小学科学的目的——揭示、带领孩子走近一个神奇的领域

借六年级《硫燃烧》的教研,说明如何设置和渗透小学科学课程目标。

王校:科学最最重要的是如何揭示学科奥秘,像科学家一样的探究。

如何基于学生的已有经验,在不同于自己的认知基础上进行探究。

 

I 科学探究历程中的艰难和惊异


硫的感官认识,除了颜色和气味,还应该有密度和溶解性,这为学生将来学习密度奠定基础。哪怕研究物理性质,在小学六年级应该从哪几个角度能够定性的(大都不是定量的)研究,能够为未来的学习奠定浪漫的基础。感觉在物理性质这块不够开放,只是让孩子们观察了颜色,闻闻味道就完了。应用我们的感官和生活经验,我们到可以从哪些角度了解硫的物理性质?不够开放。我觉得还应该关注密度和溶解性,这些问题,上课也可以实验。有的课下孩子手边有的可以继续研究(比如碳,回家就可以继续研究)。

硫在物理性质的基础之上,要探索它的化学性质。硫很特殊,在探索化学性质的时候有点复杂,它的熔点比燃点低,先有熔化再有燃烧。

这也是个好事。前面已经研究碳了,在我们再去研究硫的时候,因为孩子已经有了一些基础,有没有让孩子们先去想一想可以如何来研究(这块设问不够,没有激发孩子原有的潜能)。让孩子们明白能够感官感受到的就是物理性质。

我想进一步研究它的性质,应该如何办?这是一个很大的跳跃,今天我们的科学技术应用的很多,我们知道要燃烧。对于孩子们来说,燃烧没有那么顺利和自然。在历史上,科学每往前走那么一小步,那真的是人类跨越的一大步。这真的是非常神奇的事情,大家都太理所当然了,跳跃的有点快。我们要通过若干个实验,让孩子们明白通常我们要研究化学性质就是看它的燃烧。(这是一个不知道有多少的经验才能够形成的人类意识,好像我们脑子里有那个知识,好像我们拿来就要燃烧。我们要把我们知道的所有的知识悬置起来,完全进入到科学家的状态,你去思考这件事,就发现每一步都不是那么的想当然,每一步都非常的艰难。每一步因为难才充满了而好奇和惊异。)

就是在我们应用感官和经验,所有的通道我们都探索尽了以后,然后才往前走一步继续探索——如何探索?那一步,小小的突破的点到底在哪里?骨子底里如何从知识的传授转向科学家的探索,这是一个质的变化。在这个时候,人类几千年的经验好和孩子的经验才能够发挥作用——试着去点一点。因为有火,看它能否燃烧。燃烧事实上是多么大的一个跨越,和谁燃烧?除了加热,实际是点燃(能量)以外,和看不见摸不着的空气中的氧气发生反应,这是巨大的认知上的跨越,我们如何以探索的方式、尝试提问的方式揭露出来?我们的科学课如何做到步步充满惊异,这是关键!

 

II 硫燃烧的案例分析:

 

现象:点燃中间发生了一些奇妙的事情:

先变成液体;

其次离开酒精灯之后自己有了火焰,也就是自己在燃烧,而且生成蓝色的火焰;

随着燃烧,液体就没有了。

这之中有不断的转换,转换中不断的充满着惊异。

眼睛看到的现象:固体——液体——液体燃烧没了。

 

1、固体——液体;

问题:这个液体是不是新的物质?这是非常奇妙的点。

仅从思想实验的角度猜想:A、有可能是新的物质;B、不是新的物质。

如果不是新的物质,这就非常奇妙了。那就是三态转变:固体——液体。通常的物质,熔点和燃点相比,熔点要高。比如说C,加热的时候就燃烧了,有没有变成液体?没有见过就说明它的熔点高。我们给它能量,C就燃烧变成其他的物质。再比如P、镁的燃烧,这个过程都说明熔点比燃点更高。而硫是很奇特的事情。我们不知道,所以有可能——生成新物质是液态的。那也有可能是吸热融化,从固态转化成液态。

现在就要判断,如何判断?实验思路——

(1)孩子们很清楚——变成液态的时候,迅速拿到旁边,不再燃烧,再闻闻它的味道和前面的有没有变化。没有变化大致可以判断它是液态硫(虽然这个方法不是很可靠)。

(2)还有一种方式,吸热变成液态,然后你迅速降温,看能否变回固态?理论上,三态变化,一降温就迅速变回去了。三态的可逆性转变,你只要要引导到,孩子们就会豁然开朗。重要的是孩子们的思维的判断,再结合气味应该就能判断。


液体——液体燃烧没了。

问题:这个没了的气体是不是新的物质?

猜测

(1)生成新的物质,新物质是气体。

(2)液态——气态,跑到空气中。

如何判断?实验思路——

返过来,降温冷却,然后上面罩个大罩子,看上面是否有液态的或者固态的硫出现。如果不是这样就表明生成了新物质气体,挥发到空气中。这时候,才要猜想,硫和谁发生了反应?结合反应生成的这个气体到底是什么?

我们现在知道他是和空气中的氧气结合,形成和硫的氧化物,几氧化无不重要。但你知道历史上氧气的发现有多难?拉瓦锡的实验最开始猜想是燃素呢,这多神奇的猜测。你们就把科学中最神奇的东西就没有了,还是把我们知道的直接给孩子们了。

惊异感,如何揭示?孩子们猜测的二氧化硫呀一氧化硫呀从某种程度上也是它固化的东西知道的知识有点多,把科学之为科学的东西都遮蔽了,好什么呀?哪怕他知道这些信息,你也要去逼问他——从空气的成分进行分析和猜测。最后逼到硫和氧气反应成为一种新的物质,这种新的物质到底是什么,不知道。严格来说这个新物质是猜不了的,其实如果说是硫和氧的话,就是他们的结合物。但它到底是什么样的,可以给个名字,也可以不给名称。在小学阶段,只知道这是一种化学反应生成一种新物质就好了,到底是什么不重要。他知道这是一种不同于最开始的硫单质,是一种新物质,生成新的物质的过程叫做化学反应。至于到底怎么反应,最后生成的物质到底是什么样子,其实我们现在都解决不了。重点不是最后给那个答案,这个答案有什么意义?包括二氧化硫,以及遇品红的漂白反应都没有必要给,这其实都是我们知道的信息给孩子们。


III课程目标——

小学的重点不在这,重点是揭示这个变化过程中的惊异感。不同于我们的经验,和我们的经验拉开裂缝,让孩子们知道哇这个领域太神奇了,太神秘了。

一节课到底要干什么,给一些现有的结论吗?这个过程到底哪个过程能引起孩子的惊异感?要把一个惊异、神奇的未知领域揭示出来。让孩子们感受到,这才是我们科学课的目的。

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