小学科学课程之物质科学专题

3.1探究怎样才能让天平和杠杆保持平衡。
3.2知道利用机械可以提高工作效率，了解一些简单 机械的使用，如斜面、杠杆、齿轮、滑轮等。
（三）能量的表现形式
现象▪光路▪色散 能量的表现形式 光的传播 声音的产生与传播 热现象 简单电路 磁现象 能量的转换 产生▪介质▪区分噪音 传热▪温度▪隔热方法 电▪电路▪导电性
此外，加热、潮湿等因素也会使绝缘体的导电性 大大增加。 因此必须告诉儿童在进行电学方面的实验时必须 高度注意安全，千万不要以为通过用干电池组成的 电路判断某材料不导电，就认为该材料在任何电压 下都能可靠地绝缘，千万不能接触市电和电压不明 的带电体。 ②合金的导电性是不是一定比纯金属差？ ③金刚石是不是最硬的材料？ 只能说金刚石是最硬的天然材料。人造材料还有 比金刚石硬的，如石墨烯、 β氮化碳。
磁铁▪电磁铁
表现形式▪转化
1.能量的表现形式之一：声音的产生与传播
1.1知道声音是由物体的振动产生的，能区分声音的 大小与高低。 1.2知道声音要通过物质传播到达人的耳朵。
1.3能区分乐音和噪音，了解噪音的危害和防治方法。
拓展：有关声音的几个问题
①空罐中的声音 在比较安静的时候，用耳朵贴近大小不同的空 容器，会听到比较响的高低不一的声音。这是为 什么？ 声音共鸣现象的表现。 ②怎样做好真空不能传声的实验？ 将闹钟或者电铃设法用线或者橡皮筋吊起来。 ③证明水可以传声的最简单的实验。 用细线吊两个小酒杯，浸没在盛满水的水槽中 直接碰。
B.静摩擦力随相对运动趋势大小而变。
C.滑动摩擦力的大小与接触面的性质以及正压力 有关，与接触面积无关，也不能说成与物体的重量 有关。 例如：a、b两个物体以及斜面的材质都相同，b 物体比a物体重，它们都沿斜面下滑，b受到的滑动 摩擦力不一定比a受到的滑动摩擦力大。 a b
3.运动与力之三：简单机械
②没有温度在100℃以上的水
通过测量水沸腾时的温度，发现直
到水烧干温度都不会超过100℃，很容易
使学生产生误解，以为没有100 ℃以上的
水。实际上水的沸点是与大气压有关的，
气压增加，水的沸点也会增加，高压锅中
的水的沸点就超过100 ℃。
③通过加压可以得到任意温度的水 通过研究水的沸点与压强的关系，学生发现增加压强可以提 高水的沸点，学生就自然认为加压的方式可以无限提高水的沸点， 从而得到任意温度的水，实际上当温度达到374℃ 时就不可能存 在液态的水， 374℃ 称为水的临界温度，实际上任何一种物质在 气液变化时都存在临界温度，温度高于临界温度时就不可能有液 态的这种物质，比如氦是最难液化的气体，它的临界温度是268℃ ，也就是说只要温度高于-268℃ 就不可能存在液态的氦， 要得到液态的氦，必须将环境温度降到-268℃ 以下，这需要低温 技术支撑。
小学科学《物质世界》解读与把握
一.物质科学的研究范围
1.从广义上讲物质科学的研究范围应该包括整个自然
界。
2.小学科学教材中的物质科学的研究范围实际上仅限 于无生命的物质世界，并且不包括地球与空间科学的内 容。 3.它涉及的实际上是一些物理学和化学的基础知识。 虽然在课程标准中将“空气与水”划入了地球科学的范 畴但本质上这些知识都是与物理、化学相关的。
如果这位老师有扎实的化学知识，这个问 题实际上很容易解决。这个反应的方程式为：
CaO H2O Ca(OH)2
拓展：研究物态变化时容易形成的错误概念
①水只有在沸腾时才变为水蒸气 实际上水在任何温度下都能够变成水 蒸气，水变成水蒸气的过程称为气化，气 化有两种方式，一种是沸腾，这是在特定 温度下发生的剧烈的气化现象，另外一种
是蒸发，蒸发可以在任意温度下进行。
在低温下水可以蒸发的原理是，在温度较 低时，虽然水中的大部分分子的运动速率都 比较小，但大量分子的运动速率是服从统计 分布的，水的表面上总有少部分分子具有比 较大的速率，它们有足够的能量挣脱其他水 分子的束缚，飞离水面成为水蒸气。 温度越低，这部分分子的数目就越少，但 却总是存在的，这就是为什么水在温度比较 低时虽然蒸发得比较慢，但蒸发还是能发生 的原因。
2.物体与物质之二：材料的性质与用途
2.1能判断物体是由不同材料组成的，如木头、金属、 塑料、纸等，并能按材料对物体进行分类。 2.2认识某些材料的性质（如是否导电、是否溶解、是 否传热、沉浮性等），根据这些性质对常见物体进行分类， 能将材料的特性与它的用途相联系。 2.3能区分常见的天然材料和人造材料。意识到人类为 了满足自身的需求，不断在发明新的材料。增强对新事物 的敏感性，激发创新意识。
（一）物体与物质
物体与物质
判断▪分类▪例举
物体的特征 材料的性质与用途 物质的变化 物质的利用 性质▪区分
三态▪类别▪可逆性 再生性▪对人类▪对环境
⒈ 物体与物质之一：物体的特征
1.1能用感官判断物体的特征，如大小、轻重、形状、 颜色、冷热、沉浮等，并加以描述。
1.2能根据特征对物体进行简单分类或排序。 1.3会使用简单仪器（如尺、天平、温度计）测量物 体的常见特征（长度、重量、温度），能设计简单的二维 记录表格，做简单的定量记录，并能使用适当的单位。在 此经验基础上，对其他物体进行估量。意识到多次测量能 够提高测量的准确性。 1.4了解通过加热或冷却可使物体的形状或大小发生 变化，列举常见的热胀冷缩现象。
2.能量的表现形式之二：热现象
2.1知道热能从一个物体传到另一个物体。 2.2知道温度是表示物体冷热程度的，知道温度的单 位，会使用温度计。 2.3了解热总是从高温物体传向低温物体，直到物体 温度相等为止。了解常用的传热和隔热方法。
在学习了物质的两类变化后，有同学提出 来生石灰变熟石灰到底是那类变化。老师告诉 他这是生成新物质的变化，熟石灰与生石灰不 是同一种物质。 这位同学就是不相信，他说我认为石灰只 是从块状变成了粉末状，这只是形态的变化。 老师说熟石灰与生石灰性质不同，是生成的一 种新物质。学生问生石灰和熟石灰的性质有那 些不同呢？老师陷入了困境。
三、《物质世界》各册内容安排
三上：《我们周围的材料》《水和空气》 三下：《温度与水的变化》、《磁铁》 四上：《声音》 四下：《电》 五上：《光》、《运动与力》 五下：《沉和浮》、《热》《时间的测量》 六上：《工具和机械》、《形状与结构》、 《能量》 六下：《物质的变化》
四、物质世界内容标准框图
（二）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动与力
运动与力
定性描述▪测量记录▪描述要素
位置与运动 常见的力
推和拉▪常见的力
简单机械
探究天平和杠杆▪使用
1.运动与力之一：位置与运动
1.1能定性地描述一个物体的位置（前后、左右、远 近等），理解物体的位置需要相对于另一个物体的位置 来确定。
1.2能测量并记录一个运动物体在不同时刻的位置， 并能用简单的图表或图形来表示距离与时间的关系。
3.物体与物质之三：物质的变化
3.1了解物质有三种常见的状态：固态、液态和气态。 温度的改变可使物质的状态发生变化。知道水的冰点与沸点。
3.2知道物质的变化有两大类，一类仅仅是形态的变化， 另一类会产生新的物质。 3.3了解物质的变化有的可逆，有的不可逆。认识这些 变化对人类生活的影响。
案例分析
这位老师的回答是完全错误的。 事实上这个问题是和空气的浮力有关的，装满空 气的塑料瓶虽然重量确实应该增加，但它所装空气 受到的浮力正好等于这部分空气自身的重量，所以 不管用大瓶子还是用小瓶子做实验结果都是一样的。 而气球由于橡皮膜有张力，充气气球内部空气的 密度比外界空气的密度稍大一些。所增加的空气的 重量比它受到的浮力要大。
改变物体的形状（做成空心的，也可
以看成是改变物体的平均密度）
拓展4：在研究物体沉浮时容易犯的几个错误
a. 用物体的轻重判断物体的沉浮 如通过实验发现泡沫塑料浮在水面，石块沉入水 底，就认为轻的物体会上浮，重的物体会下沉。 b. 用物体的大小判断物体的沉浮 如通过实验发现小铁盒可以浮在水面，和它差不 多重的铁块却沉入水底，就认为小铁盒大些容易浮起 来。 c. 以为盐水的浮力总是大于清水的浮力 例如做过马铃薯的沉浮实验后，再将同一木块分 别漂浮在清水和盐水上，他们会认为木块浮在盐水上 时受到的浮力要大一些。
二、物质科学在小学科学的重要地位 正在修改的小学科学课程标准统计表 明，我国科学教材中涉及到物质科学的基 本科学概念占了全部科学概念的49%。如 果将“水和空气”归入“地球科学”，涉 及到物质科学的基本科学概念还占全部科 学概念的37%。
本讲座的目的
帮助小学科学教师梳理与物质科学有关的科学概 念，并解答一些与物质科学有关的疑难问题。对小 学科学教师进行系统的知识梳理的必要性主要体现 在： A.由于目前我国的小学科学教师大多数都没有受 过系统的专业训练，物质科学方面的知识相对匮乏， 因此除了教育理念的更新、教学手段和方法的改进 外，知识充电也是一个必须引起高度重视的问题。 目前我国小学科学教师面临的主要问题不是理念 问题，而是知识基础问题。
4.物体与物质之四：物质的利用
4.1 知道物质有可再生的和不可再生的，认识保护资 源的重要性。 4.2意识到物质的利用对人具有有利和有害的方面以及 正确使用物质的重要性。注意安全与健康，知道一些常用 的防范、安全和健康措施。 4.3意识到物质的利用会给环境带来正面和负面的影响， 人对环境负有责任。
拓展1：与材料的性质有关的几个物理问题
①导体和绝缘体没有绝对的界线 我们一般把金属、石墨、电解质水溶液等容易导电的 物体叫做导体，把玻璃、橡胶、塑料、空气等不容易导 电的物体称为绝缘体。 导体之所以容易导电，是因为其中有大量的自由电荷， 绝缘体之所以不容易导电是因为其中的电荷处于束缚态。 但必须注意世界上没有绝对不导电的物体，在电场强 度很大的情况下，绝缘体中的束缚电荷也会被强大的电 场拉出来变成自由电荷，这时绝缘体也会变成导体。
拓展2：物体浮沉的条件 1.浮在液面上的物体： F 浮= G
2.浸没在液体中的物体：
F浮 G — 上浮 液 物平
F浮 G — 下沉 液 物平
F浮 G — 悬浮 液 物平
拓展3：使物体上浮的方法
改变液体的密度：如选种时在水中加
盐。 改变物体的重量：如潜水艇。
4.层次控制 教师要引导学生进行科学探究、学习科学概念， 自己必须要对教学活动中涉及的科学概念有比 较准确的把握，因此本讲座对科学概念和相关 知识的要求定位在高中的层次上，并略有拓展。 5.展开方式 不是按照任何一套教材的呈现顺序，而是按照 《科学（3-6年级）课程标准（实验稿）》物质 世界的具体内容标准提供的主线展开的。
案例分析
用浮力知识解答在“地球与宇宙”部分，研究 空气的重量中的一个问题： 学生在学习了“空气有重量吗？”一课后，自 己设计了这样一个实验：将一个没有盖盖的塑料瓶 压扁后放在自制的小天平上去称，看它是不是会变 轻？ 结果是塑料瓶的轻重没有发生变化，学生感到 迷惑，问老师为什么气球充气后会比没有充气前重 一些，而装满了空气的塑料瓶和没装什么气的瘪瓶 子一样重？ 老师想了想回答说：是因为瓶子里面的空气比 较少重量变化不明显的缘故，你用大一点的瓶子做 实验就可以看出变化了。
1.3知道描述物体的运动需要位置、方向和快慢。
2.运动与力之二：常见的力
2.1知道推和拉可以使物体的运动发生变化，推和拉 都是力。力有大小和方向。
2.2知道一些生活中常见的力。如风力、水力、重力、 弹力、浮力、摩擦力等。
拓展：几个要注意的问题：
A.摩擦力阻碍的是两相互摩擦的物体之间的相对运 动，不能简单地说成摩擦力是阻碍物体运动的力。
本讲座的目的
B.小学科学教育中学生应掌握的科学概念虽然 往往是不严格的、粗略的，但却不能是错误的， 要进行有效的科学知识的传授，要引导学生进行 有价值的科学探究，教师必须能够掌握严格的科 学概念，然后在学生能够理解的基础上将它们进 行通俗化、粗略化的处理。这需要坚实的知识基 础才能做到，不然的话很可能在知识传授的过程 中发生知识性的错误（空气质量、物质三态的例 子）。 因此教师的知识容量和层次必须远远高于学生。