(完整版)整体把握小学科学教学内容(一)

1、整体把握小学科学教学内容（一） 作者： 小学科学专家老师 整体把握小学科学教学内容 把握好物质科学的教学内容（一） 叶禹卿 老师们好! 今天讲的内容是物质科学。要求把握好物质科学的教学内容。分为两讲，每一讲40分钟。 因为老师大部分都是原来教自然的，现在转为科学。那么自然和科学是有所不一样的，下面做四点提示。 第一，要掌握科学知识的系统。自然课往往把科学知识分为一个一个的，而科学是把这些一个一个的知识点串连在一起，形成一个科学的系统。应该知道，科学知识是有内在联系的，我们在讲课的时候呢，不能把它割裂开，老师要注意，要在教学的过程中，把握住各个科学知识之间的联系，把它们有机的联系起来。在这里应该

2、注意，物质是客观存在的，物质是在不断地运动和变化，而这些运动和变化是有规律的，作为物质科学来讲，它就是要对物质运动及其变化的规律进行研究，建立起一个比较严格、比 较严密的科学的规律和概念。第二，教师在讲课的时候，应该抓住那些最重要的核心的概念和规律，这次课程标准对它做了一些分析，把科学概念分为三类，要特别注意那些核心的概念。 作为科学来讲，它的内容很多，涉及大量的概念和规律，应该知道，这些科学的概念和规律的档次是不一样的，有一些是比较重要的，有一些相对来讲次要一些，另外有一些为了说明一些重要的概念和规律，而引入的一些比较生活化的概念和规律。那么在教学中间，一定要抓住那些最重要的、核心的概念和规

3、律。让这些概念和规律在学生脑子中间扎上根，让学生认识、理解和牢牢记住这些概念规律。 科学老师在讲课的时候往往有一个感觉，就是时间很紧，那时间紧怎么办？在教学中间就不要平均地使用时间，要抓住重点，然后把经历和力量、时间放在这些重点的概念和规律上。 第三，老师要加强对一些概念和规律实质的理解。注意，我讲的是实质，而不是表面现象。小学科学提出了一些个重要的核心的概念、核心的规律。那么作为教师来讲，必须认真研究这些概念和规律，把握住它们的实质。 北京市有一个著名的特级教师讲了一句话，应该说这句话是比较实际，但是听起来又不怎么入耳。他说，一个老师，不管他原来是大学毕业，甚至于是研究生毕业，如果他教了十年

4、的初中，这个老师就变成了一个初中老师。我把这句话跟北京市很多物理老师讲过，那些物理老师实际上都是认可的。原因在哪儿呢？一些老师为了让学生理解，为了让学生能够很好地掌握，往往用了一些比较浅显的语言，便于让学生理解的语言，对问题做了简化，但是简化的结果，出现了两个问题：一个问题是学生虽然理解了这些老师提出的概念，但是在理解上出现了一些问题，往往出现一片面化或者绝对化的问题。第二个问题，就是由于有这些基础支持，所以他们在到了高一层学习的时候，就出现一些问题，一些北大、清华的教授，跟我多次说过这些事，他说了一句话，听起来也不大入耳，他说，你告诉那些中学老师，该你讲的你讲，不该你讲的你别讲。有的老师甚至

5、说了这么一句话，你讲完了以后我们还得进行消毒。这话的意思是什么呢？就是一些老师在讲课的时候，为了便于提高他的教学效果，提高他的升学率，提高他的考试成绩，而用了一些不恰当的语言、不恰当的说法，使得学生产生了一些错误的概念。所以在这里我要特别的强调，老师在讲课的时候，一定要注意一些语言，对于概念和规律，一定要加深对它们实质的理解。 第四，要从学生熟悉的现象出发。应该说，人的认识是有规律的，往往是一些由浅入深，由简单到复杂，由近及远。而这些是教师应该清楚而且应该实践的。那么在教学的时候，应该从学生比较熟悉的事物入手，以他们能够看得见的、能够想得到的事情为例子，用他们容易理解的语言进行讲解。这样的话呢

6、，学生就便于理解。在这里有一个错误的说法，说;我的学生比较笨。实际上不是学生笨，而是老师讲课有时候不得法，如果你举的例子，学生根本就没有见过，那么学生怎么能理解呢？如果让学生从他身边的事实出发，那么他就很容易理解这些事情。记得我在给初中生讲课的时候讲过，那时候我讲起重机，那是20世纪70年代，学生没有见过起重机，你说了半天他也不知道，但是如果你要给学生讲小车，学生推小车知道的比较多，让他讲力，讲力的平衡，这样学生很容易理解。当然现在学生小车也不见着了，不过如果你要是从他们熟悉的事情出发，了解学生，学生是便于理解的，那样理解起来是很容易的。 再一个就是多做一些实验。咱们常说耳听为虚眼见为实。实际

7、上让学生亲眼见到亲手操作那些实验，他们记忆往往是很深刻的，理解往往也比较容易。再有就是多给学生提出一些比较有价值的问题，提问题是很好的，但是提出问题要有价值，要有层次，要不断由浅入深，一个一个的提出来，让他们能够启发，让他们能够很好地去考虑这些问题，进行启发式教学。这样的话才能逐渐培养人们的兴趣，逐渐培养他们学习的积极性。 下边再讲两个问题。第一个问题，就是对物质科学的主要内容进行的简介。注意，我说的是简介。第二个问题是要讲解或者解释一些个教师在教学中间可能遇到的问题。 那么物质科学在课程标准中间，把它分成九类，但实际上我可以把它分为三大类。第一大类就是研究物质，包括研究物质的特性，研究物质的

8、特征包括研究两种具体的物质：一种是水，另一种是空气。第二个内容就是研究一下物质的运动，在课程标准中间，只是提出来一种它的机械运动，实际上运动是很多的，包括什么热运动，包括电磁运动等等，不过呢在小学科学中间咱们只是研究它的机械运动。第三个就是研究物质的能量，任何物质都是有能量的，在小学科学阶段，咱们研究的是四种能量，第一种是声能，实际上声能就是一种机械能；第二种是研究光能，光是一种电磁波，研究电磁波的能量；第三种是热能，热是物质内部无规则的运动，它是具有能量的；第四种是研究电能。下面就具体的对于科学标准的内容进行一下分析。我用图标进行解释。 物质的特性和特征。 物质分为两大类：一大类是场，一大类

9、是实物。在小学阶段，不研究场，只研究事物。研究事物这种物质，又分成三块：第一块是物质的特征，第二块是物质的特性，第三块是物质的状态，而物质的特性里边又包括物质特性的利用，物质特性的保持和物质特性的改变。 课程标准的第二块是水，从五个方面进行研究，第一个方面是水的存在，第二个方面是水有三态，这三态是怎么变化的，第三块是水与其他物质的作用，有没有作用，要作用是什么样子的，第四块是生物中的水，第五块是自然界的水，它的存在以及它的循环。 科学标准的第三个问题，就是空气，空气也是一种物质，它从五个方面进行研究。一个空气是一种气体，那么气体它是什么样子的。第二个空气是混合物，在空气中间有哪些成分。第三块是

10、空气是有压力的，大气的压力，咱们称之为大气压，它是怎么回事。第四块是空气的流动形成了风，风是怎么回事，风能又是怎么回事。第五块是物体在空气中间会遇到浮力，在流动空气中间会遇到升力，比如说飞机，那么它又是怎么回事。 第四个问题是物体的机械运动，机械运动是物体在空间的变化情况，那么研究机械运动在小学科学包括两个：一个是物体的静止，另外一个是物体的运动。对于这些问题，不做过深入的研究，只是谈了静止是怎描述的，运动是怎么描述的。那么描述静止的状态，那么描述物体的位置在什么地方，用方向、用它的坐标去进行描述，而描述运动，用速度进行描述，速度就是在单位时间经过的路程。速度是有大小的，速度是有方向的，速度大

11、小和方向在科学和过去自然中间都已经讲过了。 第五块是力与物体的运动，这里边实际上有两个大的概念：一个概念是力，另外一个概念是物体。力是物体间的相互作用，对于力做一些简单的研究。第二块是物体的运动，物体的运动实际上包括不动和动两种，那么不动的物体受到力的作用以后，它的形状将要发生变化。而运动的物体，在受到力以后，它的运动状态将要发生变化，运动状态的变化包括像速度是变快了还是变慢了，变慢了甚至于到静止，变快了可以由静止到运动，当然速度变化也包括速度大小的变化，还包括速度方向的变化，比如说拐弯了或者等等。 第六块是声。声是能量的一种形式。这里边谈了五个问题;第一，声音是怎么产生的？声音是由振动物体产

12、生的，那么声音产生以后，它产生一种声波，声音的传播是靠声波传播的。第二,声音的传播，那么声音传播里边就出现了两个问题，第一个问题它在同一种物质比如说在空气在水，那么在这些物质中间，它是怎么传播的，第二是它在传播过程中间如果碰到两种物质的交界面会发生什么现象。这里要特别强调一下。我说声音在同种物质中间传播，这里边谈的是固体、液体和气体，不包括真空。声音在真空中是无法传播的，原因声音是振动的传播，而这种振动只有在固体、液体、气体中间才能产生。如果它碰到两种物质交界面，将会发生两种现象，第一种现象是返回原来的物质，咱们叫反射，第二种进入后一种物质，咱们把它叫做折射。 第三,声音的要素。应该说声音有三

13、个要素，在小学科学咱们讲两个要素。第一个要素是音调，音调就是咱们听到的高音、低音，男高音、女低音等，它是由声音振动的频率决定的。第二个是响度，就是咱们听到的声音大了还是小了，它是由能量来决定的。第四，声音的能量，就是声能。能量这里包括能量在传递过程中间是要逐渐减弱的，这就像咱们在远地方听到的声音比在近地方听到的声音要小的原因。另外声能和其他形式能量也要发生转化的，声能课转化为其它形式能量，当然其它形式能量也可以转化为声能，这个观点在以后还要再继续讲，就是说各种形式能量都是可以互相转化的。第五，人为什么能听到声音，也就是声音的收听。这里涉及人耳的一些构造。 第七个问题是光。光，咱们也从能量的角度

14、研究，当然不仅仅是能量的角度，在里边谈了五个问题：第一个问题是光的产生，光是由光源产生的，对光产生的机制，咱们不做研究。第二个问题是光的传播，同样和刚才的情况一样，那么传播的时候，也是有两个：一个是在同种类之间，另外一个是在不同的媒质、交界面的地方。那么在同种媒质中间，光是沿直线传播的，在不同种的媒质，在交界面上光和声音一样会出现反射和折射。第三个问题是颜色。光的颜色是由光振动的频率来决定的，或者说电磁波振动的频率来决定的，咱们也不多做研究，知道就可以了。第四问题是光的能量。光与其它形式能量也是可以发生转化的。第五个问题是如何观察。人也是可以观察到光，那么人看到光用的什么呢？用的是眼睛，要谈一

15、下眼睛的具体构造。 第八个问题，是热，热也是能量的一种形式，从四个角度研究热，第一是温度，温度是什么意思呢？温度用什么单位去描述呢？第二个是热有三种传递的方式：一种是传导，一种叫对流，一种叫辐射。第三是热可以改变物体的状态，就是刚才讲的，像固态、液态、气态等等。那么，改变物质状态的方法是加热或者冷却。第四是热能，和刚才声能一样，热能也是可以和其它形式能量互相转化的。 课程标准谈到最后一个问题是电，电也是能量的一种形式，电在电荷做定向移动的时候形成了电流，电流按照运动方式可以把它分成直流电和交流电量两种。电在通过物质的时候，它会受到物质的作用，如果能够比较方便的通电，比较容易通电，把它叫做导体，

16、如果不容易通电，把它叫做绝缘体。让电在中间流动的一种道路，称之为电路。那么电路主要咱们看见的是串联和并联两种形式，电路是怎么连接的，电路怎么把它切断。最后一个问题就是能量，电和其它能量是一样的，能够与其它形式能量发生转化。也就是说，电能可以转化为其它形式能量，而其它形式能量也能转化为电能。 好，刚才我用比较少的时间对于咱们课程标准所提出来物质科学的内容做了一个简单的分析，下面花比较多的时间对于物质科学内容一些问题进行阐述。在这里需要进行一下说明，在这讲选的内容，应该说是挑了一下，分钟把它讲完，是不可能的，只能挑80物质科学内容是非常多的，想在一些内容进行讲解。挑呢，我有四条原则：第一是过去自然

17、课中没有涉及，或者涉及不多，或者设计的深度不够，对于这些内容进行分析，第二是有一些内容虽然老师讲过，但是这些内容需要老师在教学中间特别予以注意，就像我刚才讲的，不要再讲错话，要让学生建立正确的概念规律。第三是有一些内容需要老师加深对于它的理解的，对于有助于加深对概念理解的规律，关于这些问题，我做一些阐述，最后是老师在讲课的时候，可能出现的错误的地方，我进行一下说明。要说清楚一点，就是尽管我做了筛选，但是时间还是比较紧的，所以只能是点到为止。 好，下边讲第一个问题。 第一个问题:物体的特性，特征 大家可能还记得，我给出的表格是物质的特征，但是在课程标准的中间是物体的特征，这里头应该说物体和物质还

18、不完全一样。什么是物质？物质简单地说就是构成宇宙万物的客观事物。物质是客观存在的，凡是客观存在的都是咱们所说的物质，这是一个问题。另外，什么是物体呢？物体和物质不完全一样，物体是由物质构成的，并且它占有一定的空间，这样的个体，咱们称之为物体。再严格地说起来，是研究物质的特性，可是为了便于学生理解，咱们用到的是物体，这样说起来比较方便。第三是特征，特征是什么呢？特征是可以作为标志的显著的一些个特点，这叫做特征。在小学课程科学中间，对于特征，是从七个方面进行说明。第一是轻重，物体是轻还是重；第二是厚薄；第三是颜色；第四物体的表面粗糙程度；第五，是物体的形状；第六是物体的气味；第七个是物体的软硬程度

19、。那么物体的特征还有很多，咱们只是就这七个方面进行研究。 第二个要说明的是材料的特性，材料与物质也不完全一样，那么材料是什么呢，就是人类用于制造物体器件、构件及其或者其它产品的物质，材料当然是物质，不过为了方便把它叫做材料，这样更好说一点。第二个是特性，什么是特性呢？特性是某一个事物所特有的性质。每种物质都有性质，它与其它事物，其它物质不同的一些性质，咱们把它叫做特性，在这里头研究八个方面，第一是硬度，第二是强度，第三是可渗透性，第四个漂浮能力，第五柔软程度，第六透明程度，第七导电性，第八磁性。关于这些咱们也不再多说了，下面就介绍几个。 那么研究完特性以后，有什么用处呢？用处其实是两个：第一个

20、是我能不能让物体的特性发生变化，第二个是我如何利用特性。物体的特性是不是发生变化，有两种情况;一种是不变，一种是变。 比如，我把材料形状加以改变，像我把它一个分成两个，两个分成四个，或者我用粉碎机把它粉碎，在这个时候材料的特性没有发生变化，你把石头一大块石头分成多少个小石头，把它敲碎了，那么石头还是石头，它没有变。这种变化称之为物理变化。在物质发生物理变化的时候，它的特性是不发生变化的。另外一种是有一些物质改变以后它的特性发生了变化， 这种物质变成了其它的物质，那么这种变化称之为化学变化。比如,我烧纸，烧纸以后，烧完了纸没了，变成了灰了，那么这时候原来的纸变成了灰，同时有气体出现二氧化碳，那么

21、这时候物质发生了变化，原来的没了，变成了新的物质。这种变化称之为化学变化。特性的利用，怎么利用呢？我可以把两种物质混在一起，然后利用它的不同的性质，我把它分开。比如，糖和沙子，糖是溶于水的，沙子不溶于水，那么我如果把糖和沙子混在一起，我再把它们放在水里头，这时候糖就溶化了，沙子不溶化，我再把水过滤，那么沙子就留下了，糖就留在水里了，我想得到糖，我再让水蒸发，把水弄干，这时候糖就出来了。油和水，它的密度不一样，我如果把油和水放在一起的时候，把它搅拌了，油和水可以混合在一起，但是我把它静止一段时间，由于水的密度大，油的密度小，那么这时候，油就可以到了上边，水就在下边，我当然就可以分开了。在有铁屑和

22、木屑，如果把它们混在一起以后，我拿磁铁去吸它，铁可以被磁铁所吸，木头不被吸，这时候就可以把它们分开。再有水和酒精，如果把水和酒精混在一起的时候，它们能够比较均匀地混合在一起，那么水和酒精的沸点不一样，我对水和酒精的溶液进行加热，加热到一定程度以后，温度升高了，升高到一定程度，酒精就沸腾了，水没有沸腾，这时候酒精由液体变成了气体。这时候，我再把酒精蒸汽冷却，就可以得到了比较纯净的酒精，现在实际上我们很多酒厂都是这样做。这里我举了四个例子，简单地说，利用物质具有不同的特性，把不同的物质区分开，这就是对于物质特性的利用。 第四个问题，讲一下物体的状态，在这需要说明物体的状态，指的是什么呢？它实际上是

23、实物粒子聚集在一起所形成的聚集状态，从微观的角度说，或者从本质的角度说，如果实物粒子聚集起来，它的密集程度不同，它表现出的形态也就不一样。气态粒子它密集起来，它的密集程度是最小的，各个粒子之间的距离是非常大的，甚至于可以是碰不着，这时候它呈现出的就是气体、气态。密集程度加大一点它就成了液态，再加大它就变成了固态。液态、气态、固态，或者说液体、气体、固体，指常见的三种状态。实际上聚集状态还有很多种，比如说，我再说两种，一种叫做等离子态，像太阳表面这些物质呈现的状态是什么状态呢？既不是气态，也不是固态，也不是液态，它实际上是等离子态，它的密度比气态还要小。再一种就是中子态，咱们听说过宇宙中间有一种

24、芯，叫做中子芯，那么它的特点就是聚集的密度非常大，比固态要大很多倍。那么中子芯中间的物质呈现的就是中子态。当然还有其它状态，我就不多说了。 第五个问题，要对常见的三种固体状态进行研究，要说明它们之间的差异。那么这三种状态，一种是固态、一种是液体、一种是气态。固态就是咱们平常所说的固体，它的特点是什么呢？它有固定的形状和体积，不容易流动，是什么样子就是什么样子的。比如说咱们教室里的桌椅板凳，像咱们的房屋，咱们的课本，等等，这些都是固体，都是固态。液态的特点是没有固定的形状，但是它有比较确定的固定的体积。那么水是什么形状的？不好说，如果把水放在瓶子里头，它呈现的就是瓶子的形状，如果把水放在杯子里头

25、，它呈现的就是杯子的形状，它的形状由盛放它的容器的形状来决定，这就是液体。它和固体不一样，它是比较容易流动的。咱们常说水往低处流，就是水放在那里不是静止不动的，它是会流动的。气态呢，和液态一样，也没有固定的体积，它既没有固定的形状，它和液态不一样，它的形状由盛放它的容器决定，它的体积和液态不一样，它没有固定的体积，我可以把它压缩，可以把它由大变小，可以拉开，由小变大，它能够充满所盛放它容器的各个位置，像空气就是这样。液态和气态有一个共同的特点，就是容易流动，因此把它们称为流体。 应该清楚，物质的状态，与它所处的情况有关，比如说和温度有关，比如说有压力有关，这些后面还会做介绍。 研究物质的性质有

26、一个是硬度，硬度从糙话讲就是物体的软硬程度。如果从科学的角度讲，给它一个科学的概念，就是一种材料抵抗硬物压入其表面的能力。如果比较容易被其它物体压入，那么它就比较软，如果不容易压入就比较硬。比如，咱们常见的铅笔，铅笔中间有一个铅笔芯，写字的时候，铅笔上的铅就可以到了纸上，那么铅笔有一个标志，有的写的H，比如说6H，有的写的B，比如咱们考试用的2B，有的软的有6B。那么这个H、B实际上就是表示铅笔芯的软硬程度。H表示硬，B表示软。H越大表示越硬，越小表示越软。B也是一样。咱们常用的铅笔写的HB，这个意思就是它的软硬程度是适中的，既不太软也不太硬。像绘画，画的炭笔画，实际上用的都是软铅笔，6B的。

27、像咱们制图用的一些笔，用的是硬的，最硬的是6H。 在1822年的时候，有人提出来一种硬度的表示方法，叫做“莫氏硬度计”，它是按照物质软硬程度分成10级，1级到10级的标准，它的物质分为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉和金刚石。级。那么如果我把两10金刚石的硬度在目前自然界中间是最硬的，它是种物质，互相刻划一下，比如我用金刚石去划刚石，那么金刚石可以在刚石上面划出一道痕迹；反过来，拿刚石划金刚石，划不出痕迹。这样的话能够被划出痕迹的物质就比较软，能够划出痕迹的就比较硬。 当然现在硬度还有其它的标准，这里就不多做介绍了。 第七个问题是物体的浮沉。物体的漂浮。在过去自然课中

28、间，讲了物体的浮沉，我要特别讲一句话，如果一个物体，把它放在液体和气体中间，或者气体中间，这时候，如果它受到的重力，任何物体在地球上都受重力，和受到浮力，物体在液体、气体中间都受到浮力，如果浮力和重力是相同的，一边大，那么这时候，物体就漂浮，或者另外一个词叫悬浮。漂浮指的在表面，而悬浮指的在内部，它们实际上本质是相同的。任何在液体和气体中间的物体，实际上地面上都要受到浮力和重力，而物体上浮或者下沉的关键，分析的时候一个最基本的要点是什么呢？就是浮力和重力的大小比较，如果浮力比重力要大，那么这时候物体就要上浮；如果浮力比重力要小，那么这时候它就要下沉；如果浮力和重力一边大，就是我刚才讲的漂浮或者

29、悬浮。 在这里要特别注意一点，在课程标准中这一点说的不明确，课程标准里讲，物体的漂浮，它里边画了一个括弧，就是密度。密度是可以用来判断物体是浮还是沉或者漂浮，但仅仅有一个要求，这个要求是什么呢？就是这个物体是实心的。如果不是实心的话，用它判断就不合适了。比如说实心的物体浮沉可以根据它的密度来判断。咱们常说泡沫塑料，把它放在水里头就可以发现，或者把泡沫塑料切开看，但是你仔细看一下，它是要漂浮的，这个泡沫塑料中间好多是空的，中间有空气，也就是说，泡沫塑料实际上也叫发泡塑料。现在有人也提出来，把钢放在水里的时候，它是要沉的。当然做成军舰以后，有了大的空间的话，它就会飘在水面上。有人就想能不能把钢放在水里头也不沉下去。那么根据发泡塑料的观点，就做出一个叫做发泡钢，也就是说，如果把空气放在钢里头，让钢中间也有好多空