小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《物質(zhì)改變了嗎》深度教學(xué)設(shè)計(jì)-基于“物質(zhì)與變化”核心概念的探究式課堂實(shí)施

小學(xué)科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)《物質(zhì)改變了嗎》深度教學(xué)設(shè)計(jì)——基于“物質(zhì)與變化”核心概念的探究式課堂實(shí)施

一、教材與學(xué)情原點(diǎn)分析

（一）教材定位與核心概念解碼

本課隸屬于大象版三年級(jí)上冊(cè)第四單元《不一樣的物體》的第六課，是單元的總結(jié)課與提升課。本單元前五課分別引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)了固、液、氣三種狀態(tài)的物體特征以及混合物的分離方法，為本課探究“物體的變化”奠定了豐富的感性基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)素材。本課的核心教學(xué)指向“物質(zhì)科學(xué)”領(lǐng)域中的兩大上位概念——“物質(zhì)的變化”與“守恒觀念”。依據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的核心概念3“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”，本課需要為學(xué)生初步建立起這樣的認(rèn)知框架：物體的外在形態(tài)（如大小、形狀、狀態(tài)）可以改變，但構(gòu)成物體的物質(zhì)本身可能并未改變。這是學(xué)生今后在小學(xué)高年級(jí)及初中階段區(qū)分“物理變化”與“化學(xué)變化”的認(rèn)知起點(diǎn)和奠基性概念，屬于物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中【非常重要】的啟蒙概念。

（二）學(xué)情精準(zhǔn)畫像

認(rèn)知起點(diǎn)：三年級(jí)學(xué)生正處于從具體形象思維向初步抽象邏輯思維過(guò)渡的關(guān)鍵期。他們?cè)谏钪蟹e累了豐富的物體變化經(jīng)驗(yàn)，如折紙、捏橡皮泥、切水果、冰塊融化等。但他們往往容易被變化的現(xiàn)象所吸引，而缺乏對(duì)“變與不變”本質(zhì)的深度追問(wèn)。一個(gè)典型的【難點(diǎn)】在于，學(xué)生極易陷入“形態(tài)變了就等于物質(zhì)變了”的認(rèn)知誤區(qū)，例如認(rèn)為“木頭做成了桌子，木頭就變成了‘桌子’這種新東西”。這是因?yàn)樗麄儗⑽矬w的名稱、功能與構(gòu)成它的物質(zhì)概念混為一談。

興趣與能力：學(xué)生對(duì)動(dòng)手操作具有濃厚的興趣，具備初步的觀察能力和簡(jiǎn)單的比較能力，但用準(zhǔn)確的語(yǔ)言描述“什么變了、什么沒(méi)變”，并從中歸納出共同規(guī)律的能力尚顯薄弱，需要教師搭建有效的“腳手架”。本課將通過(guò)結(jié)構(gòu)化的材料、遞進(jìn)式的追問(wèn)和可視化的記錄單，助力學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維的攀升。

二、教學(xué)目標(biāo)層級(jí)建構(gòu)（基于核心素養(yǎng)）

（一）科學(xué)觀念（【基礎(chǔ)】【核心】）

通過(guò)觀察、比較、分析具體案例，知道物體在發(fā)生形狀、大小或形態(tài)的改變時(shí)，構(gòu)成物體的物質(zhì)可能并沒(méi)有發(fā)生改變；初步建立“物質(zhì)具有穩(wěn)定性，形態(tài)具有可變性”的辯證統(tǒng)一觀念，為后續(xù)學(xué)習(xí)物理變化和化學(xué)變化奠定概念基礎(chǔ)。

（二）科學(xué)思維（【重要】【難點(diǎn)突破】）

能夠運(yùn)用比較與分類、歸納與概括的思維方法，從多個(gè)具體的物體變化實(shí)例（如易拉罐壓扁、蘿卜切丁、木頭制桌）中，提煉出“形狀或大小變了，但物質(zhì)沒(méi)變”的共同特征；初步學(xué)習(xí)基于證據(jù)（顏色、氣味、質(zhì)地等特征不變）進(jìn)行推理并得出結(jié)論的科學(xué)思維方式。

（三）探究實(shí)踐（【高頻考點(diǎn)】【能力落腳點(diǎn)】）

能在教師引導(dǎo)下，經(jīng)歷“提出問(wèn)題—觀察描述—比較分析—?dú)w納總結(jié)—遷移應(yīng)用”的完整探究過(guò)程；能運(yùn)用多種感官和簡(jiǎn)單工具觀察物體變化前后的特征，并用圖文或表格形式記錄和整理信息，提升科學(xué)表述能力。

（四）態(tài)度責(zé)任（【情感升華】）

在探究活動(dòng)中激發(fā)對(duì)身邊物質(zhì)世界變化奧秘的好奇心和探究欲，培養(yǎng)尊重事實(shí)、用證據(jù)說(shuō)話的實(shí)證意識(shí)；通過(guò)欣賞篆刻、竹編等傳統(tǒng)工藝中的“物質(zhì)不變”智慧，初步感知科學(xué)、技術(shù)與文化之間的內(nèi)在聯(lián)系，增強(qiáng)民族自豪感。

三、教學(xué)重難點(diǎn)聚焦

（一）教學(xué)重點(diǎn)

引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察具體案例，理解并概括出“物體形狀、大小改變，但構(gòu)成物體的物質(zhì)沒(méi)有改變”這一核心規(guī)律。

（二）教學(xué)難點(diǎn)

幫助學(xué)生突破“功能變化或名稱變化等于物質(zhì)變化”的迷思概念，學(xué)會(huì)通過(guò)比較變化前后物體的基本特征（顏色、氣味、軟硬、材質(zhì)等）來(lái)判斷物質(zhì)是否發(fā)生改變，為判斷“是否產(chǎn)生新物質(zhì)”建立初步的判別依據(jù)。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

（一）材料準(zhǔn)備（分組材料）

1.變形組：空易拉罐（清洗干凈，邊緣貼膠帶防劃傷）、小木塊、木制小勺或木制半成品、安全錘或厚書本（用于壓罐）。

2.分割組：新鮮蘿卜段、黃瓜段、安全塑料水果刀、切菜板、一次性盤子。

3.塑形組：彩色橡皮泥、剪刀、白紙。

4.觀察工具：放大鏡、濕巾（清理用）。

5.記錄工具：《小小科學(xué)家探究記錄單》人手一份。

（二）情境與媒體準(zhǔn)備

1.多媒體課件：包含物體變化的動(dòng)圖（如紙剪窗花、棉花紡線）、傳統(tǒng)工藝短視頻（篆刻印章、竹編籃子）。

2.板貼詞卡：“形狀變了”“大小變了”“物質(zhì)沒(méi)變”“還是木頭”“還是鋁”“還是蘿卜”等。

五、教學(xué)實(shí)施過(guò)程（核心環(huán)節(jié)深度展開）

（一）環(huán)節(jié)一：情境聚焦，激活經(jīng)驗(yàn)——開啟“變化鑒定師”之旅（約5分鐘）

1.生活現(xiàn)象導(dǎo)入：教師手持一塊完整橡皮和一塊被切掉一角或磨損的橡皮，創(chuàng)設(shè)對(duì)話情境：“同學(xué)們，這塊橡皮是我的，那塊也是我的。這塊小的那塊大的比，它發(fā)生了什么變化？（學(xué)生：變小了，形狀也變了）。那它還是橡皮嗎？它里面的‘東西’變了嗎？”

2.問(wèn)題聚焦：教師順勢(shì)引導(dǎo)：“是呀，物體總是在發(fā)生變化。切水果、做手工、蓋房子，都在改變物體的樣子。今天我們就來(lái)當(dāng)一回‘變化鑒定師’，一起研究一個(gè)特別有意思的問(wèn)題：‘物質(zhì)改變了嗎？’”（板書課題核心問(wèn)題：“物質(zhì)改變了嗎？”）

【設(shè)計(jì)意圖】從學(xué)生最熟悉的橡皮入手，通過(guò)直觀對(duì)比迅速聚焦核心問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突和探究興趣，自然引出本課的研究主題。

（二）環(huán)節(jié)二：分組探究，搜集證據(jù)——在操作中尋找“變與不變”（約20分鐘）

1.明確任務(wù)與方法指導(dǎo)（【基礎(chǔ)】）

教師介紹三個(gè)“探究工作站”：“變形站”、“分割站”、“塑形站”。每個(gè)小組自由選擇一個(gè)工作站展開探究。教師強(qiáng)調(diào)觀察方法：“要想當(dāng)好鑒定師，不能光用眼睛看，還要用手摸、用鼻子聞（安全前提下），甚至可以輕輕掰一掰。重點(diǎn)對(duì)比‘變化前’和‘變化后’，到底什么變了？什么神奇的沒(méi)變？并把你們的發(fā)現(xiàn)用簡(jiǎn)單的詞語(yǔ)畫或?qū)懺谟涗泦紊稀！?/p>

2.分組實(shí)踐，教師深度巡視

“變形站”（易拉罐與木頭）：

學(xué)生嘗試用書本將易拉罐壓扁，觀察木塊與木勺。

教師【重要】引導(dǎo)提問(wèn)：“壓扁后，易拉罐還是亮亮的金屬色嗎？摸起來(lái)還是那種硬硬滑滑的感覺嗎？這個(gè)‘金屬’本身有沒(méi)有變成塑料或者紙？”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物質(zhì)的本征屬性（顏色、光澤、質(zhì)地）。

學(xué)生可能發(fā)現(xiàn)：易拉罐形狀從圓柱變扁平，但材料還是那個(gè)“金屬”（鋁）；木塊和木勺，雖然一個(gè)粗糙一個(gè)光滑，但紋理、顏色和氣味都表明它們“都是木頭”。

“分割站”（蘿卜或黃瓜）：

學(xué)生小心地將蘿卜切成丁。

教師【難點(diǎn)】介入：“哎呀，蘿卜丁看起來(lái)跟原來(lái)那塊蘿卜不太一樣了，塊變小了，形狀也不規(guī)則了。那它咬一口，還是蘿卜的味道嗎？它的顏色，還是那種白里透青嗎？它會(huì)不會(huì)變成了蘋果味或者土豆？”通過(guò)風(fēng)趣的追問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到內(nèi)部本質(zhì)（味道、顏色、主要成分）未變。

“塑形站”（橡皮泥與紙）：

學(xué)生將橡皮泥捏成各種造型，或用剪刀將紙剪成窗花。

教師引導(dǎo)：“橡皮泥從圓球變成了小兔子，但它還是那種軟軟的、可以捏來(lái)捏去的橡皮泥嗎？紙從大方紙變成了鏤空的小花，它還是一撕就破、能寫字的紙嗎？”

3.記錄單設(shè)計(jì)（體現(xiàn)思維過(guò)程）

|我們研究的物體|變化前什么樣？|變化后什么樣？|我發(fā)現(xiàn)了“什么變了”|我更發(fā)現(xiàn)了“什么沒(méi)變”|

|:---|:---|:---|:---|:---|

|例：易拉罐|圓圓的柱子|扁扁的一塊|形狀變了、大小（體積）變了|還是那種亮亮的金屬（鋁）|

|我們的物體：__||||________|

（三）環(huán)節(jié)三：匯報(bào)交流，歸納概括——從具體案例走向抽象規(guī)律（約15分鐘）

1.小組匯報(bào)，板貼梳理證據(jù)

各小組選派“小鑒定師”上臺(tái)，展示物體并匯報(bào)發(fā)現(xiàn)。教師在黑板上有序張貼關(guān)鍵詞。

生A（變形組）：我們發(fā)現(xiàn)易拉罐變了，從高的變成扁的。但我們認(rèn)為物質(zhì)沒(méi)變，因?yàn)閴罕夂螅€是銀色的，還是那么輕，還是金屬。

師（追問(wèn)）：你怎么證明它還是那種金屬？能通過(guò)什么方法？

生A：用磁鐵吸？吸不住！易拉罐本來(lái)就吸不住，壓扁了也吸不住！（如果學(xué)情允許，可演示）

師（贊嘆）：了不起！你們不僅觀察外表，還通過(guò)測(cè)試性質(zhì)來(lái)證明物質(zhì)沒(méi)變。易拉罐變了的是——（引導(dǎo)學(xué)生齊說(shuō)：形狀），沒(méi)變的是——（生：金屬鋁）。

（教師板貼：易拉罐壓扁→形狀變了還是鋁）

生B（分割組）：蘿卜切成丁后，形狀和大小都變了。但沒(méi)變的是，它還是蘿卜，因?yàn)樗€有蘿卜的味道，顏色也沒(méi)變。

師：如果我把蘿卜榨成汁，蘿卜還叫蘿卜嗎？物質(zhì)變了嗎？

生（思考后）：蘿卜汁還是蘿卜做的，物質(zhì)應(yīng)該還是蘿卜。（教師點(diǎn)贊：這個(gè)推理很厲害！）

（板貼：蘿卜切丁→形狀、大小變了還是蘿卜）

生C（塑形組）：橡皮泥變成了小狗，形狀完全變了，但它還是那塊橡皮泥，因?yàn)檫€是那么軟，顏色也沒(méi)變。紙剪成窗花，還是紙。

（板貼：橡皮泥捏造型→形狀變了還是橡皮泥）

2.歸納概括，揭示核心概念

教師指著滿黑板的關(guān)鍵詞，引導(dǎo)全體學(xué)生進(jìn)行高階思維：“同學(xué)們，讓我們像科學(xué)家一樣，把這些發(fā)現(xiàn)放在一起，橫著看、豎著比。你們發(fā)現(xiàn)它們有什么【共同點(diǎn)】嗎？”

小組討論后，引導(dǎo)學(xué)生用自己的語(yǔ)言概括。

學(xué)生D：它們雖然變得樣子不一樣，但是它們“本身”還是那種東西。

教師提煉并板書核心規(guī)律：“物體的大小、形狀或形態(tài)發(fā)生了改變，但構(gòu)成物體的物質(zhì)本身沒(méi)有改變。”并告知學(xué)生，這種變化是物質(zhì)變化中的一種重要類型，為我們以后學(xué)習(xí)更復(fù)雜的變化打下基礎(chǔ)。

3.反思探究過(guò)程，明晰方法

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧：“我們剛剛是憑什么斷定‘物質(zhì)沒(méi)變’的？我們用了哪些好方法？”

師生共同總結(jié)出方法論：【觀察變化前后特征】【對(duì)比找出相同與不同】【依據(jù)不變的特征下結(jié)論】。這為學(xué)生的科學(xué)探究能力提供了【重要】的元認(rèn)知訓(xùn)練。

（四）環(huán)節(jié)四：誤區(qū)辨析，深化理解（約5分鐘）

1.制造認(rèn)知沖突

教師出示一張“木頭桌子”的圖片。“按照我們剛才的結(jié)論，桌子是由木頭做的，物質(zhì)沒(méi)變，還是木頭。但老師聽到有同學(xué)小聲說(shuō)：‘可是木頭變成了桌子，它能放東西了，它的功能變了，它應(yīng)該叫桌子，不叫木頭了呀？’誰(shuí)來(lái)幫幫他？”

2.生生互動(dòng)辨析

引導(dǎo)學(xué)生討論，明確：“桌子”是這種物品的“名稱”或“功能”，而“木頭”是構(gòu)成這種物品的“物質(zhì)”。名稱和功能可以變，但物質(zhì)可能沒(méi)變。這就像水，裝在杯子里叫杯中的水，倒在盆里叫盆中的水，但它依然是水（H?O）。這一辨析直指本課【難點(diǎn)】，幫助學(xué)生剝離概念，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的精準(zhǔn)建構(gòu)。

（五）環(huán)節(jié)五：遷移應(yīng)用，文化浸潤(rùn)（約5分鐘）

1.走進(jìn)傳統(tǒng)工藝

播放短視頻或圖片：①篆刻師傅在石頭上刻字；②竹編藝人將竹子劈成細(xì)絲編成小籃；③織布機(jī)將棉花紡成線再織成布。

2.運(yùn)用新知解決問(wèn)題

師：這些精美的工藝品背后，也藏著我們今天發(fā)現(xiàn)的科學(xué)原理。請(qǐng)你當(dāng)一次“小小科學(xué)家”，任選一個(gè)，說(shuō)說(shuō)物體發(fā)生了什么變化？構(gòu)成物體的物質(zhì)改變了嗎？

生E：篆刻是在石頭上刻字，石頭的形狀變了，但石頭還是石頭，物質(zhì)沒(méi)變。

生F：織布是棉花變了，棉花從一團(tuán)團(tuán)的變成了細(xì)細(xì)的線，又變成了布，但是無(wú)論怎么變，它都是棉花做的，物質(zhì)沒(méi)變。

3.升華情感

師總結(jié)：同學(xué)們，我們的祖先在幾千年前，雖然不懂“物質(zhì)”這個(gè)科學(xué)詞匯，但他們巧妙地利用了“物質(zhì)不變，形態(tài)可變”這個(gè)原理，創(chuàng)造了燦爛的文明。這就是科學(xué)的魅力，它就藏在我們身邊的每一個(gè)角落。

（六）環(huán)節(jié)六：課堂練習(xí)與即時(shí)反饋（約3分鐘）

1.判斷下列變化中，構(gòu)成物體的物質(zhì)有沒(méi)有改變？（用手勢(shì)判斷：沒(méi)改變—伸食指；改變了—握拳）

A.一張紙被撕成碎片。（沒(méi)改變）

B.一張紙?jiān)跔t子里燒成了灰。（改變——追問(wèn)理由：顏色、氣味、能不能燒都變了，說(shuō)明物質(zhì)變了，變成了新物質(zhì)，這我們以后會(huì)學(xué)）

C.鐵匠把鐵塊燒紅，然后錘打成一把鋤頭。（沒(méi)改變——重點(diǎn)辨析：雖然功能變了，但鐵的“本質(zhì)”沒(méi)變，還是那種灰黑色、能被磁鐵吸的金屬）

2.解釋生活現(xiàn)象：為什么廢品收購(gòu)站要把易拉罐壓扁？這樣做物質(zhì)變了嗎？（沒(méi)變，只是為了方便運(yùn)輸，利用了形狀改變物質(zhì)不變的原理）

六、板書設(shè)計(jì)

物質(zhì)改變了嗎？

變化案例我們的發(fā)現(xiàn)

易拉罐壓扁→形狀變了但還是鋁（物質(zhì)沒(méi)變）

蘿卜切丁→大小、形狀變了但還是蘿卜（物質(zhì)沒(méi)變）

木頭做桌→形態(tài)、功能變了但還是木頭（物質(zhì)沒(méi)變）

核心規(guī)律：物體的大小、形狀或形態(tài)改變，

但構(gòu)成物體的物質(zhì)本身可能沒(méi)有改變。

判斷