《固体的混合和分离》教学案例
三年级上册第三单元第10课
1 教材分析
从小学科学课程标准(2017年版)来看,本课内容隶属“物质科学“领域,涉及到六大主要概念中的主要概念1:“物质具有一定的特征,材料具有一定的性能”,具体的科学概念有:
1.1 物体具有质量、体积等特征。
1.4 利用物体的特征或材料的性能,把混合在一起的物体分离。
从学段目标来看,学生在低年段已经通过研究具象物质“石头”“水”“空气”等,能够描述这些物质的轻重、薄厚、颜色、表面粗糙程度、形状等特征,初步建立了物质概念和物质意识;中年段要求学生能够使用简单的仪器测量物体的长度、质量、体积等常见特征,知道固体有确定的形状、体积和质量,知道有些物体的形状和大小发生了变化,并且能够根据物体的特征将固体混合物分离开来;高年段进一步了解有些物质发生了化学变化。
本单元《固体和液体》有四节内容,本课在《认识固体》《认识液体》之后进行,学生在《认识固体》一课中知道了固体有确定的体积和质量,这为本节课探究体积和质量的变化打下了基础。
本课内容一共包括三个部分:第一部分认识生活中固体混合的现象;第二部分通过测量比较固体混合前后的体积和质量,渗透固体混合前后占据空间发生了变化与质量没有发生变化;第三部分能够根据混合物组成物体的具体特征,把混合物分离开来,强化学生对一些物质特有性质的认识。从课标以及学段目标来看,本课重在从变化、分离等方面进一步丰富和拓展物质概念。
基于以上分析,本节课的教学,首先从一盘辣椒炒肉开始认识生活中固体混合的现象,调动学生已有的生活经验;接着,通过自主选择固体材料制作混合物,在制作的过程中思考前后有何变化,自主发现并感受固体混合前后的体积变化,并解释为什么会有这样的变化;然后,猜测混合前后不变的因素,并借用工具验证自己的猜想,得出固体混合前后质量不变的结论;最后选择一个混合物,依据组成物体的具体特征,提出分离方案并能将混合物成功分离开来。
2 学情分析
从知识背景来看,学生在《认识固体》一课中认识到固体有一定的体积和质量,这位本节课体积和质量的变化认识打下了基础。但是学生对于固体的体积和质量的测量技能掌握不够, 比如说用量筒怎么测量固体的体积及注意事项;电子秤测量固体或固体混合物的时候,要考虑去除容器的质量等。
三年级的学生经过两年科学课的学习,在观察、实验、记录等探究技能有了一定程度的积累,对于一些较为容易的探究问题,可以考虑放手让学生自己去完成自己去发现,多一些自主的空间,借此锻炼学生的探究技能,也能增加探究的兴趣。但是三年级学生的思维具有发散性,在分析问题的时候发散后不能够聚焦,不能快速找到解决问题的关键点,这对于解决混合物分离的问题是一个不利的点。
3 教学目标
科学知识:能联系生活,举出不同固体混合和分离的例子
科学探究:能用工具比较固体混合前后的质量和占据空间,并做出合理解释;能用不同的方法把生活中的一些混合物分离开来。
科学态度:乐于尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究,体会创新乐趣。
科学技术社会与环境:知道使用工具可以更精准、便利和便捷。
4 教学重难点
教学重点:比较固体混合前后的质量和占据空间,能够解释比较结果。
教学难点:用不同的方法把固体的混合物分离开来。
5 教学资源准备
教师准备:计算机、PPT课件
学生分组材料:
探究占据空间变化材料:花生粒、红豆、黄豆、绿豆、小米、玉米粉(分装在容器里,供学生取用),100ml量筒四个;
探究质量变化材料:电子秤一个;
探究混合物分离材料:黄豆、绿豆、玉米份混合物,铁屑木屑混合物,红糖沙子混合物;水,100ml烧杯一个,酒精灯一个,三脚架一个,石棉网一个,蒸发皿一个,药匙一个搅拌棒一个;筛孔大小不同的筛子两个,磁铁一块;塑料容器若干。
6 教学过程
6.1 创设情境,感知“混合物”
提问:一盘辣椒炒肉是由哪些食材混合在一起的?你还知道哪些固体的混合现象?
聚焦主题:生活中需要把不同的固体混合在一起,今天我们来研究一下固体的混合(板书)
【设计意图】食材的混合是学生日常生活中比较熟悉的固体混合现象,这样的情境导入,更能调动已有的生活经验,使学生意识到人们根据自身的需要,把不同的固体进行混合使用。
6.2 探究变化,渗透概念
制造混合物,自主发现
猜想:如果我们将三种都为30ml的不同物质混合在一起,最后一定为90ml吗?你为什么这么想?
指导:我们怎么才能知道混合前后占据空间是否发生变化呢?
揭示:用比较的方法。先分别用量筒量取三种不同物质(30ml),计算体积总和;再将它们分别导入一个新的量筒内,进行读数,将此读数与之前的体积总和数相比较,判断是否发生变化。
操作指导:A.量筒的使用方法。提示学生读数时视线与物体表面保持水平;可轻轻摇动量筒使两种固体充分混合后,再观察。B.混合前的固体分别放置在1号、2号和3号量筒内,混合后的混合物放置在4号量筒内,方便前后对比观察(量筒均为100ml)
交流发现和解释:制作过程中,你发现混合前后有什么变化?为什么会有这样的变化?
揭示:固体混合前后的占据空间发生了变化,变得比较小了。不同固体因颗粒大小不同,导致颗粒之间的空隙也就不同,混合后小的颗粒固体可以占据大颗粒固体之间的空隙,所以混合后占据的空间变小。也正因为颗粒大小不同,导致固体混合后空间占据有的变化比较大,有的变化不大。
【设计意图】相对混合前后质量的不变,学生更容易感知混合前后占据空间的变化,所以这部分对教材的活动顺序做了一些微调。也正因为容易感知,所以给了学生很大的自主活动空间,包括自选材料、自制混合物、自主发现等,教师只是提出了一个启发性的问题,引导学生带着问题边做边思考,做中发现。自选材料,还有另外一个目的,增加组间的对比观察,会出现有些小组前后对比变化比较明显,有些小组却不明显,这也是一个很好的思考问题。相对统一的材料,增加了思考的素材,拓展了学生的思维。
测量比较,验证猜测
猜测:我们发现了固体混合前后的体积变化,那有什么因素没有发生变化?你为什么这样想?(根据猜测适时聚焦质量这一主题)
指导:刚才我们利用量筒发现了占据空间的变化,用什么工具可以验证我们对不变因素的猜想是正确的呢? 用这个工具怎么验证我们的猜想呢?
揭示:先分别用电子秤测量出1号、2号、3号中物体的质量,再测量混合物的质量,比较三种物体质量的和与混合物的质量,得出结论。
操作演示:电子天平的使用方法;提示:先测量容器(量筒)的质量,分别测量固体及固体混合物的时候要去除容器的质量。
观察并记录:一边测量,一边记录。完成之后观察记录表中的数据,得出结论。
比较固体混合前后质量的大小
1号
2号
3号
混合后
3804920-6350
( )克 + ( )克 + ( )克 ( )克
交流发现:通过测量比较,你发现了什么?你怎么解释这个结果?
揭示:固体混合前后物质的量并没有发生变化,也就是说没有多也没有少,所以混合前后的质量没有变化。
【设计意图】通过测量、记录、比较,用数据说话,直接有力地证明自己的猜想,让学生认识到固体混合前后质量不变,渗透了“物质的量”不变的概念。
小结:通过以上两个活动,你发现了固体混合前后的哪些变化情况?
【设计意图】总结概括,使学生明白固体混合前后占据空间发生了变化,而质量没有变化。
6.3 探究方法,解决问题
提问:生活中有些地方需要我们把固体混合在一起,但是有些地方需要我们将混合物分离开来,你想到了哪些例子?(补充板书:分离)
思考方法:选择一个小组最想分离的混合物,观察这些混合物的组成部分,根据物体的具体特征,组内研讨可以用哪些方法来分离?需要用到什么工具和材料?具体的方法和步骤是什么?
交流方案:你设计方案的依据是什么?你觉得他们的方案是否可行?有没有要补充的地方?
解决问题:根据预设方案,将混合物进行分离,并展示最后成果。
揭示:黄豆、绿豆和玉米粉可以用网筛的方法分离;木屑和铁屑可以利用磁铁来分离,也可以利用沉浮的方法;红糖和沙子可以用水溶解的方法分离。
【设计意图】解决混合物分离的问题,思考的重点在于混合物组成物体的具体特征,根据具体特征有针对性的思考方法,才能有效地解决问题,比如说铁屑成分是铁,具有被磁铁吸住的特点,我们可以根据这一特点采取借用磁铁的方法来分离。在此引导学生仔细观察混合物的组成部分,分析他们的特点,然后提出自己的解决方案。
6.4 拓展应用,联系生活
观看视频:了解生活中的机械化的混合和分离技术。
【设计意图】联系生活,了解生活中固体的混合和分离技术。
7 板书设计
固体的混合和分离
8 教学评析
本节课教师让学生经历了这样几个探究活动:感知什么是混合物——寻找身边的混合物——制造混合物——观察、比较、分析固体混合前后的变化——探究混合物分离的方法,给学生创造了充分的动手和体验的机会,激发了他们学习的兴趣。
探究固体混合前后的体积和质量变化活动中,是一个典型的猜想——验证的过程,本节课主要通过测量,用对比数据的方式直观地证明猜想,为学生今后的探究活动提供了一种理性思考的方法。特别强调的是,猜想——验证类主题活动,教师教学没有止步于得出结果,而是注重引导学生对比较结果进行合理的解释。
探究混合物分离是一个解决问题的活动,找到关键点是高效解决问题的重点,教师通过问题“你设计方案的依据是什么?”启发学生思考设计的依据,不断的追问不断的回答,使学生的思维能够聚焦到物体的特征上,举一反三地解决问题。这样的问题,可以促使学生思维的发展。
[参考资料]
[1]教育部基础教育课程教材专家工作委员会,小学科学课程标准解读,高等教育出版社,2017年12月.
[2] 赵晓英.《探究混合物的秘密》教学谈.《科学课》.2005(1)上半月:21-22.