新版科学六年级下册第二单元六下2－7控制铁生锈的速度研究性

控制铁生锈的速度【教材简析】本课是教科版小学科学六年级下册第二单元“物质的变化”第七课内容，主要分为“科学讨论会”、“研究铁生锈的快慢”以及“怎样防止、减缓铁生锈”三部分，具体包含了两次科学研讨和一组对比实验：对第5课设计并通过课外观察记录的铁生锈条件实验进行研讨和铁生锈速度对比实验的设计及研讨。【学生分析】知识掌握维度：通过前面六课的学习，已经掌握了物质是变化的，分为物理变化和化学变化，物理变化不产生新的物质，化学变化会产生新的物质，以及物质变化有快慢之别。探究技能维度：六下年级的学生通过近四年的科学学习磨练，自己能设计简单的对比实验，并知道如何控制变量；能对观察研究结果进行简单的整理、分析并概括总结，逐步形成科学概念。情感态度价值观维度：已具备用证据说话的观念和行为习惯，能体会到科学的思维方式可以帮助我们认识事物的本质，并认识到科学和生活是紧密相连的。【教学处理】本单元第5课有“探索铁生锈的原因”的方案设计活动，它和本课研究铁生锈的快慢是可以而且是建议合二为一的，不然，易发生下列问题：实验设计变量控制不够严谨；两组实验之间相互交叉关联；观察周期过短且现象不明显。因此，将两个实验活动整合成一组六种实验状态：将六枚铁钉分别放置于蒸馏水、油、干燥空气、常态空气、一半水一半空气和一半盐水一半空气中，并放在第5课时就在实验室内开展长周期分组观察活动。本课重在对实验结果进行研讨，及讨论怎样防止、减缓铁生锈。【教学目标】科学概念：铁生锈是水和空气共同作用的结果；在平常生活中，铁生锈的快慢与水的多少关系很大；把铁与水、空气隔绝开是防止铁生锈的好方法。过程与方法：用“科学讨论会”的方法进行合作学习，互相启发，以便更好的得出科学结论。情感态度价值观：分辨现象与证据的关系，体会证据支持结果的重要性。【教学重难点】逻辑推理论证铁生锈的条件和速度，并将学习成果应用到控制铁生锈的方法中。【器材准备】微视频、课件【教学过程】【第5课“探索铁生锈的原因”的教学过程】（一）研讨设计1．“铁生锈与水有关吗”实验方案的引导要研究铁生锈是否和水有关，该怎样设计实验？（预设：把一枚铁钉放在有水的地方，另一枚铁钉放在没有水的地方。）（出示一杯水），这是一杯自来水，行吗？（引导：自来水中还有别的物质吗？）（出示第二杯水），这是一杯蒸馏水，保证没有杂质。行了吗？（引导：里面还有没有别的物质？）（出示一瓶密封的蒸馏水），这瓶蒸馏水，老师将它煮沸了几分钟再冷却的，这样做可以尽可能地将溶解在水中的空气排出。用这水浸没整枚铁钉，为了防止空气再来干扰，再加入菜油封口。（教师边说边做）我们把它叫做试管1，它的内部环境是：水分充足，空气极少。（ppt）好，铁钉放在有水的环境里实验完成了，怎样放到没有水的环境中？（预设：直接放到空试管中。）空试管中其实有什么？（预设：有空气，还有水蒸气。）这些我都不想要，怎么办？（预设：真空。）很好，只是真空环境太麻烦了，不过，我拿来了一些菜油，我们可以怎么做？（预设：将铁钉浸没在菜油中。）请学生上台操作。我们把它叫做试管2，这里面的环境是：没有水。有空气吗？也没有。（ppt）2．“铁生锈与空气有关吗”实验方案的引导继续研究第二个问题，铁生锈是否和空气有关，该怎样设计？（预设：把一枚铁钉放入空气中，另一枚放在没有空气的地方。）没有空气的环境前面我们已经做了，（将一枚铁钉放入空试管中），这样行吗？刚才说了空气中还有什么？（预设：水蒸气。）所以，我们要尽可能将试管中的水蒸气赶跑。（出示一个电吹风）我们可以怎么做？（预设：用电吹风加热试管内的空气，让水蒸气跑出去。）教师演示：打开电吹风吹一分钟，稍微冷却后赶紧将铁钉放入，再放入干燥剂，迅速用试管塞封口。为什么要塞试管塞？（预设：以防水蒸气再次进入。）我们把它叫做试管3，它的内部环境是：空气正常，水分极少。（ppt）3．与自然环境相关的实验方案引导上面我们设计了铁生锈是否与水有关，与空气有关的两组实验，三支试管。为了进一步探究铁生锈的原因，我们是不是可以设计更多的试管环境？还可以将铁钉放在什么样的环境中？（预设：放在普通的空气中。）教师演示，我们就把它叫做试管4，这里的环境应该是：空气充足，水分较少。（ppt）还可以将铁钉放哪里？比如，有没有空气、水分都充足的地方？（预设：有，放在潮湿的地方就行了。）是的，用水浸没半支铁钉。（边说边演示）这就是试管5，里面铁定的环境应该是：空气、水分都充足。（ppt）4．放在盐水中的实验方案引导老师还突发奇想，想到了第6支试管，将铁钉一半浸在盐水中，一半暴露在空气中。这样的环境是：空气、水分充足，还有盐。（ppt）【设计意图：本课的对比实验有“水和空气”两个变量。按照教材中第一部分“科学讨论会”中的设计，其变量控制是不严谨的，结论推导自然就会过于牵强。因此，我们尽可能地控制了变量因素，分别将铁钉放入了煮沸的蒸馏水中、油中、电吹风吹过的试管中。这样的设计，无疑在后面研讨环节中的结论推导，以及对孩子们科学精神的培植都是百利无一害的。我们知道将铁钉置于煮过的蒸馏水中、菜油中、干燥空气中都是不易生锈的，也就是说如果探究到此为止，问题还是无法解决。所以，有必要继续让铁钉置于更多的环境中——普通空气中、潮湿环境中（用水浸没半支铁钉），盐水环境中，同时还应给及时引导分析这些环境是怎么样的？这样的设计，既为结论的推导做了夯实的铺垫，又顺带探究了第二个问题铁生锈的快慢。】（二）实验组装1．6枚铁钉放在6支试管中，每支试管的环境各不相同。实验完成了吗？实验过程中一般还要做些什么？（预设：观察记录。）2．（出示分组活动记录表）能看懂吗？实验在哪里完成？什么时候记录？谁来记录？（引导学生将实验装置放在实验室，记录的时间就是每周三节科学课上课前5分钟，由组长记录。）3．小组合作，组装实验装置。【设计意图：探究“铁生锈”活动需要经历一个相对较长的周期。长周期科学探究活动是对教师组织能力和学生观察实验能力、观察耐性的考验。确定固定的活动场所，固定的观察时间，便于促进长时探究有效开展。】*长时探究每组一个试管架6支试管，放在实验室一角。由组长牵头负责，每周3次到实验室上课前5分钟作观察记录，时间跨度约1个月。【设计意图：尽管铁生锈是一个比较缓慢的过程，但按照教材上“四天”就完成观察，显然是不现实的，所以这里延至1个月。而且，每周观察三次也可行。】【一个月后，本课的教学过程】一、回复导入通过前面的学习我们知道了铁生锈是一种化学变化，铁锈是一种不同于铁的新物质。我们还设计实验，对铁生锈的原因和速度进行了研究。（观看微课视频“铁生锈原因和铁生锈快慢的长周期观察”，回顾变化过程）二、现象研讨下面我们来一起交流分析，揭开其中的奥秘吧。（一）铁生锈的原因分析1.以小组为单位，对试管1-3进行两两比较，研讨铁生锈的原因：不同的条件是什么？产生了什么不同结果？2.全班交流研讨，教师适机引导。（引导语示例：试管1和试管2是为了探究铁生锈与水有关吗？你们观察到了什么现象？说明了什么？（两个试管里的铁钉都没有生锈。说明了铁在没有水的地方不会生锈，在有水、空气极少的地方也不容易生锈。）试管2和试管3是为了探究铁生锈与空气有关吗？你们观察到了什么现象？说明了什么？（这两个试管里的铁钉都没有生锈。说明了铁在没有空气的地方不会生锈，在有空气、水蒸气很少的地方也不容易生锈。）铁生锈到底和什么因素有关呢？我们再看看试管4——普通空气，试管5——一半浸入水中的铁钉怎么样了？（普通空气中的铁钉开始生锈了，一半浸入水中的铁钉生锈很厉害。）这又说明了什么呢？（铁生锈和水有关。）可是，试管1将铁钉完全浸没在蒸馏水中怎么就没有生锈呢？当中少了什么？（空气。）那综合起来分析，铁生锈应该和什么因素有关？（和水、空气都有关。））3.小结：科学家的研究结果和我们相近，铁生锈是水和空气共同作用的结果。（二）铁生锈快慢的分析1.学生分小组用刚才的方法，比较试管1-5。2.全班交流研讨，教师适机引导到铁生锈的快慢：在潮湿、空气充足的环境下容易生锈，在干燥、没有空气的环境下不容易生锈。3.试管6，还发现了什么？（在盐水中生锈最厉害。）为什么？（潮湿、空气充足，还有盐。）是啊，盐有腐蚀作用，所以在海水中的铁应该——更容易生锈。4师生小结：①铁生锈是水和空气共同作用的结果，两者缺一不可；②铁在潮湿的环境下更容易生锈；③如果在潮湿环境下加入盐，铁生锈的程度会加深、速度会加快。【设计意图：铁生锈原因的推导过程中要科学、严谨、准确、规范、简练，要尊重证据用数据说话。微视频和实验记录表是研讨的依据，呈现了一个月铁钉生锈的过程，便于信息的归类整理，能帮助学生理顺思路，得出铁生锈的原因，为后续控制生锈方法埋下了伏笔；引导学生围绕互动交流的主线，使研讨层层深入，从表面深入到本质，提炼总结形成结论。】二、应用生活1．显而易见，铁生锈是一种化学变化。那么，根据我们的经验，你觉得生活中铁生锈这种化学变化是缓慢的还是非常迅速的？（预设：缓慢。）2．你觉得有必要预防铁生锈吗？（学生各抒己见，ppt呈现资料）3．应该怎样预防或减缓铁生锈的速度呢？预设：放在干燥的地方。（追问为什么要这样做？引出隔绝水）预设：放在没有空气的地方。（怎么样才能够隔绝空气？引出涂油漆、电镀等方法，强调其实这样做同时也隔绝了水，效果更佳。）4．同学们都很出色，分析了预防、减缓铁生锈的方法，我们再来看看科学家对铁生锈还有哪些高见？（阅读：资料库P42。）【设计意图：通过提供真实的资料，给学生思想上带来强大的震撼，紧接着再来研讨“延缓铁生锈的方法”，这样设计增强了学以致用的迫切性，真正体现了科学学习的价值所在。预防铁生锈并不是要同时隔绝空气和水，只要隔绝其中一样也可起到效果，当然，空气和水同时隔绝效果更佳。到这里，前面设计严格控制变量的试管1、2、3的价值再一次得到了体现。】三、归纳小结1．学习了资料库中的内容，你还有什么新的发现？2．小结：科学无处不在，只要你做个有心人，乐于探究，一定能有更多的发现。3．完成作业本上的练习。【设计意图：小学阶段“铁生锈”内容的学习只