1、第2课沉浮与什么因素有关(一)背景和目标 本课延续上一课的研究内容，继续探索物体在水中的沉浮与哪些因素有关。学生已经知道，同一种材料构成的物体，改变自身的重量和体积，在水中沉浮的情况不变。但是根据经验和预测，学生们仍然会认为物体的沉浮会与它们的重量和体积有关。这里面有着怎样的关系?我们怎样帮助学生梳理清楚其中的关系? 教科书从上一节课的内容引人，继续探索影响沉浮的其他原因。对学生来说，物体的重量和体积是最直观、最直接的影响因素，因此本课的探索就从物体的重量和体积切人。 如果学生能意识到重量和体积正在同时影响着沉浮的时候，我们就可以帮助学生通过变量控制的实验来探索其中的秘密。教科书中提供了可控的
2、材料:相同体积不同重量的球和相同重量不同体积的立方体，意图通过特定的材料，探究出影响沉浮的因素，得到有关物体沉浮的规律。 同时，教科书还设计了利用小瓶子继续研究相同体积下重量是怎样影响物体沉浮的实验，也为探索潜水艇沉浮的原理作了很好的铺垫。潜水艇的设计很好地体现了科学原理和科学技术之间的有机结合。 科学概念 .物体的沉浮与自身的重量和体积都有关。 .不同材料构成的物体，如果体积相同，重的物体容易沉;如果重量相同，体积小的物体容易沉。 .潜水艇应用了物体在水中的沉浮原理。 过程与方法 .用控制变量的科学方法，探索物体沉浮的原因。 .学习用分析的方法研究影响沉浮的因素。 情感态度价值观 .在实验中
3、理解控制变量的科学方法和思想的意义。 .感受科学原理应用于实际的巨大作用。(二)教学准备 每组一个水槽、教科书上要求的一七种物体、一套相同体积不同重量的球、一套相同重量不同体积的立方体、小瓶子、“潜水艇”。(三)教科书说明 教科书从前一节课的内容引人，提出了不同材料构成的物体，它们的沉浮与轻重、体积大小有关吗的问题，引导学生关注、分析前一节课的材料和实验结果。 第一部分:分析物体在水中的沉浮规律 这里所说的物体指的是不同材料构成的物体。物体在水中的沉浮与什么有关?在前一节课已引出了对这一问题的讨论。学生的讨论结果可能会是这样的:物体的沉浮与物体是不是空心的有关;与它的轻重有关;与它的大小有关物
4、体的沉浮和它的轻重、大小是怎样的关系呢?轻的浮、重的沉;大的浮、小的沉;或者是大的沉、小的浮。 是这样的吗?教科书引导学生们先来进行两项前期观察结果的整理活动。 1.把几种物体按体积大小顺序排列在实验桌上，再标出它是沉的还是浮的。想一想:物体的沉浮和它的体积大小有关系吗? 2.把几种物体按轻重顺序排列在实验桌上，再标出它是沉的还是浮的。想一想:物体的沉浮和它的轻重有关系吗? 这里的活动隐含着如何做观察记录和整理信息的教学意义。经过排列整理，学生们很快就会“发现”物体的沉浮与物体的轻重、体积大小并无他们所想象的那种关系。 当预想的结果与实际观察的事实产生矛盾时，我们怎么想呢?这有两种可能:或许是
5、我们的观察有误;或许是物体的沉浮与物体的体积大小、轻重是没有关系的(即我们的推测有误)。学生们对于“物体的沉浮和它的体积大小、轻重是无关的”这样的结论，大多表示半信半疑。事实上，物体的沉浮和它的体积大小、轻重都是有关的，其中本质的原因是物体的密度，但是这里还不适合出现密度这个概念，因此就用重量和体积这两个变量进行描述，这是符合学生的认知规律的。正因为是这两方面的因素同时影响着物体的沉浮，在不考虑体积大小的情况下，就很难看出物体的沉浮与轻重的关系;同样，在不考虑轻重的情况下，也很难看出物体的沉浮与体积大小的关系。所以，要探究物体的沉浮是否和它的轻重有关系，就要对可能影响它沉浮的“体积大小”因素加
6、以控制;同理，探究物体的沉浮是否和它的体积大小有关系时，就要对可能影响它沉浮的“轻重”因素加以控制，这就是科学上的变量控制的思想，也是这节课要求学生学习的变量控制实验的方法。 第二部分:控制其他因素进行研究 教科书提出了一个问题“当我们对这些物体进行比较时，为什么看不出它们的轻重、体积大小与沉浮之间的关系”，希望引导学生讨论猜测:可能是重量和体积在同时影响物体的沉浮，从而顺利地引出控制一个因素(变量)，研究另一个因素(变量)作用的活动。同时，教科书以介绍科学家常用的方法，出示变量控制的研究方法。教科书这部分的后两项观察活动就是按这样的思路设计的。 1.把一组大小相同的球体按轻重顺序排列在桌上，
7、推测它们的沉浮，再放进水里观察。 2.把一组轻重相同的立方体按体积大小顺序排列在桌上，推测它们的沉浮，再放进水里观察。 结果怎样?物体的沉浮和物体的轻重有关系吗?物体的沉浮和物体体积的大小有关系吗?是什么关系呢? 原来，不同材料构成的物体，在体积相同的情况下，重的物体容易沉，轻的物体容易浮;在重量相同的情况下，体积小的物体容易沉，体积大的容易浮。这就是学生所能理解的重量与体积对沉浮的影响。到此为止，学生对物体重量、体积与沉浮的关系有了更进一步的认识，向科学概念迈进了一步。如果再进一步，希望学生感受到“体积大、重量小的物体容易浮;体积小、重量大的物体很容易沉。”这样，学生科学概念的发展更加深人。
8、 教科书第5页最下面一行的问题“当我们用这两组材料进行研究时，为什么能够看出物体的轻重、体积大小对沉浮的影响呢?”意在提醒学生反思我们的研究过程，认识到变量控制实验的意义和作用，体会科学研究方法的重要性。 在该课的学习活动过程中，学生对物体沉浮的有关认识经历了“发现一否定一再否定一再发现”这样，一个不断冲突、不断修正的过程。 第三部分:用小瓶子研究沉浮 这个活动是前面活动的延续。空的小瓶子是浮的，小瓶子的好处是可以控制体积不变，往瓶子里加水的过程中，逐步改变瓶子的重量，在不断的实验过程中，学生可以直观地看到重量是怎样影响沉浮的，从而加深对体积相同，重的物体容易沉这个概念的理解。 教科书第6页中
9、间，一个小瓶子悬浮在水中，这种现象，在理论上是成立的，实际操作过程中，学生是很难做到的，因此这里不要求学生做出悬浮的小瓶子，只要求学生观察到，瓶子中的水超过某一个限度，小瓶子就会下沉，这其中也隐含着密度的概念，这里的密度是小瓶子的平均密度。当平均密度大于水的密度时，小瓶子就下沉。 到这里为止，教科书提出要求，希望学生能够整理所学内容，得出不同材料构成的物体，在水中的沉浮规律，作进一步强化。 第四部分:潜水艇的原理 有了小瓶子活动的铺垫，学生对潜水艇的原理能够比较容易理解。不过，小潜水艇是学生十分喜欢的玩具，尽管学生理解了原理，还是要让学生进行实际操作，甚至亲自制作简易潜水艇，这样有利于激发学生
10、的学习兴趣，培养学生的动手能力。(四)教学建议 1.分析物体在水中的沉浮规律。 这个活动展开，要利用上一节课的材料和实验记录单，把七种物体放在桌上，进行观察，你能看出沉浮与什么因素有关吗?怎样说明物体的沉浮和它的轻重、体积大小有没有关系? (1)把泡沫塑料、萝卜、空瓶子、小石块、回形针、橡皮、蜡烛等物体按体积大小顺序排列在实验桌上，再用小卡片标出它是沉的还是浮的。想一想，物体的沉浮和它们的大小有关系吗? (2)把泡沫塑料、萝卜、空瓶子、小石块、回形针、橡皮、蜡烛等物体按轻重顺序排列在实验桌上，再用小卡片标出它是沉的还是浮的。想一想，物体的沉浮和它们的轻重有关系吗? (3)为什么看不出它们与沉浮
11、之间的关系? 2.控制其他因素进行研究。 首先要让学生讨论得出可能是物体重量和体积在同时影响着它们的沉浮，遇到这样的情况怎么办?希望学生能够应用以前学过的方法，思考出控制其中一个因素进行研究的方法。如果学生想不出来，教师可以告诉学生，科学家遇到这种情况时所采用的方法，顺势对学生进行科学方法和科学思想的教育。 (1)把一组大小相同的球体按轻重顺序排列在桌上，推测它们的沉浮，再放进水里观察。结果怎样? (2)把一组轻重相同的立方体按大小顺序排列在桌上，推测它们的沉浮，再放进水里观察。结果又怎样? (3)思考:从这两组材料的实验中，我们得到什么结论? (4)为什么用上一节课的物体进行比较，看不出物体
12、的大小对沉浮的影响?用这两组材料，能够观察到物体的轻重、体积与沉浮之间的关系? 3.用小瓶子继续研究沉浮规律。 这项活动，可以让学生独立完成，教师只要提出任务即可。选择的空瓶子要能够浮在水面上，然后给学生提供滴管，让学生找到加多少水，小瓶子就开始下沉的临界线，标注记号。最后让学生讨论:在这个活动中，我们明白了什么。从而强化物体的体积不变，重量增加，沉浮会发生改变的结论。 再跟前面的实验结合起来，整理不同材料构成的物体在水中的沉浮规律。 4.潜水艇的秘密。 关于潜水艇的原理，可以让学生观察教科书上的插图进行讨论，也可以提供多媒体资料，向学生介绍。当学生理解了潜水艇的原理之后，接下来的活动还是相当重要的，一是要让学生动手操作小潜水艇，体验潜水艇的沉浮现象;二是要提供自制简易潜水艇的制作方法，让学生在课外自己制作潜水艇，提高他们的兴趣，发展动手操作能力。必要的时候，还可以跟“造一艘小船”一课结合起来，举办自制小船的展览会。