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2.4《小苏打和白醋的变化》教学设计
一、指导思想与理论依据
小学科学核心素养指出, 科学思维是从自然科学视角对物质及其变化的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实建构思想、实物模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法的运用；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。其中科学论证的重点是:使用科学证据的意识和评估科学证据的能力，运用（之前的推理）证据对研究问题进行描述、解释和预测的能力，以及建立证据与解释之间关系的能力。（思维能力）
本课是以探究发现法和实验探索法帮助学生主动建构科学概念的。通过探究小苏打与白醋发生的反应是否生成了新物质，培养学生的科学思维理能力特别是科学论证的能力,从而建构核心概念。
二、教学背景分析
（一）学习内容分析：
《小苏打和白醋的变化》这一课隶属于课标“物质世界”板块的内容。物质世界包含了“物体与物质”“运动和力”“能量的表现形式”三大部分。其中“物体与物质”部分通过对物体——材料——物质这三个层次的观察和探究，让学生了解物质一些常见的基本性质和变化规律。
在学习本课之前，学生接触过“物质世界”的教学内容主要有：三上《我们周围的材料》《水和空气》单元；三下《温度与水的变化》《磁铁》单元；四上《溶解》《声音》单元；四下《食物》《岩石和矿物》单元；五上《光》《运动和力》单元；五下《沉和浮》《热》单元；六上《工具和机械》《形状与结构》《能量》单元；六下《微小世界》单元。这些教学内容，使学生知道：空气、水、土壤、岩石和矿物等物体的特征，磁铁的磁性，木头、塑料、金属等材料的柔韧性、硬度、导电性、导热性等特性。对这些物体的特征和材料特性的研究，并不是单独的，也不是割裂的，其中隐含着与本课有关的物质的变化，比如使用外力让物体弯曲来研究柔韧性、表面刻划研究硬度、改变物体大小研究物质在水中的沉浮等，所有这些都是物质的形状、体积、状态等物理性质方面的变化，不生成新物质。
在学习本课之前，学生是不是就没有接触过化学变化呢？当然不是！四年级《食物》单元中蛋白质的检测和食物中是不是含有淀粉的变色实验等都属于化学变化。虽然在教学这部分内容时不需要提到化学变化，但这些内容内在的关联性，作为科学教师应该心中有数。
《小苏打和白醋的变化》这节课放在该单元的第四课，那么前三课是什么内容？前三课主要是生活中物质变化的实例，有豆和沙混合、白糖持续加热等，以分辨物理变化和化学变化，第三课还有米饭、淀粉遇上碘酒后的变化。前面三课的教学涉及物理变化和化学变化，那为什么第四课还要放小苏打和醋的内容呢？一方面当然是为了丰富学生的感性认识，更重要的是小苏打和醋放在一起，产生了明显的现象，也生成了明确的新物质！这就把化学变化的本质凸显出来。此后的几课则是帮助学生进一步建构化学变化过程中显现出来的特点，比如变色、沉淀等。因此，从单元结构上来说，《小苏打和白醋的变化》一课具有桥梁与过渡的作用，是对学生认识的一次升华与递进。这也就决定了教师在教学该课时，要注重知识与知识之间的链接，处理好前期的积累与后期的升华。
所以我认为本课的“核心概念”是：世界是物质的，物质是变化的；而本课的“主要概念”是：物体在变化时构成物体的物质可能改变也可能不改变；本课的“具体概念”是：小苏打和白醋混合后生成了新物质。
（二）学生情况分析
对知识的迁移来说本课的两种物质的混合很容易让学生联想到溶解单元中的食盐和水的混合的实验。从学生认知规律来说，他们一定会把两者的情况等同起来，这是很自然很正常的一种想法，因为食盐在水中不见了，小苏打在白醋中也不见了。
学生对醋的认识多一点，对小苏打的认识可能不多，对这两种物质混合后会产生什么现象，知道得更少。因此，对小苏打和白醋的反应，绝大多数学生是没有经验的。
本课让学生观察到小苏打和白醋的剧烈反应过程，体会到化学变化的奇妙和有趣。
在本课中，当学生混合醋和小苏打时，它们将会看到明显的化学反应现象，例如看到气泡的产生和听到嗤嗤声。这一化学反应的发生是因为小苏打包含有碳酸氢根，当醋酸与小苏打反应时，一种新的物质一二氧化碳就生成了。
从学生认识发展的角度，不要求学生掌握化学变化的类型和化学变化生成的具体新物质，这对学生来说为时尚早，他们将在中学时继续学习。我们希望：学生能够从种种变化的现象出发，推断物质的变化是否生成了新物质，然后寻找各种证据验证自己的假设，从而发展推理论证的科学能力。
（三）教学策略说明
六年级的学生已经掌握了一定的科学探究的步骤和方法。但是由于正处在从具体思维向抽象思维过渡阶段，逻辑推理进行合理解释的能力有待提高。所以本节课重在逻辑推理能力的培养例如对二氧化碳的确定，不是采用直接告诉的方式，而是通过实验观察比较，发现该气体的一些性质，从而做出初步的判断，再结合教科书提供的资料，进一步确定生成的物质是二氧化碳。这是一个严谨的分析与综合、推理与论证的过程，同时发展追求实证的科学态度和批判质疑的科学精神。
本课不是简单得出“有新物质生成”的结论，而是要学生把现象和已有知识联系起来，用科学推理和科学论证的思维方式解决问题，围绕核心概念展开教学，概念只有一个，每个环节都是围绕这个核心概念展开教学，环节清晰，层层递进，即围绕核心概念展开了教学又提高了学生的思维能力。
（四）教学方式与教学手段说明
为了达成教学目标，主要运用探究发现法、实验探索法、谈话法、小组讨论法，用了课件、实物展示台等现代教学手段。
（五）技术准备
1．分组材料：白醋、小苏打实验记录单等
2．教师演示材料：实验记录单、ppt等
三、教学目标和重难点
（一）教学目标：
科学实践:通过观察、实验和阅读资料等方法论证小苏打和白醋混合后会生成新物质；完善对物质及变化的认识。
科学概念：说明小苏打和白醋混合后会生成新物质。
科学态度:意识到只有足够的证据才能做出正确的判断，得出科学结论需要严密的科学推理和论证。
（二）教学重点：论证小苏打和白醋混合后会生成新物质
（三）教学难点：为新物质的身份寻找证据
五、教学过程
（一）聚焦话题，激发学生兴趣
1．回忆小苏打和白醋的特征。
2．?简单介绍生活中的现象，萝卜汤变色。
设计意图：用学生喜闻乐见的形式将生活中的科学带入课堂，激发了学生的学习兴趣；生活中用到的白醋和小苏打又成为学生探究的材料；喝汤也蕴含了“两种物质混合后又生成了新的物质”这一概念。
（二）观察小苏打和白醋混合后的现象，根据现象作出合理推测
1．出示实验记录单，明确实验要求及观察方法
（1）把气球拉直，将气球中的小苏打全部倒入白醋中；
（2）充分运用视觉、听觉和触觉等感觉器官，观察小苏打和白醋混合后出现的变化和现象？
?
混合时的现象
新生成的物质
2．学生分组实验，教师巡视指导
设计意图：在实验过程中，教师针对学生的记录，对可能出现的问题及时进行调控，体现学生主体、教师主导。
3．汇报交流实验现象，提出探究问题
（1）整理实验器材，组织集体交流
设计意图：把材料放回原处，是一个细节，是许多教师上课没有注意到的，却又恰恰是实验课上学生教学秩序混乱的大敌。学生在许多实验材料的吸引下，会不由自主地去玩，这是孩子的天性。而把材料收起来，就避免了材料吸引学生，从而让学生将注意力集中到实验现象的汇报和交流上来。明确生成新物质的变化伴随的一些伴生现象，例如有气泡,气球变鼓，温度的变化、发出声音等
（2）提出研究问题
请学生根据实验现象进行推测，什么物质是新生成的物质？
引导学生联系这些现象进行合理推测：看到大量气泡产生，听到有嘶嘶的声音，看到气球鼓起来了说明有气体生成。
设计意图：不是让学生简单推测，而是让学生把看到的现象当成证据进行合理推测，培养学生使用科学证据的意识和评估科学证据的能力。
（三）论证瓶子里的气体——是新物质吗？进行科学探究
1．思考：是生成了新的气体?还是瓶子里的空气热膨胀了?
指导学生利用实验现象进行合理论证,例如：因为我们摸到瓶子是凉凉的，空气没有遇到热。
2．科学探究气体是新生成的物质。
列出所知道的可能的气体-----→提取资料中的信息----→检测气体的性质
（1）你都知道哪些气体?它们是什么样的？有什么性质?
（2）阅读资料：了解一些常见气体的特征和基本性质
（3）检测气体的性质
①集体讨论实验的顺序
设计意图：提高学生分析与综合的科学思维能力，尽量选择简单安全的操作，不进行不必要的有安全隐患的实验。
②小组讨论实验的方法
??如何比重量？将生成的气体倒入“天平”的一端，可能会出现几种情况？
学生如果头脑中不进行抽象概括，通常会想到3种情况，下降，持平和上升，实际上气体如果比空气密度小，是不能“倒”在天平中的。
??如何设计实验检测它是否支持燃烧？
③根据实验现象进行合理解释，初步判断气体特性
设计意图：本环节通过一系列的观察、实验和互动研讨，发展学生的分析综合的思维能力，实验探究能力和推理论证的能力。
3．总结：通过知识库的方式，明确气体的名称——二氧化碳，证明了实验后的气体是新物质。
设计意图：这个环节表面是在探究生成了什么气体，实际是在潜移默化帮助学生建构寻找新物质的方法——比较反应前后物质的区别。
（四）科学探究反应后的液体是什么？沉淀物是什么？学以致用?（机动环节）
1.?讨论：刚刚我们研究了混合后生成的气体，瓶子里还有无色透明的液体及一些白色沉淀物，它们是新物质吗？怎样证明？
设计意图：学生往往会忽略观察的目标而把重点放在动手上，这时候教师不急于让学生动手，而是明确实验方法和观察内容，有利于学生思维的提升。
2．交流实验方法。
（1）添加小苏打没有产生大量气泡，说明液体已经不是白醋
（2）放入萝卜汤中没有变色，说明液体已经不是白醋。
设计意图：培养学生运用证据对研究问题进行描述、以及建立证据与解释之间关系的能力。
（五）总结概括合理解释
1．小苏打和白醋的反应生成新物质了吗?我们是怎样判断出是新物质的？
引导学生说出，我们是通过寻找反应前、反应后物质的特性是否发生变化来判断是否有新物质生成的。
2．实验装置的优点是什么？
设计意图：学生思考的过程就是思维的过程，美国心理学家布鲁纳说：“向学生提出挑战性的问题，可以引导学生发展智慧。”在引导学生建立科学概念、发现科学规律的过程中提出关键问题能调动学生思维的积极性，刺激的程度和方式远远超出一般的讲解。
（六）课后拓展
萝卜汤的变色是否有新物质生成呢?请大家用今天学过的方法找一找.
六、学习效果评价设计
评价方式
1.?在教学过程中渗透教学评价。例如，在学生实验的过程中教师可以充分的参与其中，并在适当的时候发表自己的观点和看法；及时发现学生实验中的亮点并给予充分的肯定，在学生实验出现问题的时候给予适当的帮助；
2． 在学生合作学习的过程中，教师要关注学生的自主参与程度和合作交流意识，及时发现问题并给予鼓励、强化和指导。
3．为每个学生创造机会进行展示，关注学生的思维发展，激发他们的自信心。
七、评价量规
科学实践
水平1 通过观察，能够将有气泡，有声音，气球膨胀等现象与生成气体建立联系。
水平2 通过观察、实验和阅读资料等方法论证小苏打和白醋混合后生成的气体是二氧化碳，完善对物质及变化的认识。
水平3 通过观察、实验和阅读资料等方法能够寻找更多的证据支撑自己的推理论证，小苏打和白醋混合后生成了新物质，完善对物质及变化的认识。
科学概念
水平1 说出小苏打和白醋混合后会生成了二氧化碳
水平2 说明小苏打和白醋混合后会生成了新物质。
水平3 说明小苏打和白醋混合后的变化是生成新物质的变化。
科学态度
水平1 在学习过程中主动与同学合作，学习兴趣浓厚。
水平2 在学习过程中主动与同学合作，认真听取并虚心接受同伴的建议，学习趣浓厚，意识到只有足够的证据才能做出正确的判断
水平3 在学习过程中主动与同学合作，认真听取并虚心接受同伴的建议，学习趣浓厚；意识到只有足够的证据才能做出正确的判断，得出科学结论需要严密的科学推理和论证。
本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)
一、调动学生的科学思维进行科学论证
我们知道，科学教育的目标不是去获得一大堆由事实和理论堆砌的知识，而应是实现一个趋向于核心概念的进展过程 ，所以本节课的教学就是围绕“是否有新物质生成”这个核心概念展开，在这个过程中注意培养学生的科学论证的能力。主要体现在以下两个方面。
1.对于二氧化碳气体的鉴别，采用资料卡的处理方式（采用课堂能解决的办法依次获得该气体是二氧化碳的证据，直到课堂上实验无法解决，再出示科学家的研究成果）循循善诱，表现了出了对孩子的尊敬。更重要的是对孩子提取信息、分析、比较、综合、归纳能力的全面培养。首先通过资料了解气体性质，从而优选实验顺序，让学生意识到，能直接观察就不实验观察，能简单实验就不做复杂实验，能物理实验就不做化学实验，所以先比较密度大小（轻重），再比较是否支持燃烧，这是一个分析、比较、综合的能力。当比较“新”气体与空气密度的大小时，先不急于做实验，而是让学生有一个逻辑分析的过程，把气体倒入天平的一端会出现几种情况？没有进行分析的同学想到的是三种情况，下沉、持平、升高。经过分析的同学会想到是两种情况，下沉和不动。然后进行实验，帮助学生把看到的现象（证据）与解释之间建立关系，看到天平的一端向下倾斜，从而说明这端的的气体密度大（重），然后做气体不支持燃烧的实验，同样要求学生把看到的现象（蜡烛熄灭）与这是不支持燃烧的气体建立联系，充分培养学生建立证据与解释之间关系的科学论证能力。
2.对于二氧化碳气体的鉴别，表面上看是在运用排除法确定到底是哪种气体，其实质是帮助学生建构判断是否有新物质生成的方法——对反应前后通过直接观察不能明显看出区别的物质进行实验比较。这里培养学生的科学思维：比较。学生就要对反应前后的气体进行比较了，当用物理方法，看闻摸等不能区分之后，就要用到实验的方法， 例如，比较反应前后气体的重量，反应前后气体是否支持燃烧。帮助学生建构好这个知识后，学生就可以自行探究液体及其它物质是否是新生成的物质了。也可以使用这种方法来判断生活中的一些变化是否有心物质的生成。
二、用有结构的材料为学生的探究提供支持
科学新课标指出，科学探究离不开物质材料的支持。精心设计的教具学具可以帮助学生更好的理解抽象、难懂的科学知识，体验科学探究过程，并能激发学生的学习兴趣，启迪思维，培养动手能力。学具的设计，应为学生提供手脑并用、解决问题的机会，通过有结构的材料，为学生提供探究的载体。学生身边易获取、成本低的材料是科学探究的首选学具。
维果斯基最近发展区理论倡导“支架式教学”，也就是在教学中要充分发挥教师的主导作用，在学生探究的过程中，对于那些超出学生能力的元素加以控制，并提供必要的支持，这个支持可能是一幅图片，一个问题，一段文字，一份实验记录单，一套实验材料等等。在本节课中尤其注意了实验材料的使用，整节课的实验材料都是生活中常见的物品，没有使用仪器室的专用材料，例如塑料杯、塑料瓶等，不仅体现了废物利用、低碳环保、重复利用的理念。同时也让学生意识到，科学并不神秘，只要我们多思考，廉价、易得的实验材料生活中有很多，这也是学生回家后继续探究的基础，有利于学生保持科学探究的欲望和兴趣。

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