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《下沉的物体是否受到水的浮力》课例

添加日期:2014-05-24    点击率:2712    来源:谢勇波    录入人:海风

一、教材分析:  

    本课是教科版小学科学修订教材五年级下册《沉和浮》单元的第6课,通过前5课的学习,学生从重力和浮力的角度学习了影响物体沉浮的因素,初步掌握了测量水中物体排开的水量的方法,建立了浮在水面上的物体会受到水的浮力的认识。  

那么,下沉的物体在水中是否也会受到水的浮力呢?本课引导学生继续探索浮力与物体沉浮之间的关系。首先通过体验活动,感受水桶在水中受到了浮力,证明下沉的物体在水中也会受到浮力,并用设计实验的方法来验证自己的猜想。又通过测量下沉物体受到浮力的大小,引导学生发现,下沉的物体受到的浮力大小与浸入水中的体积有关,这与前一节课的内容联系起来,并用画示意图的方法,可以形成完整的概念:物体在水中受到的浮力大小,与物体浸入水中的体积(排开的水量)有关,浸入水中的体积越大,受到的浮力也就越大。  

二、教材处理:  

    教材设计的让学生感受下沉的物体在水中受到浮力的活动,安排的是“水井中打水”的例子,考虑到学生在现实生活很少或基本上没有这样的体会,而相似的活动在课堂上安排,又不太方便,且在材料设计上不易做到衔接性,因此,我将此环节安排为课前体验活动:即生每人完成课前体验在空气中和水中上提同一重物,感受不同重力的活动。  

三、教学目标:  

科学概念  

1.下沉的物体在水中都受到浮力的作用,可以用测力计测出浮力的大小。  

2.下沉的物体浸入水中的体积越大,受到的浮力越大。  

3.当物体在水中受到的浮力小于重力时就下沉,反之则上浮。  

过程与方法  

1.设计实验验证下沉物体在水中受到了浮力作用,用弹簧秤测量下沉物体受到的浮力大小。  

2.画示意图,运用浮力和重力的概念,解释物体在水中的沉浮。  

情感态度价值观  

1.体验实验验证的重要意义。  

2.懂得数据在分析解释现象过程中的重要性。  

四、教学重难点:  

1.教学重点:通过设计实验和探究实验理解物体在水中受到的浮力大小与物体浸入水中的体积(排水量)的关系。  

2.难点:画示意图解释物体在水中的沉浮。  

五、教学准备:  

每组:实验盘、弹簧秤、自制刻度瓶、实心小瓶、三块大小不同的石块(系细线)、一支彩笔、画示意图的纸一张。  

(设计意图:材料设计力求做到三点:显著性、可操作性和简约性)  

师:物体沉入水中2种情况的简图6张、实物展台、抹布、备用器材。  

生每人完成课前体验在空气中和水中上提同一重物,感受不同重力的活动。  

六、教学过程:  

(一)下沉的物体是否受到水的浮力。(14~16分钟)  

1.谈话导入:同学们,上节课我们知道了,物体之所以能浮在水面上,是因为受到了水的浮力,那么,如果物体下沉了,它是否也会受到水的浮力呢?  

(设计意图:直接切入课题,将教材感受浮力环节,改为课前有意识体验活动,考虑现在的学生在生活中缺乏类似经验,如课堂上有意设置活动效果也不明显,且不能面向全体。)  

2.生交流:猜测、说明理由。  

3.生设计实验证明自己的想法。(设计意图:希望学生在争辩和事实面前形成正确的认识)  

(1)你们能设计一个实验来证明你们的想法吗?  

提示:1可以选用桌上的材料来设计;2要有说服力,比如用数据。  

(设计意图:动手之前先动脑,希望学生的设计,能够借鉴前一节课的成果。)  

(2)用画示意图的方法来设计一个实验。  

要求:以图为主,如果需要,可以用文字来说明。  

(设计意图:去掉了教材上填写设计实验表格的活动,一是考虑表格费时且有的地方不便书写;二是用示意图的方式也没有降低要求,甚至在能力上还有提高;三是为后面的“用示意图解释物体在水中的沉浮”做一些铺垫。)  

(3)生小组讨论并设计实验、师巡视引导。  

(4)利用实物展台交流设计方案。  

师生交流,评选较合理的设计方案。  

4.各小组按照优化的设计方案进行实验。  

5.形成认识,引导得出下沉物体在水中受到的浮力的计算方法。  

(设计意图:此处希望达成两个目的:1全体学生统一认识:下沉的物体也会受到水的浮力;2下沉物体在水中受到的浮力计算公式,为后续探究准备。)  

(二)下沉的物体受到水的浮力的大小。15~18分钟  

1.下沉的物体受到的浮力大小会变化吗?                       

(1)顺势(总结出下沉物体受到浮力的计算方法)提出问题:所有下沉的物体在水中受到的浮力都是一样大的吗?  

(2)生交流。(不一样的可能性大)  

(3)师概括并图示出示物体下沉的2种情况:  

A.物体正在下沉:一个物体(实心小瓶)1小部分浸入水中;2大部分浸入水中;3全部浸入水中;  

B.物体已经下沉:大小不同的同一种物体(石块),完全浸入水中。  

它们在水中受到的浮力大小相同吗?  

(设计意图:将下沉物体的几种情况列出,使学生建立分析问题要全面的印象。)  

(4)能用测力计测出它们的浮力大小吗?怎么测?(酌情看是否演示)  

(设计意图:建立前后联系,尽量减少操作技能上带来的障碍。)  

(5)测量它们在水中受到的浮力及排水量,填写15页表格。  

(6)测量它们在水中受到的浮力及排水量,填写16页表格。  

2.下沉的物体受到的浮力大小与什么因素有关。  

(1)请大家看这2张记录表,从数据中,你们能看出下沉物体在水中受到的浮力大小有变化吗?  

(2)我还让大家还测了排水量,请你们把排水量和浮力的数据对比一下,看它们的大小变化有不有什么规律呢?(下沉的物体的排水量越大,受到的浮力就越大。)  

(3)排水量的大小是由什么决定的?(物体浸入水中的体积,师强调浸入水中的体积)  

(4)那好,请大家思考:下沉的物体受到的浮力大小与什么因素有关呢?  

(下沉物体浸入水中的体积越大,它排开水的体积也就也越大,受到的浮力也就越大)  

(设计意图:实验操作之后的再动脑,通过分析数据来解释现象,形成认识。)  

(三)、用浮力和重力的关系解释沉浮现象。8~10分钟  

1.交流讨论:既然物体不论在水上、水中还是水下都会受到水的浮力,那为什么有的物体沉、有的物体浮呢?  

2.画示意图解释物体(石块、泡沫、实心和空心的橡皮泥)在水中的沉浮。  

(设计意图:用问题引导学生思考,希望能用示意图展示他们思维形成的过程,训练学生的抽象概括能力。)  

板书设计:  

下沉的物体是否受到水的浮力  

浮力=空气中的重力—水中的重力  

浸入水中的体积越大,排水量越大,受到的浮力越大。  

浮力>重力  ↑        浮力<重力  ↓  

七、教学反思:  

    1.精细的材料是有效实施本课的前提。  

    我们说科学课的材料要有结构性,对于本课来说,尤为如此,材料设计力求做到四点:显著性、可操作性、简约性和可迁移性。用“精细”一词毫不过分:本课实验要求学生测量下沉物体排开的水量,水槽太大,排开的水量不明显;烧杯的刻度间距是50ml,也不合适,我们所需要的这种器材要能较显著的反映出物体排开水的体积变化,简言之,要细,要长,要有更精密的刻度,我们想到了塑料瓶,可是上下粗细不均。我在实验室里转来转去的时候,猛然发现了标本瓶,如果再贴上精细的刻度——这不正是我要的材料吗!  

    另外,一组浸入水中不同部分的下沉物体用什么材料呢?我们的思路是:能沉,体积稍大,既能直观反映出排开的水量,又不能超过测力计的测量范围。开始我们想到用小药瓶,可是要么凑不齐12组,要么是其重力超过了弹簧秤的测力范围(平板测力计的测力范围仅为0.5N),偶然,有学生带来了黑色的胶卷盒,我往其中填入一定量的细沙,效果非常的好,为了找齐12个,我和同组的李文豪老师发动了两个年级的学生来收集这样的胶卷盒,就这样,也花了好几天才找齐,一节科学课可真不容易!  

为了便于测量下沉的物体不同部分浸入水中和在水中能随意取出,不妨碍下一组实验,我在胶卷盒上旋了一个小螺钉(方便钩弹簧秤),在大、中、小每个石头上都用细线系住,但是稍不牢靠,就会出现脱线和脱钩的现象,这样的工作量是可想而知的。  

    2.理解编者意图,理清教材结构是有效预设的关键。  

    本课导入之后有个部分是让学生感知水的浮力,初次解读教材时,我们感觉到这一环节有不合理的地方:让学生回忆在井中提水的感受,明显不符合学生的生活实际,现在的学生少有这样的经验。如果在课堂上有意设置这一的环节,又觉得效果不会太明显,而且很难照顾到全体学生,考虑再三,还是觉得跳过这一环节,直接由问题切入设计实验可能会更妥一些。可是这样的处理,在试教的过程 中,学生面对“下沉的物体在水中受到了浮力吗?”进行设计实验时,却陷入了想不出方法,无法入手的窘境。是学生的能力还没有达到?是与前课的联系没有处理好?是,似乎又不全是。我们在研讨中深入剖析了学生的出问题的原因,又试图寻求更有效地解决方法,在不断否定的过程中,问题的症结逐渐在我们面前清晰起来:学生没有水中浮力的体验,就不会去想到“比较物体在空气中的重力和在水中的重力是否相等”这一关键性问题。原来,感受浮力的体验活动是为后续设计实验做铺垫的,由此,我们感受到了编者的良苦用心,也深刻体会到了教材设计各部分的环环相扣和不可或缺,如果你没有真正领会编者的意图,就不能随意去改动教材,毕竟那是专家们潜心研究的成果!为了使教学预设更为合理,接下来的设计中,我们把这一体验活动放置在课前来让学生完成,这样一来,整个教学就显得顺畅自如得多了。  

    3.打好基础,前后联系,扎实走好每一步。  

    本课是沉浮单元的第6课,要上好这一课,学生必须具备良好的基础。打好基础,一是要使学生建立较牢固的知识基础,能将前面几课建立联系,并能运用到本课中来,如体积与重量,浮力与重力,浮力与排开的水量等相关联的量,只有理解了它们的含义,弄清了它们的内在联系,才有可能将复杂的现象简单化,完成从具体形象到抽象概括的总结,如用示意图来解释物体在水中的沉浮,就是对整个6课的检验、总结,只有扎实走好每一步,才能使做到水到渠成。二是要使学生形成良好的习惯和掌握熟练的操作技能,不论是小组的讨论、交流、合作、分工,还是学生个人的实验操作,如:测量重力和测量排开的水量的方法、准确度等,都会影响教学进度和最终的实验结果,而要做好这些,仅靠一节课是无法做到的,需要在单元前几课的学习中,甚至日常的教学中,严格要求,扎实训练,在潜移默化中使之成为习惯。  

    4.动手与动脑相结合,关注学生思维发展的过程。  

    本课有个很重要的特点是学生动手与动脑相结合,无论是动手操作,还是动脑思维,在预设中我们都给予了大量的时间来保障,特别是对于动脑部分,力求能更直观的将他们的想法呈现出来,如,用简图设计方案,用示意图解释沉浮现象,都是想让学生将自己的思维方式和思维过程表现出来。五年级正是从具体形象思维向抽象概括思维过渡的关键时期,在这些过程中,往往只有少部分学生的思维达到了要求的水平,会有一些“精彩表现”,不过,我们的成果对大多数学生也会起到学习和启发的作用,使更多的学生的思维是以这样的方式得到发展的。  

    另外,为使学生的思维能清晰的表现出来,我注重在教学中使他们明确自己在做什么,为什么做及怎样做,这样的方法有时是一两句引导的话,有时需借用一些方式方法,有时则要经过精心的设计问题来达成,如对学生讨论、交流、分工等提出的要求;借助浮力计算公式、采用直观图等方法帮助学生解读表格的填写;还有像“浮力与什么因素有关”的引导,我利用学生收集的数据,预设递进性较强的问题引发他们思考,并使他们在观察对比中找到规律,形成认识。  

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