固体去哪儿了

从一堂课的一个知识点“固体混合前后体积是否变化”说起，通过分析教材、课堂实践情况，阐述我们应该给学生怎样的教材，特别是难度的深浅应该如何把握。

1. 探源：固体去哪儿了

我曾经在家长开放日上了一节课，内容是苏教版三年级下册3单元《固体和液体》第1节《认识固体》的第2课时。

这本是一节比较有乐趣的课，孩子们在课堂上利用天平、量杯进行测量，利用筛网分离黄豆、花生、大米，玩得不亦乐乎。然而，当孩子们发现固体混合之后，体积竟然变小了，不禁发问：固体怎么变少了？不少家长也发出了一样的声音。矛盾点主要集中在两个方面：一、利用量杯测量固体体积，科学吗？二、固体混合前后，体积真的会变小？

有人觉得这是两个明显的科学性错误，也有人觉得至少这是有待考证的。这些不科学的设计是编写教材的老师故意为之还是偶然错误？是否需要给三年级学生讲授准确且科学的有关体积的知识？

解决矛盾之前，我们先来看一下这一课时的教学内容，紧密围绕着固体的混合与分离。包含三方面内容：一、认识固体的混合和分离在日常生活中的应用;二、研究固体混合前后重量和体积的变化，这是本课的重点。学生通过运用工具进行测量，认识到固体混合后总重量不变，总体积改变，并体会到运用工具比感官准确;三、想办法把混合的固体分离开。

2. 破译：体积相关知识的内涵阐释

2.1 体积的定义

体积的准确定义是“物体所占空间的大小”。

这句话重要吗？我倒觉得不必过分重视，更不用展开讨论。这句话充其量不过是对体积的一种解释，对于三年级的孩子来说，能帮助其理解吗？可能效果略差。何谓物体？何谓所占？何谓空间？大小如何判断？一系列问题模糊不清。但是，如果问他们，黄豆、大米哪个大？他们都知道。所以，利用直观方法、生活经验而非定义来讲授可能更好。孩子的直觉是宝贵的财富。有的时候，淡化形式，注重实质才是王道。

但如果比较的是大小差不多的土豆，凭肉眼是无法分辨的，因此我们就需要学习体积的测量了。

关于体积，科学和数学上都有相关知识，既有差异又有联系。数学中讲体积关注的是计算，而我们科学上更关注的是测量。测量的方法在生活中也常常用得上，这也正体现了科学与生活的紧密联系。但科学和数学不是割裂的，三年级数学中刚刚学到二维图形的面积计算，尚未学三维立体结构的体积计算，所以，相应的，三年级科学涉及到的是体积的测量，而非计算。

2.2 教授体积时遵循的原则

（一）顺应儿童发展

孩子们身心的发展在整体上具有一定的顺序，这种顺序性是客观的、不以人的意志为转移的，教育工作要遵循这种顺序性，循序渐进地促进人的发展。

并且，孩子发展在不同的年龄阶段表现出不同的总体特征及主要矛盾，面临着不同的发展任务。教育工作必须从孩子的实际出发，针对不同年龄阶段的孩子，提出不同的具体任务，采取不同的教育内容和方法，同时应注意前后相邻阶段的衔接。

（二）彰显学科特质

但是，教育要适应人发展的顺序性和阶段性，并不意味着小学科学教育要迁就学生现有的发展水平，或降低教育的标准和要求。小学科学教育必须不断向孩子提出他们能接受但又高于其现有水平的要求，以促进他们的发展。人们在教育实践中概括的“跳一跳，摘个桃”的经验，都值得借鉴。

（三）突出核心价值

教学过程中，我们发现，三年级孩子理解立体结构所占空间这个问题的确有难度和深度。因此，关于体积的测量，我们也需要降低难度，顺应孩子的发展。

体积这个概念的建立是孩子空间观念形成过程中的一次飞跃，标志着他们在认识二维空间的基础上，开始认识三维空间，即由认识平面图形上升到了认识立体图形。

2.3 测量固体体积的方法

测量体积的方法有很多。

对于规则形状的物体，我们可以利用公式计算。而对于不规则形状的物体，我们可以用排水法、按压法、悬垂法、溢杯法、计算法、气体法等。其中孩子们最熟悉的就是排水法。

伊索寓言中乌鸦喝水的故事深入人心，这是一年级语文课本上的一节课。聪明的乌鸦为了喝到水瓶中的水，叼来石子投进水瓶里，水位升高，乌鸦喝到了水。如果要问到底喝了多少水呢？水位之所以升高，是因为石子占了空间，不断扔进去的石子把水位推高了。这就直接涉及到了体积的定义：物体所占的空间。水的体积就是最后水位齐瓶口之后，继续扔进去的石子的体积。反过来，将溢出的水放在有刻度的量杯中读出刻度，这就是最后投入石子的体积，这就是排水法。

3. 深化：固体混合前后

3.1 我们的共识

一般我们认为，几种固体在混合前后，其体积是不会有任何变化的，当然前提是它们之间不会发生化学反应。因为仅需要从宏观上看，固体颗粒的数量在混合前后没有改变，颗粒形状也不变，体积怎么会改变呢？

没有备这堂课之前，我也这么认为。我也觉得完全可以准确地测量固体体积方法，因为孩子们一年级就学过《乌鸦喝水》了，怎么会不知道排水法？何必要引导孩子用量筒测量固体体积？何必要用缺乏科学性的实验

得出一个缺乏科学性的结论？

然而仔细解读教材，再经过课堂实践之后，我才发现，这只是我的想当然，几乎没有几个孩子能提出量筒测量的不准确性，我才理解，这样一种有意的“缺乏科学性”的安排，正体现了合理安排教材难度的原则。

3.2 教材的安排

三年级教材中，孩子们学会了用量筒来测量体积，虽然是测量固体，这有些不科学，但这是一种粗略简便的方法。测量时习得的知识稍微转化一下，便能巧妙应用于下一课时液体混合前后的体积变化。

（一）以实验操作为根：如何使用量筒

应把量筒放在平整的桌面上，我们在测量固体时也把黄豆花生大米尽量压平;观察刻度时，视线与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平。这样一个转化特别有助于孩子们掌握。

（二）以原理内涵为径：混合后体积为何变小

孩子们认为，固体混合前后体积是会变小的。因为每一个固体颗粒之间的缝隙不是一样大的，混合之后一种固体跑到另一种固体的缝隙中，相互填充缝隙，体积就变小了。

如果把颗粒改成分子，我们就能直接解释为什么不同的液体混合前后体积变小了。固体混合形成了孩子们的前概念，液体混合就是孩子们需要形成的新概念。科学前概念在一定程度上影响着孩子科学概念的形成。科学新概念的形成就建立在了它的前概念基础之上，当科学概念和前概念比较一致时，孩子们头脑中的原有认知将会被同化或顺应，就容易理解新概念，从而迅速地转变原有科学概念。

不同分子之间的间隙大小不同，所以混合之后，间隙变小，体积变小了。这是宏观到微观的飞跃，让孩子直接理解微观，难度太大，中间加一个台阶，路就好走多了。

回到固体混合，出现了两个角度。一是利用量筒测量体积变小，二是固体的颗粒数并没有改变，颗粒大小也没有变，体积是不变的。

这两个角度是两个不同的层次，我认为，三年级的孩子能想到第一个也很不错，能想到第二个就更好了。我们无须强求，更无须硬塞给他们这样的概念。

在我所教的四个班中，仅有两个班分别有一位、两位同学提出了第二种角度。可见，角度一是更契合学生认知的。

4. 融通：我的思考

经过这样一次被质疑以及思考的过程，我深深地感觉到，教材的编写是严谨的。科学性虽然不容忽视，但若不能符合学生的认知规律，那也是没用的。教材的难度到底应该达到什么程度，还需要思考以及实践论证。

小学科学毕竟只是启蒙教育，我们不能把科学课上成物理课或者化学课，把握好教材的难易程度，相信我们的科学教学一定会焕发勃勃生机，迎来崭新的春天。