奇，发现始于观察，分析促进推理。活动中，教师指导学生有目的地观察，分析现象数据，并利用实验现象和数据推测将要发生的现象。活动后，学生先描述看到的现象，猜测可能的原因，再进一步想办法找更多的证据验证自己的推测。这样教学，让学生经历实验论证的过程，充分利用推理，预测和解释实验现象。

3.6重视发展学生的科学思维

科学思维是科学学科的本质特征之一，本课十分注重学生科学思维能力的培养。围绕教学目标和科学实践主题，设计了三个探究活动。这三个活动循序渐进，由浅入深，每个活动之间环环相扣。在前两个活动中，学生观察实验现象，推测原因，合理质疑，提出问题和猜想，教师能够利用学生产生的问题，引导他们寻找更多证据，逐步认识“空气占据空间”的特征。第三个活动是应用空气性质解决实际问题，进一步验证“空气占据空间”。通过三个活动，学生自主建构了相关概念，思维经历了一个从感性参与到理性提升的升华过程，思维是层层递进的，科学概念的建构水到渠成，师生在预设与生成的经历中享受着探索的快乐。

3.7延伸拓展，实现知识迁移

本课注重引导学生将科学知识与生活实际结合，引导他们在日常生活中寻找哪里应用到了“空气占据空间”这个性质，很好地落实了课程标准中科学、技术、社会与环境目标。学生将科学探究中所形成的知识应用到真实情境中，解决实际问题，感受科学技术在生活中无处不在，产生了对科学的亲近感和对科学探究的兴趣。

参考文献

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[2]于伟.回到教育的原点：对于学习的五点思考[C].东北师范大学附属小学.率性教育研究.长春：东北师范大学出版社，2021：2-4.

[3]张英妮，信海凤.课堂观察在小学科学课堂教学中的应用[J].吉林教育，2018，3：57-58.