童海云

單元概述

三年級上冊《空氣》單元是以空氣為研究對象的主題單元，學(xué)習(xí)內(nèi)容主要涉及兩個方面——空氣的物質(zhì)屬性和資源屬性。

本單元教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計有三個方面的意圖。一是體現(xiàn)課程標準的基本理念——指向主要概念的教學(xué)。本單元的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生理解“空氣是一種常見而重要的混合物質(zhì)”和“地球是人類生存的家園”這兩個主要概念。二是體現(xiàn)教科版教材的基本特色——在教學(xué)中促進科學(xué)概念和科學(xué)探究能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。本單元通過一系列有聯(lián)系的觀察實驗，逐漸發(fā)展學(xué)生對空氣的認識，建構(gòu)相關(guān)的具體概念。三是強化學(xué)生的主體地位。本單元內(nèi)容的組織與教學(xué)統(tǒng)籌考慮知識、社會、學(xué)生三者的需求，強化學(xué)生的主體地位，在低年段學(xué)生對空氣特征有淺顯認知的基礎(chǔ)上，設(shè)計了許多和學(xué)生生活相聯(lián)系的活動，將科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)思想、科學(xué)知識、科學(xué)方法等學(xué)習(xí)內(nèi)容滲透在學(xué)生喜聞樂見的科學(xué)主題內(nèi)容中。

本單元的教學(xué)內(nèi)容主要體現(xiàn)了以下課程標準中的學(xué)習(xí)內(nèi)容：

1.1 能夠使用簡單的儀器測量物體長度、質(zhì)量、體積、溫度等常見特征，并使用恰當(dāng)?shù)挠嬃繂挝贿M行記錄。

1.3 知道固體有確定的形狀、體積和質(zhì)量;液體有確定的體積和質(zhì)量，液體的表面在靜止時一般會保持水平;氣體有確定的質(zhì)量，但沒有確定的形狀和體積。

3.1 知道空氣具有質(zhì)量并占有一定的空間，空氣總會充滿各處。

3.2 知道空氣中的氧氣和二氧化碳對生命具有重要意義。

3.3 通過觀察，描述熱空氣上升的現(xiàn)象。

知道空氣的流動是風(fēng)形成的原因。

列舉生活中常見的形成風(fēng)的一些方法。

本單元確定了如下教學(xué)目標：

科學(xué)概念目標

空氣具有一定的質(zhì)量并能占有一定的空間，沒有固定的形狀和體積?？諝饪倳錆M各處。

空氣中的氧氣和二氧化碳對生命具有重要意義。

空氣受熱后會上升。

空氣的流動是風(fēng)形成的原因。

科學(xué)探究目標

運用多種感官或者簡單的工具觀察對象的特征及現(xiàn)象。

在教師引導(dǎo)下，能基于所學(xué)知識制訂簡單的探究計劃。

在教師引導(dǎo)下，能運用感官和選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ?、儀器，觀察并描述實驗中所反映出來的空氣特征及現(xiàn)象。

以語言、繪畫、文字等形式進行描述和交流信息，并對觀察結(jié)果進行分析。

嘗試以氣泡圖、矩陣圖等圖表的形式整理信息。

在教師的引導(dǎo)下，能回顧和反思探究的過程和方法，做出自我評價與調(diào)整。

科學(xué)態(tài)度目標

能在好奇心的驅(qū)使下，對常見物體的特征，以及生活中的科學(xué)現(xiàn)象、自然現(xiàn)象表現(xiàn)出探究興趣。

認同以圖表形式組織和交流信息的重要性。

能如實講述事實，不盲從，當(dāng)發(fā)現(xiàn)事實與自己原有的想法不同時，能尊重事實，養(yǎng)成用事實說話的證據(jù)意識。

樂于小組合作探究，能主動參與合作學(xué)習(xí)活動，愿意傾聽他人的意見，積極分享自己的觀點。

具有分析、反思、嘗試運用多種探究方法的創(chuàng)新意識。

科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標

認識到空氣是重要的資源，需要珍惜和保護，愿意采取行動保護環(huán)境。

了解并意識到人類利用空氣的性質(zhì)改善生活，科學(xué)技術(shù)在生活中發(fā)揮著重要作用。

單元教學(xué)內(nèi)容分析

本單元共8課，這8課內(nèi)容的內(nèi)在邏輯關(guān)系是：整體感知空氣（第1課，感受空氣）—具體研究空氣的基本屬性（第2～7課）—調(diào)查、分析和總結(jié)空氣的特征和作用（第8課）。其中研究空氣的基本屬性主要是空氣能占據(jù)空間、有質(zhì)量、會流動，這些內(nèi)容能幫助學(xué)生理解“空氣和水、石頭等一樣，是一種常見的物質(zhì)”。最后一課，引導(dǎo)學(xué)生通過調(diào)查分析認識到空氣中的氧氣和二氧化碳對地球生命具有重要意義，空氣是一種重要的自然資源，從而培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境、熱愛大自然的環(huán)保意識和社會責(zé)任感。

第1課《感受空氣》。本課作為單元的起始課，主要有兩個方面的內(nèi)容。一是了解學(xué)生對于空氣認識的前概念，重點是從空氣特征和作用的兩個角度進行了解。二是感知空氣的一般特征，通過一組有結(jié)構(gòu)的活動，讓學(xué)生對“空氣是一種物質(zhì)”有初步而具體的感知。在活動中，教師要引導(dǎo)學(xué)生將空氣與一種典型固體（石頭）和一種典型液體（水）進行對比，找出異同。本單元后續(xù)課時的研究內(nèi)容都是基于本節(jié)課的認知基礎(chǔ)展開的。

第2課《空氣能占據(jù)空間嗎》。本課在學(xué)生認識了空氣確實存在的基礎(chǔ)上，讓他們通過三個連貫的實驗，認識到空氣和其他物質(zhì)一樣，能夠占據(jù)空間。本課第一個實驗是水中倒扣的杯子里的紙巾不濕，初步說明空氣占據(jù)了杯內(nèi)的空間，“保護”了紙巾;第二個實驗是在杯底打孔，學(xué)生可以觀察到空氣溢出，水占據(jù)了原先空氣的空間，因此能將杯子中的紙巾浸濕;第三個實驗是用打氣筒往杯子里打氣，空氣排開水后重新占據(jù)了空間。這三個實驗環(huán)環(huán)相扣，證明了空氣像水、石頭等物質(zhì)一樣，能占據(jù)空間。

第3課《壓縮空氣》。學(xué)生通過前一課的學(xué)習(xí)，認識到空氣能占據(jù)空間，但空氣占據(jù)空間與其他物質(zhì)（比如水）有何不同呢？本課通過推拉注射器的對比實驗，證明空氣容易被壓縮和擴張，并讓學(xué)生嘗試從物質(zhì)微粒的角度進行形象化的表征和解釋。

第4課《空氣有質(zhì)量嗎》。本課研究空氣作為物質(zhì)的基本屬性——有質(zhì)量。學(xué)生通過簡易天平進行測量，最后證明空氣是有質(zhì)量的。簡易天平是一個重要的測量工具，教師需要提前制作和調(diào)試好，保證天平能靈敏地反映皮球中增加的空氣質(zhì)量。學(xué)生的測量結(jié)果與他們的預(yù)測之間可能存在反差，會讓學(xué)生從質(zhì)量的維度上重新認識空氣的物質(zhì)屬性。

第5課《一袋空氣的質(zhì)量是多少》。本課的目的在于讓學(xué)生嘗試解決一個復(fù)雜的問題。學(xué)生需要運用測量和簡單的數(shù)學(xué)計算技術(shù)，估計出一袋空氣（100筒空氣）的質(zhì)量。學(xué)生把這袋空氣和與其他質(zhì)量相當(dāng)?shù)某Ｒ娢矬w進行比較，從而深化對空氣的認知——與同質(zhì)量物質(zhì)比較，空氣占據(jù)空間（體積）較大。這為學(xué)生以后學(xué)習(xí)“密度”概念提供感性經(jīng)驗。

第6課《我們來做“熱氣球”》。本課通過一個有趣的“熱氣球”模擬實驗，讓學(xué)生通過實驗現(xiàn)象感受到冷熱空氣不同的物理性質(zhì)。

第7課《風(fēng)的形成》。在認識了冷熱空氣不同的物理性質(zhì)后，學(xué)生對風(fēng)的形成會更容易理解。本課通過一套簡單的風(fēng)模擬實驗裝置，讓學(xué)生觀察到風(fēng)的流動，并初步分析空氣流動成風(fēng)的原因。

第8課《空氣和我們的生活》。本課作為單元的收尾課，通過調(diào)查活動，讓學(xué)生意識到空氣對人類和動植物生存的重要意義。同時，本課還引導(dǎo)學(xué)生對本單元的學(xué)習(xí)活動進行總結(jié)和概括，并把所學(xué)的知識用多種形式表達和展示。教師可以借此總結(jié)活動來評估學(xué)生的認知發(fā)展水平。

單元教學(xué)建議

1.整體理解單元的結(jié)構(gòu)和概念發(fā)展線索

在教學(xué)過程中，整體理解單元教學(xué)是十分重要的。本單元結(jié)構(gòu)和概念發(fā)展線索如圖1，由此圖我們可以看到本單元教學(xué)內(nèi)容與課程標準具體學(xué)段內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系，可以看到教材內(nèi)容的基本結(jié)構(gòu)為“總—分—總”，還可以看到具體內(nèi)容間的相互關(guān)系，比如空氣占據(jù)空間和壓縮空氣、熱氣球和風(fēng)等緊密相連。

教師整體理解單元教學(xué)，在教學(xué)實施過程中密切關(guān)注學(xué)生概念的發(fā)展，有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，同時也能逐步幫助他們真正理解和建構(gòu)科學(xué)大概念。

2.做好實驗的可視化設(shè)計和實施

空氣的透明、無色、無味決定了它不易被感知，所以教師需要借助一些標記物來幫助學(xué)生觀察。

比如，在空氣占據(jù)空間的實驗過程中，杯中的紙團、水面上的漂浮物（如塑料泡沫等）都是標記物，用來標記水位的變化，有助于學(xué)生借助水位的變化，觀察杯子中空氣占據(jù)空間的變化。風(fēng)的模擬實驗中，用煙霧或紙條作為標記物，可以幫助學(xué)生觀察空氣的流動。

雖然教材中有這樣的設(shè)計，但是教師還可以在實際教學(xué)中增加一些標記物，做好實驗的可視化設(shè)計。比如，《空氣有質(zhì)量嗎》一課中，簡易天平的平衡狀態(tài)是不易觀察的，教師可以增加可視化的裝置（比如指針等）來幫助學(xué)生觀察。

3.鼓勵學(xué)生做好實驗過程的記錄和解釋

本單元的實驗記錄有一個特點是強調(diào)過程性記錄。過程性記錄與實驗結(jié)果的記錄有所區(qū)別，過程性記錄會把實驗現(xiàn)象和產(chǎn)生該現(xiàn)象的實驗條件進行綜合記錄，這對學(xué)生有一定的挑戰(zhàn)。為了降低記錄難度，教師在設(shè)計活動手冊中的記錄表時，常常采用畫簡圖的方式讓學(xué)生做記錄。教師應(yīng)特別強調(diào)學(xué)生在實驗過程中要隨時記錄，也可以將實驗分環(huán)節(jié)進行，每完成一個環(huán)節(jié)就進行記錄，記錄完成后才能繼續(xù)做下一步實驗。

與過程性記錄相配套的是過程性解釋。課程標準關(guān)于探究目標的中段要求中強調(diào)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生能依據(jù)證據(jù)運用分析、比較、推理、概括等方法分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。在學(xué)生做過程性解釋時，教師要加以指導(dǎo)，特別要引導(dǎo)學(xué)生對實驗過程中相關(guān)現(xiàn)象進行前后比較，在比較中分析。由于三年級學(xué)生的解釋能力有限，通常我們只要求學(xué)生做描述性解釋，而不做因果分析的解釋。比如，在空氣占據(jù)空間的實驗中，學(xué)生觀察到倒扣在水里的杯子中的紙團未濕，學(xué)生要做的解釋是“紙團未濕說明了什么”，而不是解釋“紙團為什么未濕”。前者的解釋只需要學(xué)生說明杯中有空氣占據(jù)空間，后者的解釋不僅要說明杯子中有空氣，還要說明水沒有上升到紙團的原因，這對學(xué)生來說難度太大了。