《沉浮与什么因素有关实验改进》 四川大学附属实验小学 陈耀华 一、改进实验的背景 “沉浮与什么因素有关”是科教版小学《科学》五年级下册第一单元的第二课，是上一课研究内容的延续，继续探索物体在水中的沉浮与哪些因素有关。通过上一课的研究，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? 因此本课的探索就从物体的重量和体积切人。 我按教科书的设计思路，安排了两项观察、研究活动： 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。结果又怎样？ 这两项研究活动的方法无疑是科学的，但在实际操作过程中，对于探究材料的准备难度较大。 二、改进实验材料与效果 第一个活动，按教科书要求，教师要在课前为每个小组准备5个“大小相同，轻重不同”的球，是很有难度的。以前，我去其他学校看公开课，有的老师用乒乓球装沙来控制实验因素，效果很好。但在常态下这样做却有难处：一是每次按14组准备，需要60颗乒乓球，用费较高；二是要改制60颗不同重量的乒乓，需要给每颗乒乓球打孔、装沙、用天平称、封口，耗时太多；三是乒乓上的编号因我校班次多（同级八个班），反复入水使用后，编号易模糊，影响学生准确记录；四是学生实验时，有的用手拍乒乓玩儿，分散精力。因此，我在准备这组实验材料时，几天来绞尽脑汁，总想找一个既简便，又能满足实验要求的办法，通过多次找多种材料反复试验，最后，终于发现了一个简便易行的法子，做了这样的改进： 给每组准备1个小金属茶叶盒，4个钩码。先向学生介绍：茶叶盒重30克，1个钩码重50克。用这个茶叶盒做五次实验。第一次将空盒放入水里观察，第二次起，每次多加1个钩码再放进水里观察。 当学生明白了用什么材料，怎么操作后，就让学生分组探究并填写实验研究记录表： 1 “体积相同，轻重是否影响沉浮？”研究记录表 控制因素 次 数 钩码个数 轻 重（克） 预测沉浮 实际沉浮 我的发现： 第一次 0 30 第二次 1 第三次 2 第四次 3 第五次 4 学生通过控制“体积”这个因素的研究，很容易就得出了正确的科学概念：在体积相同的情况下，越重的物体容易沉，越轻的物体容易浮。 第二个活动，按教科书要求，教师要在课前给每个小组准备5个“轻重相同，大小不同”的立方体，难度就更大。有的老师在上公开课时，都是请专业人员特制的5个大小不同的立方体。在日常教学中，一线的科学老师往往难以达此要求，又如何用其它物体来代替这个实验呢？ 我在课前找了4个大小不同的塑料药瓶，里面装进沙子，放在天平上，使其每个瓶的轻重相同，以符合“轻重相同，体积不同”的控制实验因素要求。 经过反复试验，沉浮效果很明显。但如果要分组实验，每类同体积的瓶要准备14个，共需56个小瓶，一时难以备齐。我只好改分组实验为演示实验。课中，我按照教科书的实验方法抽学生到讲台演示操作，其余的学生填写研究记录表： “轻重相同，体积大小是否影响沉浮？”研究记录表 控制因素 瓶 编 号 轻 重（克） 预测沉浮 实际沉浮 我的发现： 1 100 2 100 3 100 4 100 为了集中学生注意力，我有意激发“士气”。每当操作的学生举起小瓶时就问：这个瓶放入水里是沉还是浮？对1、2号瓶的预测全班回答一致，异口同声：“浮”！当举起3、4号瓶时，此情节甚是精彩，全班自然形成激战的双方，一方高喊：“沉--沉--沉”！另一方则高喊：“浮--浮--浮”！当瓶入水里，猜对的一方则高声欢呼，猜错的一方则唉声叹气！当实 2 验结果出来后，我又引导孩子们分析发现：在重量相同的情况下，体积小的容易沉，体积大的容易浮。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。 在最后的总结中，我问他们：“今天，我们通过控制实验因素的研究，你发现不同材料构成的物体，沉浮与什么因素有关？”他们纷纷回答、相互补充：“物体的沉浮与重量和体积大小都有关。”“体积大，重量小的物体容易浮；体积小，重量大的物体容易沉。” 不难看出，学生对科学概念的理解更加深人。 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，从而认识到变量控制实验的意义和作用，体会到科学研究方法的重要性。 通过对实验材料的改进，简便易行，降低了准备材料的难度，既减少了经费开支，又节约了准备材料的时间，有利于多个平行班教学的重复使用，实验效果非常明显。同时，在控制“体积相同”的实验中，用加钩码个数来增加重量，又与数学知识整合，学生可直观看到“同体积”的盒子每次随重量增加而下沉的程度，为学生分析沉浮因素做了铺垫，为学生形成正确的科学概念架起了桥梁。 ………………………………………………………………………………………………………. 注：此文在中华教育科研论文、教案评优活动中评为一等奖。 2008年5月发表在《中国教育科研与实践》 2008年7月发表在《科学课》 3 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/2646b8ce53d380eb6294dd88d0d233d4b04e3f58.html