优化实验教学 发展学生思维——以《物体在水中是沉还是浮》一课为例

优化实验教学 发展学生思维 ——以《物体在水中是沉还是浮》一课为例

闵漫

十堰市柳林小学 湖北省十堰市 邮编 442000

一、设计目的

本活动按“教师出示材料样本—学生预测和思考沉浮理由—小组实验观察”的顺序进行，因为观察前的预测是科学研究的重要环节，更是调动学生思维的必然条件。而且选择的7种物体是一组有结构的材料，既有容易判断沉浮的，也有难以直接判断沉浮的，比如胡萝卜、苹果、蜡烛头等，这样的设计都体现了用材料有效调控教学的目的。对于物体在水中的沉浮状态（除了特殊的悬浮状态），五年级的学生已经大致能够清楚判断。但是，根据生活经验所得，他们会理所当然地认为：重的物体下沉而轻的物体上浮。而这一表述过于简单化，生活中不难找出与这类说法相悖的例子。如何从这一矛盾点出发，在原有的基础上进行学习？这是本单元面临的问题，也是本节课开始探索的任务。从纠正学生的错误概念开始，一步一步地探索，让学生逐步明白现象背后的原因，认识到事物的规律。

1. 内容简介

《物体在水中是沉还是浮》一课是教科版科学五年级下册第一单元《沉与浮》的起始课，是本单元教学的基础。在本次活动中，首先从学生熟悉的现象出发，把学生“拉”进熟知的生活情景中，极大地引发学生探究的欲望。于是，活动一开始，老师从简单的物品入手，出示一块小磁铁块与一块木头，让学生根据生活经验猜测沉浮现象。随后，出示小石块、泡沫塑料、回形针、蜡烛、带盖的空瓶、土豆、苹果七件物品，让学生纷纷预测它们在水中的沉浮状态。对于个别物品，如回形针、蜡烛、苹果，学生之间已经产生了不小的分歧，大家的探究欲望升级。接下来，各小组就可以利用准备的材料，大家分工协作，一一将七种物品放入水中，判断其真实的沉浮状态。针对这个活动探究，同学们都会产生一个疑问，这些物体的沉浮状态不同，可能与什么因素有关呢？大小、轻重、是否空心、材料……一系列的猜测一一从学生的头脑冒出。为了顺利进入探究的主题，我简单引导主要研究由同一种材料构成的物体，它的沉浮状态真的和体积、重量有关吗？接着我们采用切割以及连接的方式改变材料的体积和重量，用实验去检验真理，冲击学生头脑里原有的错误认识。最后得出由同种材料构成的物体，改变它的体积（重量），它的沉浮状态不发生改变的结论。

2. 流程介绍

设计意图 问题呈现 交流互动 启发思考

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教师行为 演示讲解 引导质疑 讲解分析

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教学流程 出示材料 → 组织讨论 → 交流互动

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学生行为 预测判断 分组实验 汇报质疑

《物体在水中是沉还是浮》观察更多物体在水中的沉浮片段流程

流程说明：

步骤1：首先猜测这些物体在水中是沉的还是浮的，把推测结果记录在表格中。然后汇报猜测结果，并说明判断原因。

步骤2：带着下面三个问题进行实验：
①把这组材料可以分别按从大到小和从轻到重的顺序排队后，再进行实验验证。
②实际观察结果怎样？有没有推测出错的物体？有没有无法确定沉浮的物体？　③你们发现物体的沉浮和它的轻重、大小有关系吗？

步骤3：汇报实验结果，对预测错误的材料进行分析。

2. 创新点分析

创新点1：

没有大胆的猜想就没有伟大的发现，学生头脑中有许多零碎的知识经验，教师可以根据这些经验来引发学生的猜想，暴露他们的前概念。“材料引起学习，材料引起活动”，选择的7种物体是一组有结构的材料，既有容易判断沉浮的，比如小石块、泡沫塑料等，也有不容易判断的材料，如胡萝卜、蜡烛头、苹果。这样的设计体现了用材料有效调控教学的目的，促进学生由前概念水平向科学概念水平的发展。

创新点2：

恰当地利用了学生在认识上的矛盾冲突，激发学生的积极思维，引导学生进行科学思维。探究过程中学生充分运用自主、合作、交流的学习方式，并通过预测、实验、讨论使学生不断地去思考，物体沉浮和物体本身大小、轻重的关系。培养了学生的探究意识、合作意识，以及尊重证据、实事求是的科学态度，使学生养成严谨求真的习惯，经历了“发现——否定——再否定――再发现”这样一个不断冲突、不断修正的科学探究过程，从而达到了科学探究的目的。

创新点3：

真正体现了学生是学习的主体，教师是课堂教学的参与者和组织者。这节课的教学中十分强调学生的主体地位，让学生亲身经历一个个的科学探究活动。在本环节的教学活动中，我采用了放扶结合的方法组织学生进行探究活动，突破本课的重难点。一放：是指放手让学生利用有结构的实验材料来探究沉浮与物体的大小、轻重有什么样的关系，只有给学生足够的学习、观察、讨论、交流、探究的时间，学生才能探索出沉浮的奥秘；先扶是指：在学生探究物体在水中的沉浮与轻重有什么样的关系，如何利用控制变量的方法时，教师要做好帮扶工作；当学生理解和掌握了控制后，再放手让学生自己去设计探究物体在水中的沉浮与大小有什么样的关系的实验。这放扶结合的组织形式，充分张扬学生个性，挖掘学生潜能，同时我紧紧抓住学生认知的矛盾冲突，不断创设问题情境，把学生带入有趣的科学探究之中，培养了学生的科学素养。 

三、教学建议

1、让学生亲历探究的过程。

在课堂教学的时候，尽可能让学生自己猜测、动手去操作，而不是简单地把探究结果告诉学生，以便提高学生的探究兴趣。学生们对物体沉浮的认识经历了“发现——否定——再否定——再发现”这样一个一波三折过程，对学生在课堂中提出的疑问、发现的问题，让学生通过推测，验证，层层推进，由果推因，自己去找答案。

2、在课堂教学时，由于实验材料选择的不同及考虑的欠缺，容易导致产生了一些小的实验分歧。例如，在探究回形针的沉浮时，有一个小组产生了回形针浮着的现象。分析原因是由于回形针比较轻，放在水面时由于水的表面张力可以将回形针托起。为了避免此类情况产生，让学生观察它们在水中沉浮的目的除了让学生明确判断物体沉浮的标准，同时也规定了操作的具体方法应该是：把物体轻轻从水面放入水里再放手，而不是把物体扔进水中，也不是放在水面上。实验材料的选择要科学，如果安排学生以小组为单位，自行准备实验素材，结果学生带来了白萝卜还有胡萝卜，且每个萝卜的新鲜程度也是不一的。因此，学生在实验的时候观察萝卜沉浮，会出现不同沉浮现象，甚至有部分悬浮的现象。学生们都很困惑，为什么同样是萝卜在水中会有这么多不同的状态形式存在。这时，教师就要随机简单提及一下悬浮这个状态，并告诉学生这与我们所准备萝卜的新鲜度，内含水分的多少存在很大的关系，从而解除学生头脑中的困惑。