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1、教科版五下科学之沉和浮单元2、沉浮与什么因素有关设计者：安吉县实验小学 叶 军教材、学情分析：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。学生在本单元中对沉和浮研究的进程：第1课物体在水中是沉还是浮：观测7种物体在水中的沉浮，整理物体的沉浮与哪些因素有关。探究同一种物体在水中的沉浮与它的体积和重量没有关系，埋下一个伏笔。第2课沉浮与什么因素有关：研究沉浮与物体的重量和体积大小的关系：体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；重
2、量相同，体积大的物体容易浮，体积小的物体容易沉。第3课橡皮泥在水中的沉浮：研究轻重不变的情况下，体积与沉浮的关系：物体在水中的沉浮，与物体排开的水量有关。第4课造一艘小船：为浮力一课作准备，体会水对物体会产生浮力作用。重点探究活动是“哪艘船装载的货物多”，把物体的体积与沉浮的关系进一步进行强化。第5课浮力和第6课下沉的物体会受到水的浮力吗：从浮力和重力之间的关系，解释物体沉浮的原因。第7课马铃薯在液体中的沉浮和第8课探索马铃薯沉浮的原因：探索液体密度（用同体积的物体比较轻重的方法）对沉浮的影响，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。从上面学生在本单元中对沉和浮现象研究的进程
3、来看，本课在学生研究进程中所处的位置是：前一课，学生通过对7种物体的观察，对原有的沉浮认识的前概念（重的物体沉，轻的物体浮；大的物体浮，小的物体沉）产生了疑惑，知道同一种材料构成的物体在水中的沉浮和重量与体积没有关系，而不同材料构成的物体在水中的沉浮和重量与体积似乎有关系，似乎又没有关系。但根据经验和预测，大部分学生仍然会坚持物体在水中的沉浮和物体的轻重与体积有关系。这里面有着怎样的关系？怎样帮助学生梳理清里面的关系，是我们教学中首先要解决的问题。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。教学的指向
4、是物体在水中的沉浮与浮力（物体在水中排开的水量）和重力的关系。因此，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，把学生对沉浮现象的认识引向浮力和重力的关系。教学目标：科学概念：1、物体的沉浮与自身的重量和体积都有关系。2
5、、不同材料构成的物体，体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；轻重相同，体积小的物体容易沉，体积大的物体容易浮。3、潜水艇应用了物体在水中的沉浮原理。过程与方法：1、学习用画图和分析的方法研究影响物体沉浮的因素。2、用控制变量的科学方法，探究物体在水中沉浮的原因。情感、态度、价值观：1、在实验中理解控制变量的科学方法和思想的意义。2、感受科学原理应用于实际的巨大作用。教学重点：用控制变量的科学方法，探究物体在水中沉浮的原因。教学难点：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10组材料，教师1组材料）学生实验：水槽，4个同体积不同轻重的小球，4个同轻重不同体积的圆柱体
6、，带盖的空瓶，可伸缩圆柱体，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、导入： 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、分析物体在水中的沉浮规律：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
7、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：从轻重和体积上分析7种材料在水中的沉浮，并让学生举例说明单从物体的轻重和体积上看不出对沉浮的影响，引导学生关注到底是什么因素在影响物体在水中的沉浮。评价建议：从过程来看，学生的直觉思维占了主导成分，缺乏对事物间
8、相互联系的关注。因此，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、控制其他因素进行研究： 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？（引导：科学家在研究中遇到这种情况时，也往往采用控制其他因素不变的方法，来研究某一个因素是否对物体产生作用。）2、认识结构材料:（1）4个体积相同轻重不同的小球：你觉得4个小球的什么是一样的？轻重呢？用天平比较。（2）4个轻重相同体积不同的圆柱体：你觉得4个圆柱体的什么不一样的？轻重呢
9、？用天平比较。【设计意图：用天平比较4个小球和4个圆柱体的用意：蕴含对学生在科学探究过程中实证意识的培养。其一：如果不用天平进行比较，学生对后面把4个小球（圆柱体）放入水中的沉浮状态不一致的现象，会产生一定程度上的怀疑：小球有沉有浮真的是因为轻重不同吗？圆柱体有沉有浮真的轻重是一样的吗？用天平进行比较，让学生实实在在看到4个小球的轻重不同，4个圆柱体的轻重相同，排出了学生思维上的干扰。其二：科学讲究实证。课程标准明确指出：在让学生获得知识的同时能“形成尊重事实、善于质疑的科学态度”，“不迷信权威”，“在科学学习中能注重事实”。因此，在教学中我们不仅要引导学生进行规范的科学实验，而且要注重学生实
10、证意识的培养，让学生学会用事实证据说话。其三：从学生思维培养上来看，用天平比较，更有利于强化学生的“变量控制”概念的形成。当实验结束后进行反思时学生马上联系到是因为实验中的小球体积相同、轻重不同和圆柱体轻重相同、体积不同。】 3、预测：你们觉得把4个小球一齐放入水中，它们的沉浮会一样吗？把4个圆柱体一齐放入水中，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、汇报小球和圆柱体的预测结果。 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，做完小球实验
11、再做圆柱体实验。（2）把4个小球（圆柱体）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，将小球（圆柱体）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小球在水中的沉浮小球的轻重（从重到轻）：蓝绿红黄预测（小球的状态）实测（小球的状态）讨论：物体在水中的沉浮和轻重有关系吗？怎样的关系？实验二：轻重相同体积不同的圆柱体在水中的沉浮小球的轻重（从重到轻）：蓝绿红黄预测（小球的状态）实测（小球的状态）讨论：物体在水中的沉浮和体积大小有关系吗
12、？怎样的关系？7、交流分析：（1）小球实验：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、你觉得小球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）圆柱体的实验汇报同小球实验汇报，尽量让学生说。（3）从这两个实验中，我们能得出什么结论？8、反思：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。【设计意图：4个小球和4个圆柱体是有结构的材料，如何让学生充分认识结构材料的特点，进而对材料在水中的
13、沉浮作出预测，通过实验观察，最后得出在控制变量的情况下，物体在水中的沉浮和轻重与体积是有关系的，是整节课教学的重点和难点。因此，在教学预设中，分5步走：第一步：通过观察比较和天平称重比较。让学生确实认识到4个小球体积相同轻重不同，4个圆柱体轻重相同，体积不同，建立深刻的印象。第二步：小组画图预测、汇报。展示、交流在有结构的材料下，学生对物体沉浮的认识。第三步：实验观察、记录。学生通过亲手实验，看到了小球和圆柱体在水中的沉浮，引起学生对原有认知的思考，关注物体的沉浮和轻重与体积的关系。第四步：汇报、交流。从小球、圆柱体在水中的沉浮以及露出水面的多少，帮助学生理清物体的轻重、体积对沉浮的影响。当然
14、，这是在变量控制的前提下，但学生此时不一定十分清楚这一点。第五步：反思。为什么7种材料看不出，而这两组材料却能看出？原来是变量控制的结果，学生恍然大悟。在这一环节的教学中，学生通过探究前的预测（有根据的猜测）、探究过程中的观察与思考、对结论的解释（联系新旧知识，在原有知识的基础上，将实证探究所得纳入原有的知识结构中，形成新的理解和解释）以及对探究活动的反思，在反思中深化了对问题的理解，使探究向纵深发展。评价建议：用画图的方法展示学生头脑中对有结构的材料在水中的沉浮状态，一方面利于学生表述，同时，能使学生更精确地比较同一组材料在水中的不同沉浮状态。】四、继续研究变量控制改变物体在水中的沉浮：1、
15、师：刚才我们通过控制小球的体积和圆柱体的轻重，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圆柱体，简介圆柱体可伸缩），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？圆柱体呢？（指导擦干和圆柱体沉浮的观察方法）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）圆柱体浮的实验：A、一点一点拉开圆柱体，观察圆柱体的沉浮。B、用尺量出圆柱体开始浮上来时的圆柱体的高度。C、再把圆柱体拉出1/2和大部分拉出，观察圆柱体上浮的情况。4、学生实验，记录分析。小瓶子沉浮实验报告单 第（ ）小组小瓶子开始沉下去的绿豆粒数 粒绿豆分析：(1)在这个实验中，我们控制的因素是小瓶子的 ，改变的因素是小瓶子的 。(2)小瓶子内的绿豆加得越多,小瓶子下沉的速度
