空气占据空间概念的理解与建构.doc

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1、“空气占据空间”概念的理解与建构邵锋星浙江省杭州经济技术开发区景苑小学不久前，在全省小学科学新课程标准培训活动中，我借二年级学生执教“空气占据空间”内容，为与会代表研讨低年级的科学课堂教学提供“靶子”。空气虽然是我们周围无处不在的重要物质，但是看不见、摸不着，要让低年级儿童理解空气是实实在在存在的和空气占据空间有较大的难度。我基于儿童认知特点和学习科学概念的规律，精心设计认知冲突，通过开展对比实验、科学论证、迁移运用等教学活动，较好地帮助儿童完成了对“空气占据空间”概念的理解和建构。一、认知冲突，幵启探宄之旅上课开始，我让学生把一小段红色泡沫条放入水槽中，并把它在水中按一按，发现

2、泡沫条始终浮在水面上。然后我提出问题，并让孩子们把自己的猜想両一両:如果把一个透明的杯子倒过来，用杯U罩住泡沬条，再把杯子笔直地压到水底，泡沫条会在什么位置？全班45名孩子中，有44人认为泡沫条会浮在杯子的上端，有1名孩子猜想泡沫条会留在底部，但是说不清原因。通过实验观察，学生发现泡沫条留在杯子底部，水儿乎没有进入杯子。学生把猜想画下来，暴露了他们的前概念，反映出绝大多数孩子没有意识到杯子中空气的存在，认为水会进入到杯子里面。实际的观察结果颠覆了学生的原冇想法，产生认知冲突，也激起他们强烈的探允欲望。传统的纸巾实验，因为水和空气都是无色、透明的，学生无法真实观察到水是否进入杯子中

3、，而是需要通过推理做出判断一一由于空气占据空间，水没有进入杯子中。在不能清晰地观察到水面位置的情况下作推理判断，对于低年级的儿童来说显然难度偏大。选择红色泡沫条做这一实验，材料简单，容易操作，更重要的是让学生可以看到泡沫条留在杯子底部，淸楚地观察到杯屮水面的位置，观察到水其实几乎没有进入杯子，杯子里面是空气，为理解“空气占据空间”打下基础。二、对比实验，丰富感性认识第一个实验活动后，教师给各组分发一个底部有小洞的杯子，继续进行刚才的实验活动。孩子们惊奇地观察到，空气从杯底小洞中不断冒出来，冋吋，通过红色泡沫条可以清晰地观察到水逐渐进入杯子里，水面慢慢升高。科学概念的形成需耍丰富的

4、科学事实和充分的证据。对比实验的设计，使儿童经历发现“空气在杯子中，水没有进入杯子;空气出来了，水才能进入杯子”的过程。通过前后实验现象的观察与对比，丰富并深化了学生对“空气占据空间”现象的感性认识，为科学概念的建构提供了更为充分的事实和证据。三、科学论证，建构科学概念如何基于低年级儿竜的认知特点来建构“空气占据空间”这一概念呢?在观察实验的基础上，教师出示三个相同的杯子，分别装有沙子、水和空气，请学生讨论:找一找空气、沙子、水的相同点。在教师的引导下，儿童用自己的语言概括出三者之间的相同点:它们都可以装在杯子里;都是真实存在的;装满杯子以后，就不能继续再装了。这一科学论证的过程

5、，指向了“空气是实实在在存在的物质”这一大概念，使“空气占据空间”这一概念不再空洞和深奥，而是有了切切实实并且是儿童能够理解的丰富内涵。空气看不见、摸不着，因此，要让儿童理解“空气占据空间”，还是要从先理解沙子、水占据空间开始。在概括出沙子、水、空气的相同点后，教师追问：为什么杯子装满沙子之后，就不能再装进沙子了？为什么杯子装满水之后，就不能再装进水了？通过讨论明确，不能继续再装的原因是因为杯子里面没有空间了，杯子里的空间己经被沙子、被水占据了。接着，教师引导学生对观察到的现象进行描述:沙子占据了杯子里的空间，粉笔占据了粉笔盒里的空间，水占据了杯子里的空间，水占据了矿泉水瓶里的空

6、间，等等。通过对一系列阀体、液体占据空间现象的观察与描述，促进儿童对“占据空间”的认识与理解。回到前面所开展的观察实验，经过对比实验以及充分的论证解释，学牛.己经较深刻地理解本课的核心问题“为什么水几乎没有进入杯子”，并能明确表述“空气是实实在在存在的，空气占据空间”。!1!、迁移运用，深化概念理解接下去的活动为“纸巾实验”，学生需要对“纸巾没有湿”的原因作出解释，实际是对“空气占据空间”这一概念的运用。课的最后一个活动是“吹气球比赛”，让学生把气球塞进可乐瓶中，再将气球嘴反套在瓶U，比一比谁能把气球吹大。在充满趣味和挑战的比赛中，儿童需要对气球吹不大的原因作出解释，并找到能够吹

7、大气球的办法。学生运用所学概念对实验现象作出解释，以及从“空气占据杯子空间”的观察实验迁移至“空气占据瓶子空间”的实验活动，实现了对“空气占据空间”科学概念的深化理解。