自主探究　徜徉于科學(xué)的海洋

梁松巖　趙曉輝

教學(xué)內(nèi)容：教科版《科學(xué)》4年級(jí)下冊(cè)《巖石會(huì)改變模樣嗎》。

教學(xué)目標(biāo)

1．教師提供巖石圖片和實(shí)物，學(xué)生自行收集有關(guān)巖石變化的資料。通過(guò)觀察描述活動(dòng)，讓孩子認(rèn)識(shí)改變巖石模樣的自然力量。學(xué)生經(jīng)歷尋找?guī)r石變化痕跡的探索過(guò)程，并在活動(dòng)中了解冷熱、風(fēng)、雨、植物、大氣等對(duì)巖石變化的作用。

2．讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，能夠根據(jù)現(xiàn)象初步解釋自然界中巖石變化的原因，體驗(yàn)大自然的力量。

3．在探索巖石變化原因的過(guò)程中積極地展開(kāi)想象，積極地與同伴合作交流；尊重證據(jù)、如實(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行描述。激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)大自然，探索大自然的興趣。

教學(xué)重點(diǎn)：尋找?guī)r石變化的痕跡，理解巖石變化的原因。教學(xué)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探索巖石變化的原因，并理解巖石變化的過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期而細(xì)微的過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)器材：

酒精燈、鑷子、燒杯、冷水、火柴、各種小塊巖石、金屬罐頭瓶等。

教學(xué)過(guò)程：

一、導(dǎo)入

師：同學(xué)們，你們能形容一下這些巖石的模樣嗎?

師：這些巖石很久以前就是這樣的嗎?

生：不是。

師：再過(guò)一百年、一千年、上萬(wàn)年，它們的模樣會(huì)不會(huì)改變呢?

生：會(huì)。

師：這么肯定!你們?cè)谀睦镆?jiàn)過(guò)改變了模樣的巖石?

師：觀察老師這里的兩組石碑的照片，你覺(jué)得左右兩邊的石碑有什么不同?

生：左邊的都比較破舊，右邊的新一點(diǎn)。

生：左邊的字都模糊了，有一個(gè)都看不見(jiàn)了，右邊石碑上的字比較清楚。

生：左邊的石碑年代太久了，右邊的是新立的。

師：是時(shí)間讓巖石變了樣嗎?

生：不是。

師：那到底是自然界中的什么力量讓巖石變了樣?這節(jié)課我們共同來(lái)學(xué)習(xí)。(揭示課題。)

(這種漸進(jìn)式的導(dǎo)入設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生把原有的積累于大腦中的有關(guān)對(duì)巖石的認(rèn)識(shí)提取出來(lái)。一看教材，學(xué)生用生動(dòng)的語(yǔ)言來(lái)描述巖石的樣子，為學(xué)生對(duì)后面巖石改變模樣后的描述做鋪墊；二說(shuō)經(jīng)歷，靠學(xué)生的回憶來(lái)再次確定他們的判斷是正確的；三作對(duì)比，豐富、加深感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)他們的探究欲，引出本課學(xué)習(xí)重點(diǎn)。)

二、推測(cè)巖石變化的原因

師：發(fā)揮你的想象力結(jié)合課前收集的資料，來(lái)說(shuō)說(shuō)是自然界中的什么力量讓巖石發(fā)生了變化。

學(xué)生匯報(bào)，教師歸類(lèi)板書(shū)。

火山溫度

地震水

泥石流風(fēng)

植物

大氣

師：大家發(fā)現(xiàn)老師寫(xiě)在左邊的這些因素和右邊的有什么區(qū)別嗎?

生：左邊的現(xiàn)象不常發(fā)生，右邊的天天都存在。

生：左邊的現(xiàn)象分地方發(fā)生，像我們這里就沒(méi)見(jiàn)過(guò)，但右邊的所有地區(qū)都受這些因素的影響。

生：左邊的現(xiàn)象是偶然的，右邊的是經(jīng)常的。

師：雖然左面的這些現(xiàn)象一旦發(fā)生真的會(huì)改變巖石的模樣，但由于它屬于偶發(fā)性、地域性的因素，因此這節(jié)課不作為我們研究的對(duì)象。那是不是這些每天都在影響巖石的因素真的能改變巖石的模樣，我們要用事實(shí)說(shuō)話，怎么辦?

生：做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

(這是學(xué)生進(jìn)行大膽猜測(cè)的過(guò)程，對(duì)做了預(yù)習(xí)的孩子來(lái)說(shuō)，是對(duì)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)的調(diào)用與重現(xiàn)。在學(xué)生匯報(bào)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生思考這些必然因素可能怎樣影響著巖石而發(fā)生變化，為學(xué)生設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)做鋪墊。分欄板書(shū)也是為總結(jié)風(fēng)化作用埋下伏筆。教師課前留預(yù)習(xí)作業(yè)。因?yàn)槿绻寣W(xué)生單純地靠想象、靠猜測(cè)、靠書(shū)中的暗示是很難想到冷熱、大氣或植物對(duì)巖石改變模樣的影響，而如果教師這里耽誤過(guò)長(zhǎng)時(shí)間來(lái)引導(dǎo)又忽略了教學(xué)的重點(diǎn)，但不引導(dǎo)卻生硬地出現(xiàn)這幾個(gè)因素要學(xué)生研究，顯然也不合適。因此，我提倡課前做相應(yīng)的預(yù)習(xí)。)

三、探究巖石變化的原因

1．研究溫度對(duì)巖石的影響。

師：風(fēng)可以改變巖石的這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，大家看看老師桌面上的什么可以幫助大家完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，怎么做?

生：用電風(fēng)扇吹。

師：由于我們的時(shí)間和器材兩方面條件的限制，風(fēng)改變巖石模樣的模擬實(shí)驗(yàn)由老師來(lái)做。大家重點(diǎn)研究溫度和水對(duì)巖石的影響。

師：它們可能會(huì)改變巖石的哪些特征呢?

生：大小、形狀、顏色、光滑度。

(點(diǎn)評(píng)：本課的實(shí)驗(yàn)屬于對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這個(gè)問(wèn)題，我們要明確比較的是什么，使學(xué)生在匯報(bào)時(shí)說(shuō)話有理有序。)

(小組討論，共同設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明溫度變化能改變巖石的模樣。匯報(bào)方法、評(píng)價(jià)。)

(這里設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法比較簡(jiǎn)單，但主要是安全事項(xiàng)的問(wèn)題，如果在互評(píng)的環(huán)節(jié)學(xué)生們都沒(méi)有注意到，教師可通過(guò)一些錯(cuò)誤操作的簡(jiǎn)單示范，和引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)說(shuō)實(shí)驗(yàn)后可能發(fā)生的現(xiàn)象，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的安全隱患，加以防范，這要比直接告訴來(lái)得更形象，學(xué)生的印象也深刻一些。)

多媒體出示實(shí)驗(yàn)過(guò)程并提出安全方面的注意事項(xiàng)

①夾緊巖石，放在外焰加熱。

②掌握好加熱時(shí)間，加熱巖石后馬上把它放入水中觀察?？煞磸?fù)做幾次。

③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中盡量讓眼睛遠(yuǎn)離巖石，防止炸裂后崩到眼睛。領(lǐng)取材料，操作實(shí)驗(yàn)。(材料有兩組：實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。)

匯報(bào)發(fā)現(xiàn)：

生：我們組發(fā)現(xiàn)巖石被燒白了，還掉下來(lái)個(gè)碴。

師：這說(shuō)明什么?

生：冷熱會(huì)使巖石發(fā)生變化。

師：還有發(fā)現(xiàn)嗎?

生：我們的巖石變小了因?yàn)榈粝聛?lái)很多小石子。

生：我們組的巖石裂了個(gè)縫。

師：有不一樣的發(fā)現(xiàn)嗎?

生：老師，我們組的巖石沒(méi)什么變化。

師：我喜歡你實(shí)事求是的態(tài)度，看到的是什么就說(shuō)什么，這是很可貴的科學(xué)精神。那我們一起幫忙找找原因，你們覺(jué)得可能是什么原因，是不是冷熱變化只對(duì)某些巖石起作用?

(對(duì)學(xué)生正面的評(píng)價(jià)對(duì)他們形成正確的人生觀、價(jià)值觀是十分有益的，同時(shí)也有助于學(xué)生形成良好的科學(xué)品質(zhì)。注：對(duì)于這種評(píng)價(jià)不僅限于此處，可根據(jù)教學(xué)中的生成性問(wèn)題隨機(jī)做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。此處僅對(duì)教師評(píng)價(jià)的重要意義加以說(shuō)明。)

生：我覺(jué)得是加熱的時(shí)間不夠。

生：我們做了7次才有現(xiàn)象，是不是他們反復(fù)的次數(shù)不夠呢?

生：石頭太大了吧。

生：老師，我們能看看石頭嗎?(教師將巖石放在實(shí)物展臺(tái)上。)

生：我覺(jué)得可能是因?yàn)槔蠋熃o他們組的和給我們組的巖石不一樣。前面講巖石的時(shí)候不是說(shuō)每種巖石都有不同的特征嗎，可能這塊比較硬，耐燒。我想多反復(fù)做幾次也能裂開(kāi)。

師：大家同意嗎?(同意。)老師非常佩服大家的分析能力，為了滿足你們的愿望，老師把這塊巖石送給這組，課下你們可以繼續(xù)研究，以證明你們的想法。

師：在實(shí)驗(yàn)室中我們可以控制條件，讓一塊小巖石前一分鐘受熱，后一分鐘受冷，反復(fù)多次就能看到巖石的樣子發(fā)生了變化，那在自然界里的巖石也會(huì)這樣嗎?(不會(huì)。)

師：那山上的巖石要經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)的

時(shí)間，可能會(huì)出現(xiàn)什么樣的變化呢?

(這里教師準(zhǔn)備了不同的小塊巖石如：石灰?guī)r、大理巖、花崗巖等，目的就是想出現(xiàn)不同的現(xiàn)象。從分析中初步感受到冷熱作用改變巖石的長(zhǎng)期性，為以后認(rèn)識(shí)風(fēng)化作用對(duì)巖石的侵蝕速度是不同的做鋪墊。在這里將學(xué)生的思維從模擬環(huán)境拉回現(xiàn)實(shí)空間，去感受改變的長(zhǎng)期性。)

師：剛才在實(shí)驗(yàn)中我們觀察到了巖石在受冷、受熱的情況下的確發(fā)生了變化。那么實(shí)驗(yàn)中的酒精燈代表著自然界里的什么?把巖石放在水里受冷又代表的是自然界中的什么現(xiàn)象?

師：同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象解釋了自然界中的巖石在冷熱的作用下產(chǎn)生的變化。自然界里的巖石白天受熱、晚上受冷，夏天受熱，冬天受冷，不斷地冷熱變化，才逐漸地被分解、變化了。

(這一問(wèn)題的設(shè)計(jì)是讓學(xué)生從真正意義上認(rèn)識(shí)自然界中的冷熱到底是怎樣改變巖石的。這是對(duì)學(xué)生發(fā)散思維的訓(xùn)練。)

2．研究水對(duì)巖石的影響。

師：剛才大家說(shuō)水能改變巖石，我這塊巖石上課前就放在水里了，可也沒(méi)發(fā)現(xiàn)有什么變化呀?

生：自然界里的水是流動(dòng)的，不是靜止的，而且水里也不可能就一塊石頭，水流動(dòng)的過(guò)程中它們還要互相碰撞、摩擦。

師：那這個(gè)實(shí)驗(yàn)要選擇什么樣的器材，怎樣做呢?

(學(xué)生匯報(bào)，評(píng)價(jià)。)

師：由于上課時(shí)間有限，我們就搖3分鐘，希望大家通力合作，輪換搖動(dòng)，比比看哪組搖得最起勁。

領(lǐng)取材料，操作實(shí)驗(yàn)。(材料有兩組：實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。)將水倒在杯子里，觀察比較，匯報(bào)發(fā)現(xiàn)。

生：我們的巖石雖然看不太出來(lái)有明顯的變化，但我們的杯子底部有一些小沙礫，應(yīng)該是從這些巖石身上掉下來(lái)的。所以它們一定發(fā)生了變化。

生：有的好像比沒(méi)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的這些巖石光滑一些。

師：這些都說(shuō)明什么?

生：巖石經(jīng)過(guò)水的沖刷和互相的碰撞改變了模樣。

師：(展示鵝卵石。)怎么沒(méi)有一塊巖石在水的作用下變得像鵝卵石這么光滑呢?

生：我們才搖了幾分鐘，怎么可能就變成鵝卵石了呢?

師：那要搖多長(zhǎng)時(shí)間才能變?(生隨意猜。)

師：那看來(lái)無(wú)論是冷熱對(duì)巖石的影響還是水對(duì)巖石的影響都不是一朝一夕的，都要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的作用才能讓巖石變樣，是不是?

生：是。

(板書(shū)：長(zhǎng)期作用下發(fā)生變化。)

師：我們現(xiàn)在看看讓風(fēng)吹了半天的這塊巖石怎么樣了。

生：沒(méi)什么變化。

師：為什么沒(méi)有變化呢?自然環(huán)境下的風(fēng)和教室里電風(fēng)扇的風(fēng)有什么區(qū)別?

(這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與材料的選擇，是有目的性、有針對(duì)性地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，任何一種作用都不會(huì)在短期內(nèi)改變巖石，巖石改變模樣是一個(gè)漫長(zhǎng)的細(xì)微的變化過(guò)程。如果學(xué)生能答出自然界的風(fēng)除了力量大之外，風(fēng)里還夾雜著沙礫，經(jīng)常打在巖石上也會(huì)使巖石變樣，這樣的效果是最佳的，初步滲透了風(fēng)化作用的聯(lián)合性。)

3．展示植物對(duì)巖石的影響。

師：其實(shí)植物的根也能改變巖石的模樣。(投影：長(zhǎng)著松樹(shù)的黃山巖石圖片。)我們用動(dòng)畫(huà)來(lái)演示一下植物的根對(duì)巖石的作用。

(用書(shū)中的實(shí)驗(yàn)方法效果不好，而且由于石膏本身的質(zhì)地問(wèn)題，這個(gè)實(shí)驗(yàn)容易讓學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，植物似乎很容易破壞巖石。而用動(dòng)畫(huà)來(lái)表現(xiàn)不僅能更好地說(shuō)明問(wèn)題而且也是學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式。)

四、鞏固知識(shí)

師：現(xiàn)在我們能解釋山上的巖石為什么布滿了裂縫，山腳下為什么堆滿了碎石呢?這些碎石再繼續(xù)變化，會(huì)成什么樣呢?

生：山上的巖石由于長(zhǎng)期的風(fēng)化現(xiàn)象所以布滿了裂縫，當(dāng)風(fēng)化現(xiàn)象不斷加劇，它會(huì)變成碎石滾落山下。

生：如果這些碎石繼續(xù)變化，可能會(huì)變成細(xì)沙，甚至?xí)兂苫覊m。

(將“風(fēng)化”的概念應(yīng)用于生活情境中，使整個(gè)探究活動(dòng)來(lái)源于生活，又歸于生活。)

評(píng)析：

小學(xué)科學(xué)教學(xué)肩負(fù)的任務(wù)就是善待學(xué)生的探究興趣．引領(lǐng)他們能運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等探究方法進(jìn)行科學(xué)研究，培養(yǎng)求證意識(shí)，樹(shù)立運(yùn)用科學(xué)知識(shí)造福人類(lèi)的精神。在本節(jié)課的教學(xué)中教師不僅采用了合作探究的方式，也結(jié)合現(xiàn)代多媒體教育手段讓學(xué)生多了一個(gè)渠道來(lái)了解自然，了解世界，最終達(dá)到“使學(xué)生具有良好的科學(xué)素養(yǎng)”的目的。

本課教學(xué)中，從觀察、描述、對(duì)比巖石的圖片到推想巖石產(chǎn)生的變化。從影響巖石變化的條件假設(shè)到利用模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，教師都力求學(xué)生能通過(guò)獨(dú)立思考、小組合作、集體交流等方式，參與到每個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)。但科學(xué)課堂教學(xué)中的探究活動(dòng)不在于多，而在于精，通過(guò)精心的、精練的指導(dǎo)，使學(xué)生逐步掌握科學(xué)探究的方法、理解科學(xué)探究的精神、樹(shù)立科學(xué)探究的態(tài)度。因此，這位老師在模擬實(shí)驗(yàn)中。選取了“冷熱的作用”作為指導(dǎo)重點(diǎn)，使學(xué)生既理解了巖石變化的原因，又體驗(yàn)了真正的科學(xué)探究是怎樣進(jìn)行的，為后面的獨(dú)立探究做了鋪墊。而且在這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作前，教師利用一些錯(cuò)誤演示，或科學(xué)小博士的溫馨提示等，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)過(guò)程以及操作安全進(jìn)行再思考，力圖在科學(xué)探究活動(dòng)中體驗(yàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

在研究冷熱對(duì)巖石的作用時(shí)，由于學(xué)生沒(méi)法看到巖石由于受熱、受冷時(shí)，內(nèi)部發(fā)生的變化，因此還是無(wú)法形成一個(gè)立體、豐富的形象認(rèn)知。教師如果能制作一個(gè)有關(guān)巖石的縫隙在白天和夜晚，冬天或夏天所發(fā)生變化的動(dòng)畫(huà)，就能使學(xué)生能比較直觀地了解冷熱是如何使巖石發(fā)生變化的?？赡苄Ч麜?huì)更好。

個(gè)人簡(jiǎn)介

梁松巖小學(xué)高級(jí)教師，哈爾濱市優(yōu)秀教師、科學(xué)學(xué)科骨干教師、轉(zhuǎn)化后進(jìn)生先進(jìn)個(gè)人。多次參加省、市各級(jí)各類(lèi)教學(xué)大賽均獲一等獎(jiǎng)，曾多次指導(dǎo)青年教師參加市、區(qū)級(jí)大賽，成績(jī)優(yōu)異。她善于在教學(xué)中深入挖掘課程資源，激發(fā)興趣，點(diǎn)燃學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的火種。