小学科学三年级上册《水珠形成探秘》情境探究型教案

小学科学三年级上册《水珠形成探秘》情境探究型教案

一、教材与学情研判

（一）【基础·教材定位】本课是教科版（2024）三年级上册第二单元《水》的第五课。在“水的三态变化”这一核心概念的统摄下，本课承接《水到哪里去了》（蒸发）、《水沸腾了》和《水结冰了》等课，是对“水蒸气遇冷凝结”这一逆过程的关键探索。新教材在旧版基础上，强化了“探究实践”的严谨性，通过结构化的对比实验，引导学生从生活现象出发，排除干扰因素，建立“温度变化导致水状态变化”的因果逻辑，为后续学习《水的三态循环》及自然界中的云、雨、雾等天气现象奠定坚实的认知基础-2。

（二）【重要·学情分析】三年级学生正处于皮亚杰认知发展理论中的“具体运算阶段”，思维仍需具体事物的支持。他们对“冰镇饮料瓶出汗”、“浴室镜子模糊”等现象有丰富的感性经验，但前概念复杂且模糊：大部分学生认为水珠是“从瓶子里渗出来的”或者是“冰化成的水”，极少有学生能意识到是空气中看不见的水蒸气变的。学生在前几课中已经历过简单的蒸发实验，初步具备控制单一变量的意识，但自主设计完整对比实验方案、通过多组证据排除干扰得出结论的能力尚显薄弱，需要教师搭建有效的探究支架。

二、教学目标与核心素养指向

（一）【基础】科学观念：通过观察与实验，知道水蒸气遇冷会凝结成小水珠；认识到水和水蒸气虽然形态不同，但属于同一种物质。

（二）【重要】科学思维：运用比较、分析、推理的方法，根据实验现象排除“杯子渗水”、“杯内水蒸发”等错误猜想，归纳出水珠形成的关键条件是“空气中的水蒸气”和“遇冷的物体”。

（三）【高频考点·难点】探究实践：能在教师引导下，针对“水珠来源”提出猜想，并小组合作设计对比实验；能规范操作实验，如实记录现象，并能基于证据对猜想进行证实或证伪。

（四）【热点】态度责任：在小组活动中乐于合作交流，养成用事实说话、实事求是地审视自己与他人观点的科学态度，感受科学探究的严谨与乐趣。

三、教学重难点

（一）【教学重点】通过对比实验，分析论证杯子外壁水珠的来源。

（二）【教学难点】基于不同的猜想，设计并实施控制变量的对比实验，排除无关因素的干扰。

四、教学准备

（一）教师准备：教学课件（含虚拟实验平台演示、微课视频）、结构化的板书板贴、冰块、保温桶。

（二）小组准备（每组一份）：常温玻璃杯3个、装有冰水的玻璃杯1个、装有热水的玻璃杯1个、培养皿/塑料片、食用色素、毛巾、干抹布、实验记录单。

五、【核心环节】教学实施过程

（一）【热点·情境聚焦】生活观察，引发认知冲突

1.唤醒经验：上课伊始，教师通过大屏幕展示两组特写照片：一张是刚从冰箱拿出的饮料瓶，瓶壁挂满水珠；一张是洗澡后浴室起雾的镜子。教师以富有感染力的语气提问：“同学们，这些现象你们一定不陌生。老师想问问大家，瓶子表面的小水珠和镜子上的‘白雾’究竟是从哪里来的呢？”这个问题直接指向学生的生活经验，课堂气氛瞬间活跃起来。

2.暴露前概念：学生们纷纷举手回答，他们的猜想大致分为几类：有的认为是“瓶子里的冰水跑到外面来了”，有的认为是“杯子里面的水蒸发出来，碰到杯子又变回去了”，还有的认为是“冰箱里的冷气附在瓶子上”，或者是“空气里的东西变的”。教师微笑着倾听，并不急于评判，而是将学生的主要观点——【杯内水渗出】、【杯内水蒸发后跑出】、【空气中的东西变的】——作为关键词板贴在黑板一侧，并顺势揭示课题：“大家的猜想都很有道理，今天我们就化身小小科学家，像侦探破案一样，通过设计实验、寻找证据，来一次《水珠形成探秘》。”

（二）【难点·分层探究】实验求证，建构科学概念

1.【重要】初次探究：排除“杯内水渗出”的猜想。

（1）方案设计引导：教师拿起一个装有冰水的杯子，指着杯壁上的水珠提问：“刚才有同学认为是杯子里的水‘渗’出来了。大家想一想，如果我们想验证这个猜想对不对，有什么好办法？”引导学生思考，如果水是渗出来的，那么水珠应该是有颜色的还是无色的？进而引出“染色法”。

（2）明确变量控制：教师强调，为了公平地检验猜想，除了是否在冰水中加色素这一条件不同，其他条件（如杯子大小、冰水量、放置时间等）都必须完全相同，这就是科学课上常说的“对比实验”。

（3）学生实验操作：各小组领取材料，其中一个冰水杯滴入几滴色素，另一个冰水杯不加。学生们瞪大眼睛，静静观察两分钟后，他们发现一个惊人现象：两个杯子外壁的水珠都是透明的，无一例外。

（4）初步得出结论：在小组汇报时，学生们异口同声地表示：“加了色素的水是红色的，但外面的水珠是透明的，所以水珠肯定不是从杯子里渗出来的！”教师顺势在板贴的第一个猜想后面打上一个大大的“✘”，并充分肯定学生通过严谨实验排除错误猜想的科学行为。

2.【难点·高频考点】深度探究：排除“杯内水蒸发后凝结”的猜想。

（1）制造新的矛盾：教师拿起另一个装有冰水的杯子，提出新问题：“第一个猜想被推翻了，那有没有可能是杯内的水先蒸发变成水蒸气，然后从杯口跑出来，遇到冷的杯壁又变成了水珠呢？如果这个猜想成立，那有什么办法可以阻止杯内的水蒸气跑出来呢？”这个问题具有挑战性，引发了学生更深层的思考。

（2）方案研讨与优化：有学生提出“用盖子盖住杯口”。教师肯定了这一思路，并进一步追问：“用塑料片盖住杯口，如果外面还有水珠，说明不是从里面跑出来的；如果没水珠了，就说明是从里面跑出来的。这个方案可行吗？”通过师生、生生互动，完善实验细节：两个冰水杯，一个盖紧塑料片（盖紧杯口组），一个敞开（不盖杯口组），观察一段时间后对比外壁水珠情况。

（3）微课辅助，规范操作：教师播放精心准备的微课视频，指导学生如何盖紧盖子确保密封，以及如何观察和记录。视频中特写镜头展示了规范操作，降低了学生的试错成本。

（4）实施与观察：学生分组实验。几分钟后，学生们惊讶地发现：即便盖得严严实实的杯子，外壁依然挂满了小水珠。

（5）证据链形成：这一现象强有力地证明，水珠的来源与杯内的水蒸气跑出来无关。教师在第二个猜想后面也打上“✘”。此时，学生的认知冲突达到顶峰：既然不是来自杯内，那水珠究竟从何而来？他们的目光自然而然地投向了第三个猜想——杯外的世界。

3.【基础·模型建构】终极探究：证实“空气中的水蒸气”的猜想。

（1）指向核心变量：教师引导：“通过前两个实验，我们排除了‘内因’，现在只剩下最后一个猜想。如果水珠来自杯外的空气，那么，要让杯外空气中的‘东西’变成水珠，最关键的条件会是什么呢？”通过层层剥笋，学生此时能隐约感觉到是“冰水的冷”在起作用。

（2）设计对比实验验证“冷”的作用：教师出示实验材料：一个常温玻璃杯、一个刚从冰箱拿出的冷冻玻璃杯（并迅速用干毛巾擦干表面）、一块湿毛巾。提问：“怎么设计实验证明‘冷’是关键？”学生很快能说出：一个放常温杯，一个放冷冻杯，观察哪个杯子会出现水珠。

（3）强调操作严谨性：教师特别提醒，必须迅速擦干冷冻杯，是为了排除“冰箱里本身就带水珠”的干扰，这体现了科学实验的严谨性。学生动手实验，观察发现：常温杯外壁始终干燥，而冷冻杯外壁很快蒙上一层水雾，并汇聚成水珠。

（4）推理与建模：面对这一清晰的现象，教师引导学生思考“冷冻杯周围空气中的‘东西’是什么？”结合第一单元《水到哪里去了》的知识，学生豁然开朗——那是看不见的水蒸气！水蒸气遇到冰冷的杯子，从气态变成了液态的小水珠。至此，真相大白。教师在第三个猜想后面打上“✔”，并和学生一起完善板书，构建起“水蒸气→遇冷→凝结→水珠”的科学模型。

（5）【微课·知识升华】播放一段动画微课，生动演示空气中无处不在的水蒸气遇冷后在杯壁表面凝结的动态过程，将微观的、不可见的变化直观化，深化学生的理解。

（三）【重要·研讨归纳】梳理证据，形成完整解释

1.证据回溯：教师引导学生回顾刚才的三个实验，每一组实验就像一块拼图，拼凑出事实的全貌。“我们是靠什么一步步找到真相的？”学生回答：“靠做实验！”“靠观察到的现象！”“靠证据！”教师总结：科学结论不是凭空想出来的，而是要靠确凿的证据说话。

2.完整阐述：教师请一位学生作为代表，借助板书，完整地解释杯子外壁水珠的由来：“杯子里的冰水使杯子温度变低，周围空气中我们看不见的水蒸气遇到冷的杯子，就凝结成了小水珠。”这一过程训练了学生基于证据的表达能力。

（四）【高频考点·生活拓展】学以致用，解释生活现象

1.考考你：教师出示一系列生活情境图片：从冰箱拿出的雪糕袋子上的“白霜”、冬天戴眼镜从室外进入室内镜片起雾、夏天冰块放在盘子里盘子外壁有水珠。学生运用本课所学，对答如流，轻松化解了这些生活中的“难题”。

2.小小辩论：教师抛出进阶问题：“有人说，烧开水时壶嘴冒出的‘白气’也是水蒸气，你同意吗？”这一辨析题直指学生容易混淆的难点（水蒸气看不见，“白气”是小水滴）。学生们各抒己见，运用“遇冷凝结”的原理成功区分了二者，将课堂氛围推向高潮。

3.跨学科链接：教师简单提及，今天我们探索的秘密，就是大自然中云、雾、雨形成的基本原理，鼓励学生在课外继续观察大自然这个巨大的科学实验室，将科学探究从课内延伸至课外。

六、板书设计

水珠形成探秘

猜想证据结论

杯内水渗出？有色水实验：水珠无色✘

杯内水蒸气跑出？盖杯口实验：仍有水珠✘空气中的水蒸气

空气中的东西变的？冷/常温杯对比实验：✔（遇冷）凝结

冷杯有水珠，常温杯无水珠水珠

七、作业设计

（一）【基础】回家后，将一个干玻璃杯放入冰箱冷冻层，15分钟后取出，观察并记录杯壁的变化，尝试向家人解释这一现象。

（二）