“空氣占據(jù)空間”實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

南京市高淳區(qū)陽江中心小學(xué) 江蘇 南京 211300

《空氣占據(jù)空間嗎》是蘇教版三年級上冊《科學(xué)》第一單元內(nèi)容,屬于內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中“物質(zhì)世界”里的“空氣”范疇。關(guān)于空氣,學(xué)生在日常生活中都已經(jīng)積累了一些認(rèn)識(shí),所以在課前我做了一份調(diào)查,關(guān)于空杯子里是否有東西,絕大部分的學(xué)生知道里面是有空氣存在的;而關(guān)于空氣是否會(huì)擠占空間,只有少部分學(xué)生認(rèn)為會(huì),這主要是由于學(xué)生在日常生活中不太能接觸到氣密性好的環(huán)境去感知空氣的性質(zhì);基于這樣的學(xué)情要求教師能夠選擇合適的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生通過多種感官體驗(yàn),將抽象思維具化最終得出結(jié)論[1],為此筆者對《空氣占據(jù)空間嗎》實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了創(chuàng)新。

一、教科書上的實(shí)驗(yàn)原型與實(shí)驗(yàn)中遇到的困難

將一團(tuán)紙巾緊緊塞入玻璃杯底部,將玻璃杯倒立豎直壓入水槽中然后再豎直拿出,紙團(tuán)不會(huì)濕;把玻璃杯倒立豎直壓入水槽中,將杯子慢慢傾斜,這時(shí)有水泡冒出,水進(jìn)入杯中,紙團(tuán)被水浸濕。經(jīng)過多次觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程往往會(huì)遇到這樣一些困難:

1.學(xué)生在操作過程中往往會(huì)由于方法不當(dāng),把杯子壓入和拿出水中時(shí)沒有完全豎直導(dǎo)致水進(jìn)入杯中;

2.杯子中的紙巾容易發(fā)生掉落從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的產(chǎn)生[2],并且紙巾在浸濕以后難以重復(fù)利用,一節(jié)課下來桌面堆滿了紙巾造成不必要浪費(fèi)[3];

3.把杯子傾斜抬起,通過水進(jìn)入趕走空氣的現(xiàn)象讓學(xué)生知道空氣占據(jù)空間的性質(zhì),這個(gè)現(xiàn)象對三年級的學(xué)生來說不夠直觀,他們?nèi)砸孕蜗笏季S為主很難構(gòu)建空氣占據(jù)空間的概念[4]。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法

1.實(shí)驗(yàn)材料

塑料瓶3個(gè)、輸液軟管、250ml燒杯、墨水適量

2.創(chuàng)新后的實(shí)驗(yàn)裝置

將礦泉水瓶蓋兩兩粘合在中間鉆孔保證了裝置的氣密性良好;將其中一個(gè)礦泉水瓶一分為二,上半部分作為漏斗制成瓶1;還有一個(gè)塑料瓶則在一側(cè)開孔連接一根軟管制成瓶2,軟管上面連有輸液控制開關(guān)可以控制軟管的開合。

3.操作步驟

1.將水倒入漏斗確保水流能正常通過;將一部分的水用墨水染色。

2.將染色水沿著漏斗倒入裝滿清水的瓶1中,此時(shí)染色水不能流入瓶1中。(討論:為什么漏斗里的水流不進(jìn)瓶1中?)

3.將瓶中的水倒盡(提問:瓶中有東西嗎?外面的水能流入嗎?),將染色水沿著漏斗倒入空的瓶1中,此時(shí)染色水不能流入瓶1中。(討論:為什么漏斗里的水仍然流不進(jìn)瓶1中?[5])

4.(出示瓶2)關(guān)閉輸液控制開關(guān),將染色水沿著漏斗倒入空的瓶2中,此時(shí)染色水不能流入瓶2中;當(dāng)打開輸液軟管控制開關(guān)時(shí),染色水流入瓶2中。(提問:觀察到了什么現(xiàn)象?說明了什么?)

三、結(jié)果分析

將染色水倒入裝滿清水的瓶1中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)染色水不能進(jìn)入瓶1中,因?yàn)榍逅哑績?nèi)空間占滿了;將染色水倒入空的瓶1中,水依然無法流入瓶1中,學(xué)生推論這是因?yàn)榭諝庹紦?jù)了瓶內(nèi)的空間;為了更好的驗(yàn)證推論,教師出示瓶2進(jìn)行驗(yàn)證:我們關(guān)閉輸液控制開關(guān)這時(shí)染色水流不進(jìn)瓶中;當(dāng)我們打開輸液開關(guān)時(shí),我們發(fā)現(xiàn)水竟然流下來了。上端染色水流入瓶2時(shí),軟管的另一端會(huì)不斷的有氣泡冒出,并且氣泡冒出的越多,染色水流入瓶2中的速度也越快。針對這兩種不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,最終得出結(jié)論:原來空氣也會(huì)像其他物體一樣占據(jù)空間。

四、反思與評價(jià)

1.變抽象為形象,增加實(shí)驗(yàn)可信度。在實(shí)驗(yàn)過程中我們把無形無色的空氣變得成一種看得見,聽得著的物質(zhì)。學(xué)生能聽到空氣在水中冒泡的聲音,透過氣泡看到空氣的流動(dòng),實(shí)實(shí)在在的感受到空氣的存在[6],認(rèn)識(shí)空氣具有占據(jù)空間的性質(zhì),獲得更加直觀的活動(dòng)體驗(yàn)。

2.化難為易,提升實(shí)驗(yàn)可操作性。實(shí)驗(yàn)中的裝置簡單易操作,實(shí)驗(yàn)步驟清晰,確保實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生成功率高[7]。實(shí)驗(yàn)裝置中設(shè)計(jì)的輸液控制開關(guān)能夠幫助學(xué)生感知流入的水量與流出的空氣量的對應(yīng)關(guān)系,更好的構(gòu)建空氣也能像其他物體一樣占據(jù)空間的概念。

3.生活材料再利用,提高了器材利用率。實(shí)驗(yàn)所選用的器材為生活中的廢棄用品,既減少了生活中不必要的浪費(fèi),又能為學(xué)習(xí)所利用,一舉兩得。

4.寓教于樂,提升實(shí)驗(yàn)趣味性。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能夠激活學(xué)生的認(rèn)知沖突,引發(fā)學(xué)生的探究欲望,他們討論并嘗試操作驗(yàn)證自己的想法,讓學(xué)習(xí)變被動(dòng)為主動(dòng),更好的提升他們對科學(xué)的興趣。

五、結(jié)語

在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中基于學(xué)情激發(fā)認(rèn)知沖突給學(xué)生機(jī)會(huì)去質(zhì)疑、去嘗試、去反思,給出充足的時(shí)間讓學(xué)生去討論、去表達(dá)、去內(nèi)化知識(shí),科學(xué)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可以激活學(xué)生的思維,將活動(dòng)體驗(yàn)落到實(shí)處。