自主探究　徜徉于科学的海洋

教学内容：教科版《科学》4年级下册《岩石会改变模样吗》。

教学目标

1．教师提供岩石图片和实物，学生自行收集有关岩石变化的资料。通过观察描述活动，让孩子认识改变岩石模样的自然力量。学生经历寻找岩石变化痕迹的探索过程，并在活动中了解冷热、风、雨、植物、大气等对岩石变化的作用。

2．让学生经历科学探究过程，能够根据现象初步解释自然界中岩石变化的原因，体验大自然的力量。

3．在探索岩石变化原因的过程中积极地展开想象，积极地与同伴合作交流；尊重证据、如实对实验现象进行描述。激发学生热爱大自然，探索大自然的兴趣。

教学重点：寻找岩石变化的痕迹，理解岩石变化的原因。 教学难点：设计实验，探索岩石变化的原因，并理解岩石变化的过程是一个长期而细微的过程。

实验器材：

酒精灯、镊子、烧杯、冷水、火柴、各种小块岩石、金属罐头瓶等。

教学过程：

一、导入

师：同学们，你们能形容一下这些岩石的模样吗?

师：这些岩石很久以前就是这样的吗?

生：不是。

师：再过一百年、一千年、上万年，它们的模样会不会改变呢?

生：会。

师：这么肯定!你们在哪里见过改变了模样的岩石?

师：观察老师这里的两组石碑的照片，你觉得左右两边的石碑有什么不同?

生：左边的都比较破旧，右边的新一点。

生：左边的字都模糊了，有一个都看不见了，右边石碑上的字比较清楚。

生：左边的石碑年代太久了，右边的是新立的。

师：是时间让岩石变了样吗?

生：不是。

师：那到底是自然界中的什么力量让岩石变了样?这节课我们共同来学习。(揭示课题。)

(这种渐进式的导入设计引导学生把原有的积累于大脑中的有关对岩石的认识提取出来。一看教材，学生用生动的语言来描述岩石的样子，为学生对后面岩石改变模样后的描述做铺垫；二说经历，靠学生的回忆来再次确定他们的判断是正确的；三作对比，丰富、加深感性认识，激发他们的探究欲，引出本课学习重点。)

二、推测岩石变化的原因

师：发挥你的想象力结合课前收集的资料，来说说是自然界中的什么力量让岩石发生了变化。

学生汇报，教师归类板书。

火山　温度

地震　水

泥石流　风

植物

大气

师：大家发现老师写在左边的这些因素和右边的有什么区别吗?

生：左边的现象不常发生，右边的天天都存在。

生：左边的现象分地方发生，像我们这里就没见过，但右边的所有地区都受这些因素的影响。

生：左边的现象是偶然的，右边的是经常的。

师：虽然左面的这些现象一旦发生真的会改变岩石的模样，但由于它属于偶发性、地域性的因素，因此这节课不作为我们研究的对象。那是不是这些每天都在影响岩石的因素真的能改变岩石的模样，我们要用事实说话，怎么办?

生：做实验验证。

(这是学生进行大胆猜测的过程，对做了预习的孩子来说，是对学习的理论知识的调用与重现。在学生汇报时，教师要引导学生思考这些必然因素可能怎样影响着岩石而发生变化，为学生设计模拟实验做铺垫。分栏板书也是为总结风化作用埋下伏笔。教师课前留预习作业。因为如果让学生单纯地靠想象、靠猜测、靠书中的暗示是很难想到冷热、大气或植物对岩石改变模样的影响，而如果教师这里耽误过长时间来引导又忽略了教学的重点，但不引导却生硬地出现这几个因素要学生研究，显然也不合适。因此，我提倡课前做相应的预习。)

三、探究岩石变化的原因

1．研究温度对岩石的影响。

师：风可以改变岩石的这个模拟实验比较简单，大家看看老师桌面上的什么可以帮助大家完成这个实验，怎么做?

生：用电风扇吹。

师：由于我们的时间和器材两方面条件的限制，风改变岩石模样的模拟实验由老师来做。大家重点研究温度和水对岩石的影响。

师：它们可能会改变岩石的哪些特征呢?

生：大小、形状、颜色、光滑度。

(点评：本课的实验属于对比实验，通过这个问题，我们要明确比较的是什么，使学生在汇报时说话有理有序。)

(小组讨论，共同设计一个实验证明温度变化能改变岩石的模样。汇报方法、评价。)

(这里设计实验的方法比较简单，但主要是安全事项的问题，如果在互评的环节学生们都没有注意到，教师可通过一些错误操作的简单示范，和引导学生说说实验后可能发生的现象，使学生发现实验中的安全隐患，加以防范，这要比直接告诉来得更形象，学生的印象也深刻一些。)

多媒体出示实验过程并提出安全方面的注意事项

①夹紧岩石，放在外焰加热。

②掌握好加热时间，加热岩石后马上把它放入水中观察。可反复做几次。

③实验过程中尽量让眼睛远离岩石，防止炸裂后崩到眼睛。 领取材料，操作实验。(材料有两组：实验组和对照组。)

汇报发现：

生：我们组发现岩石被烧白了，还掉下来个碴。

师：这说明什么?

生：冷热会使岩石发生变化。

师：还有发现吗?

生：我们的岩石变小了因为掉下来很多小石子。

生：我们组的岩石裂了个缝。

师：有不一样的发现吗?

生：老师，我们组的岩石没什么变化。

师：我喜欢你实事求是的态度，看到的是什么就说什么，这是很可贵的科学精神。那我们一起帮忙找找原因，你们觉得可能是什么原因，是不是冷热变化只对某些岩石起作用?

(对学生正面的评价对他们形成正确的人生观、价值观是十分有益的，同时也有助于学生形成良好的科学品质。注：对于这种评价不仅限于此处，可根据教学中的生成性问题随机做出相应的评价。此处仅对教师评价的重要意义加以说明。)

生：我觉得是加热的时间不够。

生：我们做了7次才有现象，是不是他们反复的次数不够呢?

生：石头太大了吧。

生：老师，我们能看看石头吗?(教师将岩石放在实物展台上。)

生：我觉得可能是因为老师给他们组的和给我们组的岩石不一样。前面讲岩石的时候不是说每种岩石都有不同的特征吗，可能这块比较硬，耐烧。我想多反复做几次也能裂开。

师：大家同意吗?(同意。)老师非常佩服大家的分析能力，为了满足你们的愿望，老师把这块岩石送给这组，课下你们可以继续研究，以证明你们的想法。

师：在实验室中我们可以控制条件，让一块小岩石前一分钟受热，后一分钟受冷，反复多次就能看到岩石的样子发生了变化，那在自然界里的岩石也会这样吗?(不会。)

师：那山上的岩石要经过多长的

时间，可能会出现什么样的变化呢?

(这里教师准备了不同的小块岩石如：石灰岩、大理岩、花岗岩等，目的就是想出现不同的现象。从分析中初步感受到冷热作用改变岩石的长期性，为以后认识风化作用对岩石的侵蚀速度是不同的做铺垫。在这里将学生的思维从模拟环境拉回现实空间，去感受改变的长期性。)

师：刚才在实验中我们观察到了岩石在受冷、受热的情况下的确发生了变化。那么实验中的酒精灯代表着自然界里的什么?把岩石放在水里受冷又代表的是自然界中的什么现象?

师：同学们利用实验中的现象解释了自然界中的岩石在冷热的作用下产生的变化。自然界里的岩石白天受热、晚上受冷，夏天受热，冬天受冷，不断地冷热变化，才逐渐地被分解、变化了。

(这一问题的设计是让学生从真正意义上认识自然界中的冷热到底是怎样改变岩石的。这是对学生发散思维的训练。)

2．研究水对岩石的影响。

师：刚才大家说水能改变岩石，我这块岩石上课前就放在水里了，可也没发现有什么变化呀?

生：自然界里的水是流动的，不是静止的，而且水里也不可能就一块石头，水流动的过程中它们还要互相碰撞、摩擦。

师：那这个实验要选择什么样的器材，怎样做呢?

(学生汇报，评价。)

师：由于上课时间有限，我们就摇3分钟，希望大家通力合作，轮换摇动，比比看哪组摇得最起劲。

领取材料，操作实验。(材料有两组：实验组和对照组。) 将水倒在杯子里，观察比较，汇报发现。

生：我们的岩石虽然看不太出来有明显的变化，但我们的杯子底部有一些小沙砾，应该是从这些岩石身上掉下来的。所以它们一定发生了变化。

生：有的好像比没经过实验的这些岩石光滑一些。

师：这些都说明什么?

生：岩石经过水的冲刷和互相的碰撞改变了模样。

师：(展示鹅卵石。)怎么没有一块岩石在水的作用下变得像鹅卵石这么光滑呢?

生：我们才摇了几分钟，怎么可能就变成鹅卵石了呢?

师：那要摇多长时间才能变?(生随意猜。)

师：那看来无论是冷热对岩石的影响还是水对岩石的影响都不是一朝一夕的，都要经过长期的作用才能让岩石变样，是不是?

生：是。

(板书：长期作用下发生变化。)

师：我们现在看看让风吹了半天的这块岩石怎么样了。

生：没什么变化。

师：为什么没有变化呢?自然环境下的风和教室里电风扇的风有什么区别?

(这个环节的设计与材料的选择，是有目的性、有针对性地让学生认识到，任何一种作用都不会在短期内改变岩石，岩石改变模样是一个漫长的细微的变化过程。如果学生能答出自然界的风除了力量大之外，风里还夹杂着沙砾，经常打在岩石上也会使岩石变样，这样的效果是最佳的，初步渗透了风化作用的联合性。)

3．展示植物对岩石的影响。

师：其实植物的根也能改变岩石的模样。(投影：长着松树的黄山岩石图片。)我们用动画来演示一下植物的根对岩石的作用。

(用书中的实验方法效果不好，而且由于石膏本身的质地问题，这个实验容易让学生产生错觉，植物似乎很容易破坏岩石。而用动画来表现不仅能更好地说明问题而且也是学生喜闻乐见的形式。)

四、巩固知识

师：现在我们能解释山上的岩石为什么布满了裂缝，山脚下为什么堆满了碎石呢?这些碎石再继续变化，会成什么样呢?

生：山上的岩石由于长期的风化现象所以布满了裂缝，当风化现象不断加剧，它会变成碎石滚落山下。

生：如果这些碎石继续变化，可能会变成细沙，甚至会变成灰尘。

(将“风化”的概念应用于生活情境中，使整个探究活动来源于生活，又归于生活。)

评析：

小学科学教学肩负的任务就是善待学生的探究兴趣．引领他们能运用观察、实验等探究方法进行科学研究，培养求证意识，树立运用科学知识造福人类的精神。在本节课的教学中教师不仅采用了合作探究的方式，也结合现代多媒体教育手段让学生多了一个渠道来了解自然，了解世界，最终达到“使学生具有良好的科学素养”的目的。

本课教学中，从观察、描述、对比岩石的图片到推想岩石产生的变化。从影响岩石变化的条件假设到利用模拟实验验证自己的猜想，教师都力求学生能通过独立思考、小组合作、集体交流等方式，参与到每个科学探究活动。但科学课堂教学中的探究活动不在于多，而在于精，通过精心的、精练的指导，使学生逐步掌握科学探究的方法、理解科学探究的精神、树立科学探究的态度。因此，这位老师在模拟实验中。选取了“冷热的作用”作为指导重点，使学生既理解了岩石变化的原因，又体验了真正的科学探究是怎样进行的，为后面的独立探究做了铺垫。而且在这个实验操作前，教师利用一些错误演示，或科学小博士的温馨提示等，引导学生对实验目的、实验过程以及操作安全进行再思考，力图在科学探究活动中体验科学的严谨性。

在研究冷热对岩石的作用时，由于学生没法看到岩石由于受热、受冷时，内部发生的变化，因此还是无法形成一个立体、丰富的形象认知。教师如果能制作一个有关岩石的缝隙在白天和夜晚，冬天或夏天所发生变化的动画，就能使学生能比较直观地了解冷热是如何使岩石发生变化的。可能效果会更好。

个人简介

梁松岩小学高级教师，哈尔滨市优秀教师、科学学科骨干教师、转化后进生先进个人。多次参加省、市各级各类教学大赛均获一等奖，曾多次指导青年教师参加市、区级大赛，成绩优异。她善于在教学中深入挖掘课程资源，激发兴趣，点燃学生热爱科学的火种。

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