《亲历》 —— 回看走过的路
从三月底着手准备《水结冰了》一课，到今天已经近一个月的时间，从教学初的兴趣盎然，到教学中的困惑焦虑，再到教学后的豁然开朗，确实让我深刻经历了很多，记录一些过程中的探究和思考，与大家分享。
一谈教学中的“四备”
我们常常说教师上课前要“备教材”、“备学生”、“备教法”，在科学教学中还要加一“备”——“备材料”。
（一）教材、学情分析与实施策略：
在学习了使用温度计测量水的温度后，从本课开始，将引导学生逐步观察研究水是如何从一种状态变化为另一种状态的(第 3 课一第 7 课)。《水结冰了》一课主要包括两项活动：“观察冰块”的活动和探究“水在什么温度时结冰”两项活动，通过这两个活动，让学生认识冰的特征，比较冰和水的相同与不同；认识到水在零摄氏度时，开始结冰，从液态变成了固态。
教学目标的调整：
教参中将目标定位在：当环境温度低于零摄氏度时，水温在零摄氏度时，水开始结冰。考虑到三年级的学生如果让他们同时测量环境温度、水温、观察水结冰，内容很多，且难度较大，因此对目标的制定仅为：通过实验认识到：水在零摄氏度时开始结冰，实验中去掉了测量环境温度这一内容。而认识到“水在结冰过程中，要向周围放出热量”，对于三年级的学生过于抽象，理解比较困难，故本课没有涉及。
教学 实施策略：
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“水在什么温度时开始结冰”是本节课的重点，也是难点。在以往探究本项活动时，我们常常是让学生阅读教材，根据教材的步骤来实验。如何调动学生的原有认知，将这一活动设计为探究性更强的活动？而不是被动地按要求完成。我是这样操作的：
1、在探究前通过生活经验引导学生认识到：当周围环境温度很低时，水温下降，水会结冰。引发思考：课堂上，如何创设低温条件，让水结冰？学生会想到各种降温方法，教师要应对合理的、但不现实的想法，同时学生交流时要引导思考：你为什么想到用这个方法？帮助梳理到“制造低温环境”，最后学生可能会想到利用冰块制造“低温”。
2、提出探究问题：水在什么温度时开始结冰？先让学生猜测（为后续的观察点服务），再讲解实验方法。
3、如何发现和判断水开始结冰？
试管浸入碎冰中，无法直接看到试管中的水结冰。如何判断水结冰是个观察难点，学生往往不能及时发现水结冰。一开始，我们尝试将试管插在紧贴容器内壁的地方，结果发现：即使透过透明的容器，仍然不好观察结冰的状况，且靠近冰块的后壁先结冰，也不易观察，如果等到前面结冰，则需花很多时间。而且学生在洒食盐时如果操作不好更会影响观察。最终放弃了这个方法。
目前采取的是一段时间试管轻轻动，先靠感觉判断，再将试管拿出来看，因为水会流动，冰不会流动，一旦看到试管内壁附着着薄薄的冰层，就可以判断水开始结冰了。（学生对开始结冰的理解——完全结冰，所以要提前强调清楚）通过下水探究，我们发现:有时水结的冰很薄，不易观察到，于是我们采用的是对比观察的方法，隔一段时间拿出来观察水结冰了没有？我采取的是尊重学生的原有认知，让他们在认为可能结冰的几个猜测温度时进行观察，
按照上面的判断方法观察，使他们主动地、有目的地进行观察。通过观察，学生发现水温降到 1 摄氏度时仍然不会结冰，而且水温很长时间保持在 1 摄氏度。
这时，教师顺着学生的思维，抛出问题：如果要让水温继续下降，该怎么办？学生会想到：继续降低温度。此时教师再告诉学生在碎冰中加盐能制造更低的温度。（这样学生通过实践，能真正明白在碎冰中加盐的作用）学生在实验时持续观察试管里的水温，直至水结冰。
4、实验分析。
学生在零上水温时测量两次，零摄氏度观察一次，学生会发现在零摄氏度时水开始结冰，同时前后对比，更能观察到冰的形成。通过亲自实验、观察，让学生认识到水在零摄氏度时开始。这样操作能层层推进，遵循了学生认知规律和思维发展过程，充分发挥学生的主体作用。
（二）教学材料的准备和改进：
试验装置的改进：
让水在短时间内结冰，试管要细而短，对于三年 级的学生，让他们十几分钟持续测量试管里水的温度， 难免会有温度计液泡磕碰试管壁的情况，所以我对实验 装置进行了一些改进，在试管口和试管内加了两块泡沫 圈，能固定温度计在水中的高度和位置，这样能有效避 免学生操作不规范影响实验数据的不准，更符合三年级 学生的实际水平的操作。
温度计的精确度：
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在《测量水温》教学时，我就发现学校的温度计由于生产厂家和批次不同，精准度不一致，很多时候学生的观察方法正确但由于温度计本身的问题，产生了误差。
本课教学对温度计精准度的要求很高，因为它直接影响到数据的测量，结果的分析。实验前，我们通过插入碎冰中筛查检测选择了十支比较精准的温度计。
冰块的选择：
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冰块是制造低温的原材料，每次课前捶打成冰块都要花去很多时间，且块太大不容易与试管“亲密接触”。为了节省时间和人力，我们又选择了超市里的碎冰渣。但冰渣太碎，易融化，所以我们要捶打一些冰块与冰渣混在一起。
二谈教师的亲历。
教师亲身经历是学生亲身经历的前提。我们做了好几次下水探究，出现一些我们未预料的现象——“过冷现象”。
在 3 月 28 日的下水探究中，发现：一连几支温度计在测量时水温一度降到零下 2-3 摄氏度，奇怪的是水此时居然没有结冰，试管从碎冰中拿出再放进去，温度计液面开始上升，升到零摄氏度时，水开始结冰了。接下来几天的下水探究均出现类似情况。
于是我们开始寻找问题产生的原因：考虑到投放盐量的时间、拿出碎冰面观察、水质（纯净水、自来水、矿物质水、自然界中的水）、制冰的水质等情况可能造成的影响，一一实验，发现无论采用什么方法，均出现了“过冷现象”。
询问了大学教授，告知这是正常现象，回家上网查询此为“过冷现象”——通常水在 0摄氏度时开始结冰，但有时即使温度已经低于冰点，水仍然不结冰，这种现象称为过冷现象。
造成这个现象的原因是，水要结冰需要先在水中任意一个区域内形成至少一个小冰"核"（nucleus），在这个核的基础上才能开始正式结晶。这时如果外界给一个刺激（用力摇晃或在桌子上用力磕一下就立即结冰了），就好像打开一个开关一样，瞬间结冰。当有过冷现象发生时，一旦结冰开始，会从过冷的温度突然回升到 0℃，待全部水结冰之后温度再下降。
这一问题是大学研究的范畴，考虑到三年级的孩子的认知水平，此问题对于他们过于深，想办法尽量控制干扰因素（温度计的精准、水质、水量、碎冰大小、盐量多少等），避免此问题的出现。
前期的下水探究用了差不多一周的时间，出现多种始料不及的现象，往往是“一波未平，一波又起”，我的心情一如“水结冰了”，常常和水温一样跌到零下几度，随着深入的探究，多次的试教，对实验中可能出现的状态和学生的认知、思维现状有了更多的了解，心中有了把握，心中的坚冰渐渐融化。
通过这次亲历认识到：科学教学不仅仅要求学生亲历，更需要教师亲历，“下水探究”，唯有亲历，才能品尝到其中的不易与快乐，才能深度钻研，合理调整，准确把握。
2009 年 4 月 24 日