沉浮与什么因素有关

沉浮与什么因素有关

五年级 杨 瑛

【教材分析】

《沉浮与什么因素有关》是五年级科学《沉和浮》单元的第二课时。单元教材的编写思路是：从物体的沉浮现象开始，探寻物体沉浮的规律，继而研究影响沉浮的变量（体积大小、重量、液体的密度），最后形成适合小学生特点的有关沉浮现象的解释。

【学情分析】

在本课中，学生学习用变量控制进行研究。识别变量、控制变量、运用典型的结构材料进行验证、反思变量控制实验的结果，只是学生思维辩证的第一层次。本课的教学目的之一是解决学生前概念的认知问题，同时对学生的概念进行进一步的发展，学生在思维发展上呈现“模糊（物体的沉浮与重量和体积有关系又没有关系）——>清楚（体积相同，重的物体易沉，轻的物体易浮；轻重相同，小的物体易沉，大的物体易浮）——>再模糊（用小而重的物体易沉，大而轻的物体易浮无法去解释物体的沉浮）——>再清楚（在控制变量的情况下能看出轻重、体积对物体沉浮的影响，反之，则看不出；物体在水中沉浮的规律还要进一步学习和研究）”的过程。

【教学目标】

1. 物体的沉浮与自身的重量和体积都有关系。

2. 学习用画图和分析的方法研究影响物体沉浮的因素。

3. 在实验中理解控制变量的科学方法和思想的意义。

【教学重难点】

重点：用控制变量的科学方法，探究物体在水中沉浮的原因。

难点：学习用画图和分析的方法研究影响物体沉浮的因素。

【教学准备】

学生实验：水槽，4个同体积不同轻重的小长方体，4个同轻重不同体积的长方体，带盖的空瓶，可伸缩长方体，绿豆，实验报告单。

教师材料：萝卜、泡沫块、小石块、蜡烛、橡皮、带盖的空瓶、回形针、天平、课件。

【教学过程】

一、情境导入，引入课题

1．我们已经知道，同一种材料构成的物体，在水中的沉浮与它们的轻重、体积大小没有关系。那么，不同材料构成的物体，在水中的沉浮与它们的轻重、体积大小有关系吗？

2．物体在水中的沉浮到底和什么因素有关系呢？这节课我们就来研究研究。（出示课题）

【设计意图】从学生已有的知识概念入手进行推测，明确本课的研究内容。

二、复习上节课程内容，引出今天课堂的主要研究重点：

1．上节课，我们观察了7种物体在水中的沉浮情况（投影仪展示7种材料），这节课，我们再利用这些材料来分析一下。

2．把7种材料按轻重从重到轻的顺序排一排（排好后，分出沉浮）；看一看，我们能看出轻重对物体沉浮的影响吗？（学生举例说明看不出）

3．把7种材料按体积从大到小的顺序排一排（排好后，分出沉浮）；看一看，我们能看出体积大小对物体沉浮的影响吗？（学生举例说明看不出）

4．思考：可能是什么在影响物体在水中的沉浮呢？

5．反问：难道物体的轻重真的不影响物体的沉浮吗？难道物体的体积大小真的不影响物体的沉浮吗？

【设计意图】适时的反问能使学生的思维得到了重新定向，在反问中重新审视自己的结论，在反问中关注“轻重”与“体积”两个因素。反问激发学生思维，反问促使学生站在更高的层面来思考问题，有利于学生理性思维能力的建构。

三、控制变量进行研究：

1．怎样才能看出物体的轻重对沉浮的影响或物体的体积大小对沉浮的影响？

（教师引导：科学家在研究中遇到这种情况时，也往往采用控制某一因素不变的方法，来研究某一个因素是否对物体产生作用。？此话如何表达更正确？？？）

2．认识结构材料:

（1）4个体积相同轻重不同的圆柱体：你觉得4个圆柱体的什么是一样的？轻重呢？用天平比较。

（2）4个轻重相同体积不同的长方体：你觉得4个长方体的什么不一样的？轻重呢？用天平比较。

3．预测：你们觉得把4个圆柱体一齐放入水中，它们的沉浮会一样吗？把4个长方体一齐放入水中，它们的沉浮会一样吗？小组预测，把预测的结果画在记录单上。

4．汇报圆柱体和长方体的预测结果。

预设：A 、都浮。浮的情况一样吗？露出水面的多少和什么有关？

B 、有的沉，有的浮。哪个沉？为什么沉？浮的情况都一样吗？露

出水面的多少和什么有关？

5．实验要求：

（1）两个实验一个一个做，做完圆柱体实验再做长方体实验。

（2）把4个圆柱体（长方体）一齐放入水中，观察它们的沉浮情况，并用图示法记录沉浮状态。

（3）观察完后，将圆柱体（长方体）从水中取出，用抹布擦干。

（4）小组讨论在实验中有什么发现？

6．学生实验操作，教师巡回指导：（先预测，后实验）

“沉浮与什么因素有关”实验报告单 第（ ）小组

实验一：体积相同重量不同的圆柱体在水中的沉浮

实验二：轻重相同体积不同的长方体在水中的沉浮

7．交流分析：

（1）圆柱体实验：展示一组学生的实验记录单，学生汇报，其他小组补充。

预设：A 、你觉得圆柱体露出水面的多少和什么有关？

B 、物体在水中的沉浮和轻重有关系吗？怎样的关系？

（2）长方体的实验汇报同圆柱体实验汇报，尽量让学生说。

（3）从这两个实验中，我们能得出什么结论？

8．反问：为什么我们一开始对7种材料进行比较看不出物体的轻重、体积大小对沉浮的影响，而用这两组材料却能看出物体的轻重、体积大小对沉浮的影响？

9．小结：这就是我们在科学实验中的变量控制，它是科学研究中的一个重要的方法。

四、继续研究变量控制改变物体在水中的沉浮：

1．师：刚才我们通过控制圆柱体的体积和长方体的轻重，得出了这样一

个结论：体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；轻重相同，小的物体容易沉，大的物体容易浮。结论是否正确，还需要进一步检验。老师这儿还有两样材料（出示小瓶和可伸缩的长方体，简介长方体可伸缩），我们来看看它们在水中的沉浮情况。

2．你有办法让小瓶沉下去吗？怎么做？为什么这样做？长方体呢？（指导擦干和长方体沉浮的观察方法）

3．实验要求：

（1）小瓶子沉的实验：

A 、往小瓶子内一粒一粒加绿豆，观察小瓶子的沉浮。

B 、记下小瓶子开始沉下去时加绿豆的粒数。

C 、再把绿豆加到1/2瓶和满瓶，观察下沉的情况。

（2）长方体浮的实验：

A 、一点一点拉开长方体，观察长方体的沉浮。

B 、用尺量出长方体开始浮上来时的长方体的高度。

C 、再把长方体拉出1/2和大部分拉出，观察长方体上浮的情况。

4．学生实验，记录分析。

小瓶子沉浮实验报告单 第（ ）小组

长方体沉浮实验报告单 第（ ）小组

5．交流分析：

（1）说说小瓶子实验情况。（关注：加多少绿豆小瓶子开始下沉？加到1/2瓶和满瓶时沉的情况有什么不同？统计各组小瓶子开始沉下去时加绿豆的颗数。）

（2）小瓶子加绿豆的多少和它的沉浮状态有关系吗？小瓶子沉下去的实验再次证明了什么？

（3）长方体实验组的汇报同小瓶子实验组的汇报。

6．小结：看来，我们要改变一个物体在水中的沉浮，有几种办法？（提示：在什么不变的情况下）

五、拓展延伸：

1．潜水艇被称为“海洋中的幽灵”，它是根据什么原理实现在水中自由沉浮？（课件先出示潜水艇图，再出示原理图。）

2．学了这节课，你能解释一下怎样的物体在水中容易沉，怎样的物体在水中容易浮？

3．根据学生回答的“小而重的物体容易沉，大而轻的物体容易浮”追问：

（1）我们能用这个规律去解释物体在水中的沉浮吗？

（2）出示“橡皮”：这是一个怎样的物体？水中的沉浮？

（3）如果一个物体体积比它大（小）一点，轻重比它重（轻）一点，是沉还是浮？依次出示“萝卜、石块、蜡烛”，有问题吗？

4．延伸：为什么我们用物体的轻重和体积去解释物体的沉浮，还是有问题呢？看来，在怎样的情况下，我们能用物体的轻重和体积去解释物体的沉浮？物体在水中的沉浮到底和什么有关，还需要我们在以后的课中进一步去研究。

【板书设计】

沉浮与什么因素有关

轻重？ 体积？ 变量控制

圆柱体 体积相同:重的物体易沉，轻的物体易浮。

长方体 轻重相同:小的物体易沉，大的物体易浮。

【课后反思】

探究既是孩子们学习的目标，也是科学学习的形式。探究性学习是新课程大力提倡的学习方式，更是科学课区别于其它学科一个显著特征。本课教学能完整地体现小学科学探究教学的一般过程，让学生亲历典型的科学探究过程中的各个环节：选择问题——>提出假说——>实施探究——>解释结论——>评价反思，使学生初步经历通过控制变量进行归因研究的活动过程，整节课结构严谨，层次清晰。

本课教学重视学生认识的发展。在上本课之前，学生已经知道物体的沉浮与构成它的材料有关，经过按从大到小、按从重到轻的顺序排一排7种物体并观察它们水中的沉浮情况的活动，学生很快发现发现物体的沉浮与它的轻重和体积大小并不是他们所想的“重的物体沉，轻的物体浮；大的物体浮，小的物体沉或者大的物体沉，小的物体浮”，这与常识不符，此时学生充满疑惑。学生经过思考，很快想到物体的沉浮与它的轻重和体积不是没有关系，而是可能与轻重和体积都有关。教师紧接着引出控制变量的方法。经过用控制变量的方法研究后学生知道了：在控制好变量的情况下，物体的沉浮确实与它的轻重和体积都有关。这节课，学生的认识经过了“发现—否定—再否定—再发现”这样一个不断冲突、不断修正的发展过程。

教材设计“用小瓶子研究沉浮”这个实验，学生可以通过活动直观地看到重量是怎样影响沉浮的。在这个环节之后，教师可以设计这样一个实验：找一个气球里面放一个小重物，不吹气，放进水中观察它的沉浮状况，是沉的。再一次一次往里面吹气，绑好口，放进水里，观察气球的沉浮状况，直至气球浮到水面。通过这个实验，学生可以直观地看到体积是怎样影响沉浮的，从而加深对轻重相同，大的物体容易浮这个概念的理解。加上这个环节，就会使教学过程更加完整严谨，也有助于学生理解潜水艇的原理。