郑渭清
浙江省衢州市柯城区姜家山乡中心小学 浙江 衢州 324000
课程资源是课程要素的直接来源，也是课程实施的保证。《课程标准（试行）》明确指出：积极开发并合理利用校内外各种课程资源，学校要充分发挥各种社会资源以及丰富的自然资源。课程资源是指有利于进行科学教育活动的各种资源。课程资源建设的一个重要原则就是突出学生的学习主体地位，让学生主动运用各种资源的开展学习，形成利用资源、善用资源的意识。从而培养学生自主合作探究的学习能力，课程资源建设另一个重要原则就是给予教师充分的赋权，让教师在理解课程标准和教材理念的基础上，拥有更多的课程决策权，鼓励教师主动开发各种课程资源，让科学课程的实施生动活泼、丰富多彩。教师做到积极主动开发利用生活中自然资源，可以提高学生学习科学的实验效果。
一、小学科学实验遇到的问题。
教师教学2019年科教版新版三年级上册第二单元《空气》第二课《空气能占据空间吗》一课。学生根据已有的知识，通过教师示范可以理解像沙子这样的固体物质能占据杯子的空间，像水这样的液体物质也能占据杯子的空间。教师通过实物沙和水向学生示范讲解物质占据空间的原理。再在水面上放一只乒乓球，问学生这时乒乓球占据杯子的空间吗？课前教学时渗透两种物质不能同时占据同一空间的科学原理。接着教师出示空着的杯子问学生：这只空着的杯子是否有物质？学生回答，杯子里有空气，教师继续问：那么空气是否能占据空间？问题激发了学生的学习兴趣。但是孩子不容易理解空气能占据空间。“通过实验探究认识空气能占据空间”这是本课的教学重点。如何突破这个重点教学也就是成为教师的教学难点。
这堂课实验活动遇到的问题是学生是否从探究实验活动中清楚地认识到空气能占据空间这一科学原理？
教材上面呈现的实验情景就是“把纸团粘贴在透明塑料杯的底部，再将杯子竖直倒扣水中，纸团会湿吗？”引出探究空气能占据空间的科学问题。如果教师直接使用教材上的情景进行实验教学，实验材料单一，实验探究过程简单。作为小学三年级的学生很难理解空气能占据空间这一个科学概念。因为通过这个实验只是一个“静止”状态的实验过程。学生难以观察，思维训练简单，质疑反馈效果差，这样孩子很难准确理解这种看不见，摸不着的物质是如何占据空间的呢？老师怎样让学生正真理解看不见，摸不着的空气能占据空间成为这堂课教学重点与难点。教师如何把这个“静止”状态实验，变成“运动”状态的实验？让学生把看不见，摸不着变成为看得见，摸得着的实验过程成为教师遇到教学活动的问题。
二、教师提供有效地实验材料，提高实验效果。
科学思维有科学的抽象思维、形象思维和直觉思维三种形式。科学思维其中一个最基本的特征就是抽象性和形象性的统一。抽象思维是科学思维的核心，形象思维是科学思维的先导，具体的科学思维往往是同时存在着的两种思维，抽象思维和形象思维相互作用、相互补充，推动着科学的发展。科学思维与创新主要包括模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。质疑创新的核心是科学创造力。科学创造力是在科学知识学习、科学问题解决和科学创新活动中，根据一定的目的，运用一切已知信息，在新颖、独特且有价值地表现出来的只能品质或能力。如何让学生理解“空气能占据空间”这个科学概念的理解。为了突破这一难点，也就是让学生正真理解这个科学概念。老师可以让看不见、摸不着的空气这一抽象思维，变化看得见、摸得着的形象、直觉思维呢？
教师通过查资料，找视频等学习了一些新的教学方法。教师准备实验材料：水槽、水、乒乓球、塑料泡沫块、透明一次性塑料杯子和底部钻小孔并用胶布粘贴住小孔的透明塑料杯各1只以及去底带盖子的矿泉水瓶1个、弯曲成7字型塑料吸管1支等。
这堂课探究实验主要有三个实验活动过程。
实验活动一：
提出探究问题：用竖直倒扣的塑料杯去扣住水面上的乒乓球，乒乓球可能在水的什么位置？
1、实验材料：水、水槽、透明的塑料杯、乒乓球、抹布等。
2、实验方法和要求：
我们通过实验来研究乒乓球在杯子里的什么位置？把实验中观察到的现象记录下来。
（1）把水倒入水槽，把乒乓球放入水上，
（2）再把塑料杯竖直倒扣，并扣着乒乓球，
（3）最后把塑料杯缓缓地压下，
（4）认真地观察乒乓球在水里什么位置，
（5）每人一遍，思考记录。
实验记录用图表示（塑料杯倒扣下乒乓球在什么位置?）
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3、实验活动：
学生探究实验，教师巡回指导。
四人小组组织实验活动，实验每人一次，做好记录。
我学会观察：
当把竖直倒扣的塑料杯压到水槽底部时，杯子里的水面有变化吗？
这时请你在下列实验记录表活动一的杯子中用○画出乒乓球在杯中的位置和用线画出水面的位置。
我学会思考：
想一想，乒乓球为什么会压在水底？你观察到的这些现象说明了什么？
4.组织学生分组实验，教师巡回指导。
实验记录表：
实验活动一 实验活动二 实验活动三
1、画出乒乓球在塑料杯中的位置。
2、画出塑料杯中水位线
我的发现
学生组织实验，细心观察实验探究，将所观察到的现象画下或记录下来。
5.小组汇报交流。
（1）杯子里的乒乓球的位置有什么变化？（乒乓球下沉）
（2）这时说明水槽里的水有没有进到杯子里面？（没有进去）
（3）水为什么进不去呢？（因为杯子里有空气，空气占据了杯子的空间，水就进不去了）
（4）小结：这种现象说明空气可能占据一定的空间。
（5）分析乒乓球下沉的原因是什么？
有没有小组的乒乓球是上浮的呢？如果你的小组乒乓球是上浮可能是什么原因呢？
实验活动二：扎孔观察杯中水位的变化
1.引出扎孔：空气占据了杯子的空间，所以水进不去，你有办法让水进到杯子里吗？（借助乒乓球观察杯中水位的变化）
2.为了大家的安全，杯底的小孔已经扎好了，你们只要撕开杯底的胶带纸就可以根据要求进行实验。
（1）按住小孔，压杯入水。
（2）缓慢松开手指，观察变化。
观察与思考：
①当松开手指后杯子中的水面发生了什么变化？
请你在实验记录表活动二杯子中用○画出乒乓球在杯中的位置和用线画出水面的位置。
②还有哪些情况发生了变化？（如：杯底的小孔冒出小泡泡。）
3.学生继续小组探究，教师指导。
4.简单交流：
（1）杯子底部扎了小孔以后，杯子中哪些情况发生了变化？
（2）水面怎么会变高了呢？（水跑到杯子里面了）
（3）水是什么时候跑到杯子里面去的？（松开手指以后）
（4）水跑到杯子里后，空气去哪里了？（空气从小孔中跑出杯子的外面）
（5）空气被水挤出了杯子，就是说刚才空气占据的空间，现在被谁占据了？（水占据空间）
（6）水占据了杯子的空间，那么杯底的乒乓球怎么样了？（乒乓球上浮了）
实验活动三：用吸管吹气观察
1.提问：水的本领还真大，把空气挤出了杯子，你能想办法让空气再回到杯子中去吗？（封闭小孔向杯子里吹气）
2.出示吸管：怎么吹？把弯曲的7字型吸管短的一端伸入杯口，教师示范缓慢地吹气，我们就用它把杯子里的水赶出去。
观察与思考：当慢慢向杯子吹气的时候，杯子里面水有什么变化？
3.组织实验小组反馈：
（1）当慢慢向杯子吹气时，杯子里发生了什么变化？（预设：杯子里的水位缓慢地下降。）
（2）这说明了什么？（这说明杯子里的水被空气挤出去了，空气又重新回到杯子里，空气占据了杯子的空间）
教师组织研讨交流，师生课堂小结。
1.提问思考（投影展示学习单）：在刚才的三次实验中，你们分别看到了哪些现象？
2.课堂小结：这些现象告诉我们什么？（空气能占据空间）
教学实验活动学生十分兴奋，实验也非常欢乐。实验活动步步为营，环环相扣。学生通过快乐的实验活动，不知不觉地理解“空气能占据空间”科学概念原理。正如课程标准说的，知识是能力的基础，有知识不一定有能力。但没有知识一定没有能力。在应试教育背景下，我国特别强调重视知识和原理的教学，很多学校教师强调死记硬背知识与原理，而素养强调知识与原理的深度理解和灵活应用。教师重视科学概念与应用作为科学学科的核心素养。
三、 突破科学知识难点，让学生理解科学概念的深刻含义。
这节课的三个实验活动通过提出问题，形成假设猜想，到实验证明得出结论，以及在实验过程和结论进行交流，质疑的科学态度，突出孩子的学习能力、创新精神以及探究能力。从实验一竖直倒扣的透明杯扣住乒乓球，乒乓球在杯口下边，就是水位就在杯口上面，水并没有进入杯内，学生初步体会空气占据杯子的空间。再到实验二杯底钻孔的实验，发现乒乓球从在杯子里缓慢上升，也就是水占据了杯子的空间，把空气从小孔里挤出去。从而直观看到水位和乒乓球的上升变化，进一步体会水占据空间。“水和空气的空间是可以转换。”这个科学知识概念，三年级孩子也是十分难以理解。教材中采用：“往杯子里打气，空气会将水挤出杯子吗？”这样的实验操作在现实实验课里有时难以找到打气器具，也是很难以完成这个实验。多数教师有时只能理论教学，考教师嘴巴说说罢了，学生难以理解，教学也难以说服力。教师通过实验活动三，进行重复实验，学生看到动态的乒乓球在塑料杯里缓慢上下浮动。加深学生对水和空气所占据的空间是可以互相转换的思维。精心准备实验材料，备课时老师要走出教材，贴近生活，寻找学生生活中常用的实验材料。让学生认识的科学就在我们的身边。这样可以提高学生学习科学的兴趣，有助于培养学生探究和交流的科学核心素养。
四、课后拓展延伸，加深理解科学概念。
1、拓展一：
教师演示实验：纸团粘在去底的矿泉水瓶口，并把瓶盖拧紧，然后将杯子竖直扣在水中的乒乓球或塑料小泡沫粒，在水里里面的纸团会湿吗？ 老师把矿泉水瓶盖缓慢拧开时，继续观察你看到了什么现象？这说明了什么？
这个拓展活动就是利用教材实验活动情景，教师用一个去底带盖子的矿泉水瓶替代一只透明的塑料杯，经过这样一点小小的改动，再进行实验活动，学生轻松地观察、理解空气占据空间纸团不会湿。当缓慢松开瓶盖时乒乓球与水缓慢上升，纸团遇到水，所以纸团就变湿了。这样做：一可以避免纸团粘贴在杯子底部，竖直倒扣杯子时不小心脱落变湿，学生较难完成实验活动或者影响实验结果；二是学生通过实验活动可以直观的观察水与乒乓球的动态过程，从而理解纸团此时变湿的原因。进一步加深巩固空气能占据空间的科学概念以及原理。
2、拓展二：
用半瓶水、2根吸管，一个吸管的下端插入水中，另一个下端露出水面。再用橡皮泥把矿泉水瓶口密封紧。在不倾斜瓶子的情况下，你能利用空气将水从瓶中挤出来吗？说说空气被挤出来的理由。
总之，科学教师挖掘开发生活自然资源，优化科学实验效果，深化实验探究功能，提高学生学习科学知识的学习兴趣，这堂课不仅完成实验活动，还探究了科学原理和创新实验的兴趣，让学生主动成为学科学用科学的主人，从而培养学生的科学素养，提高科学理论概念从实践中验证科学性与理论性。
参考文献：
《义务教育小学科学课程标准解读》第二、十一章节