1、沉和浮一、单元概述 石块放人水中，沉下去了;木块放人水中，浮起来了。沉和浮是学生见过的十分熟悉的现象。一方面，学生对于“沉和浮”有着丰富的生活经验。另一方面，对于“沉和浮”他们也有着许多似懂非懂的问题，例如“在水中，钢铁会沉下去，用钢铁制造的轮船却为什么能浮呢?”“潜水艇为什么既能潜人水下，又能浮出水面呢?” 人们对浮沉现象的关注已经有几千年了。表面上看是一些物体在液体中上浮而另一些物体下沉，实际上涉及了许多变量。这些变量包括物体的体积、重量和液体的密度，归根结底，物体在液体中的沉浮与它排开的液体的重量有关(阿基米德定律)。有许多人试图去寻找一个简单的规则来解释这个现象，如他们通常说:“重的物
2、体下沉，轻的物体上浮”，这些不精确的概念同样存在于学生的认识中。 本单元将在一系列的探究活动中，让学生自己去解决有关沉和浮的许多问题。学生将探究不同物体的浮沉，形成他们关于对物体是上浮还是下沉现象的解释，而且能够明白物体与被放液体间的相互关系。当学生开始理解了他们所观察的结果之后，他们将鉴别出导致物体上浮或下沉的主要原因是什么。 学生描述的语言可能和科学家精确的定义不很相同，但通过这些探究可以修正或完善他们的想法，使他们在理解上得以提高。这个探究过程会使学生认识到他们也可以弄明白事物的规律。 本单元的核心概念是有关物质的密度，它是物质固有的特性之一。密度是物质质量与体积的比值，它与物质的质量和
3、体积都有关。 本单元还有一些很重要的具体概念:当把物体放人一种液体，相同体积下物体与液体重量的不同将决定作用在物体上的浮力的大小。相同体积下，比液体重的物体会下沉，比液体轻的物体会上浮。 本单元的编写思路是: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年龄特点的有关沉浮现象的本质解释。 本单元设计的对物体沉浮的解释有两条途径，一是用浮力和重力的关系解释沉浮现象，是用密度的概念解释沉浮现象。因为浮力的大小与液体的密度也有密切关系，因此，将物体的沉浮原因定位在物体的密度上。对五年级的学生来说，密度概念要求过高，因此，教科书没有直
4、接出现密度概念，而是通过观察和实验，用同体积的重量作比较，帮助学生建立密度的前科学概念。 第1课从学生常见的现象开始。首先涉及到的是哪些物体在水中下沉，哪些物体在水中上浮，在观察现象的过程中，整理物体的沉浮与哪些因素有关。探究同一种材料构成的物体，在水中的沉浮与它的体积、重量没有关系，只与物体的密度有关，在这里打下一个伏笔。 第2-3课研究沉浮与物体的轻重和体积大小的关系。相同体积下，重的物体容易沉;相同重量下，体积小的物体容易沉。 第4课是沉浮的应用，体现科学与技术之间的关系。 第5-6课，从另一个角度，即浮力和重力之间的关系，解释物体沉浮的原因。 第7-8课，探索液体密度对物体的沉浮影响，
5、最终揭示本单元的核心概念:物体的密度不同，影响它们的沉浮。 资料库中的资料，将扩大学生的阅读面，同时渗透了物体密度的概念。在相同的体积下，一些物体比水重，一些物体比水轻，它们的沉浮与之相关。 当然，本单元只是研究了与沉浮现象有关的因素，并不能穷尽沉浮的规律。关于沉浮的进一步探索、浮力的计算等内容，将在初中的科学课中最终完成。 本单元的教学活动多是以矛盾冲突及产生的问题来引导和驱动的。如“马铃薯在水中是沉还是浮”一课，同一个马铃薯为什么在第一个杯子里是沉的，而在另一个杯子里却变浮了呢，学生在观察中发现了问题再进一步观察、分析，“可能两种液体不一样吧”一提出了推测;让我们来观察比较这两种液体有什么不一样，“可能是水中的白乎乎的东西引起的变化吧”一做个实验来验证一下就这样使孩子们进人到像科学家那样探究科学的活动过程中。 在“造一艘小船”的活动中，也是通过“用这几种材料能制作什么样的船”“什么样的船能装更多的货”，以及探究过程中不断产生的“用什么方法保持船的平稳”“还有什么方法可以使我们的船装得更多”等一系列问题来指引学生们设计和制作小船，并不断改进小船的制作的。 学生们因为有这些不断产生的问题，才会持续进行观察研究活动。也正是因为他们能不断发现问题、解决问题，继而又产生新的问题，才会使他们变得越来越聪明。