《漂浮的船》屬于六年級“大自然的啟示與發(fā)明”單元中的一課。本課是在學(xué)生認識了仿生的基礎(chǔ)上,進一步認識船的發(fā)展歷程、常用材料的漂浮能力以及它們的用途。本課按照知識的邏輯關(guān)系設(shè)計了三個主要活動?;顒右唬禾骄课矬w的沉浮,目的是通過實驗、觀察等活動,指導(dǎo)學(xué)生認識不同材料的漂浮能力不同?;顒佣焊淖兾矬w的沉浮狀態(tài),目的是通過實驗、觀察等活動,引導(dǎo)學(xué)生認識改變物體沉浮狀態(tài)的方法?;顒尤和ㄟ^閱讀、討論等活動,引領(lǐng)學(xué)生認識船的發(fā)展歷程,分析船的構(gòu)成材料、類型、結(jié)構(gòu)與承載能力,從而加深對材料漂浮能力和主要用途的認識。
在此之前,學(xué)生已經(jīng)知道了物體在水中會受到浮力,船形的物體容易浮在水面上,他們通過研究材料的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等性能,掌握了一些研究的方法,這些都為本課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
通過本課的學(xué)習(xí),旨在培養(yǎng)學(xué)生提出問題、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達交流、反思評價等科學(xué)探究能力;激發(fā)他們采用新的思路、新的方法、新的材料探究材料漂浮能力的興趣;幫助他們意識到要尊重證據(jù)、實事求是,積極與他人合作探究、溝通交流,以形成集體觀點。
片段一:故事引入,導(dǎo)出新課
師:你聽說過曹沖稱象的故事嗎?曹沖利用什么工具稱象的?
生:曹沖是用船稱象的。
師:曹沖利用了船的什么特性來稱象?
生:船能浮在水面上。
師:船為什么能浮在水面上呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)《漂浮的船》。
(出示圖片“小木船和大輪船”,引導(dǎo)學(xué)生認識船是水路運輸?shù)闹饕ぞ?,它能夠運送大量貨物或旅客,方便人們的生活。)
師:這些船分別是用什么材料制作的?
生:小木船是用木頭制作的,大輪船是用鋼板制作的。
師:不同材料的船為什么都能夠平穩(wěn)地漂浮在水面上?請大家?guī)е@個問題進入本課的學(xué)習(xí)。
評析:該環(huán)節(jié)從學(xué)生熟悉的曹沖稱象這個小故事作為引入,運用學(xué)生已有知識建立本課的知識體系。教師利用小木船和大輪船的圖片,引領(lǐng)學(xué)生初步感知兩種不同材料的船都能浮在水面上,以此激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,并提出本課探究的問題。
片段二:探究物體的沉浮
師:同學(xué)們觀察一下盒內(nèi)的實驗材料,說一說這些材料分別是什么?
生:泡沫、蠟燭、橡皮泥、鐵塊、塑料。
生:還有鋁塊、木頭、橡膠、石塊。
師:這些材料有什么特點?
生:鐵塊、鋁塊、木頭、塑料、橡膠都是一樣大的。
師:將所有的材料輕輕放入水中,不要濺起水花。觀察哪些材料浮在水面?哪些材料沉入水底?
(學(xué)生分組實驗,觀察并記錄,按照物體的沉浮標準進行分類,并將分類結(jié)果記錄在《學(xué)生活動手冊》中。)
師:漂浮在水面上的物體有哪些?
生:木頭、泡沫、塑料、蠟燭。
師:沉入水底的物體有哪些?
生:鐵塊、鋁塊、橡皮泥、橡膠。
師:像木頭、塑料等浮在水面上的材料,漂浮能力強;像鐵塊、橡皮泥等沉在水底的材料,漂浮能力弱。不同的材料漂浮能力不同。
評析:該環(huán)節(jié)首先是讓學(xué)生獲取物體沉浮的信息,為此增加了實驗材料(鋁塊、泡沫、蠟燭、橡皮等),讓他們了解更多材料的漂浮能力,豐富了他們的感知。其次,讓學(xué)生處理信息,按照沉浮標準給物體進行分類,讓他們對材料沉浮的認識由感性上升到理性。最后,教師進行小結(jié),加深學(xué)生對科學(xué)知識的理解。
片段三:改變物體的沉浮狀態(tài)
師:剛才的實驗中,我們看到鐵塊是沉入水底的,但是鋼鐵做的大輪船為什么能浮在水面上呢?
生:因為大輪船是空心的。
生:因為大輪船的船艙里是空的。
師:由此我們可以提出怎樣的假設(shè)?
生:空心的物體受到的浮力大。
師:空心的物體受到的浮力比誰大?
生:同樣重量的物體,空心的受到的浮力大。
師:實驗中下沉的材料,怎樣變成空心的?
生:鐵塊和鋁塊可以砸扁成金屬片,再折成船形。
生:塑料、橡膠可以熔化后再做成空心的。
生:橡皮泥可以用手捏成碗形的。
師:同學(xué)們說的這些方法,哪一個材料的形狀改變可以在課堂上完成?
生:橡皮泥。
師:把橡皮泥做成空心的,怎樣操作?
生:把橡皮泥捏成船形或碗形。
師:我們就看看哪個組的橡皮泥能先浮起來,記得把實驗方法和實驗現(xiàn)象記錄下來。
(學(xué)生分組實驗,教師巡視指導(dǎo)。)
師:橡皮泥的什么發(fā)生了變化,才會由沉變???
生:橡皮泥的形狀發(fā)生了變化。
師:為什么船形、碗形、球形的橡皮泥就能浮起來?
生:因為它是空心的。
師:橡皮泥在重量不變的情況下,做成空心后它的什么變大了?
生:橡皮泥的體積變大了。
師:體積變大了,受到的浮力就怎樣了?
生:體積變大,受到的浮力就會變大。
師:重量不變的情況下,增大物體的體積可以使之上浮。如果讓浮起來的橡皮泥沉下去,應(yīng)該怎樣做?
生:把橡皮泥搓成一塊,就會再次沉入水底。
師:我們剛剛讓沉入水底的物體浮起來了,那么我們能不能讓浮在水面的物體沉下去呢?比如,浮在水面的潛水艇,怎樣讓它沉下去呢?(出示潛水艇模型)觀察“潛水艇”,說一說它是什么材料制成的?由幾部分組成?
生:“潛水艇”是用堅硬的塑料制成的。由船體和注射器兩部分組成。
師:船體和注射器是怎樣連接的?注射器有什么作用?
生:“潛水艇”上部有個孔,這個孔與注射器的針孔處用細膠管連接著。
生:注射器可以抽出“潛水艇”里的空氣,也可以給“潛水艇”打氣。
師:船體部分有什么特點?
生:船體兩頭尖、中間粗,船體下方有個針孔。
師:同學(xué)們猜猜針孔有什么作用?
生:針孔可以進水。
生:針孔也可以進空氣。
師:大家討論一下,這個“潛水艇”是怎樣工作的?
(小組討論交流,然后匯報實驗方法。)
師:浮在水面的“潛水艇”,怎樣能沉下去?
生:用注射器吸出“潛水艇”里面的空氣,水就會從底部的針孔進入“潛水艇”,使其變重,就會下沉。
師:“潛水艇”沉下去以后,還能浮起來嗎?
生:用注射器給“潛水艇”打氣,擠出里面的水,使其變輕,就會上浮。
師:各組按照以上方法動手試一試,并把實驗方法記錄下來。
(學(xué)生按照匯報的實驗方法進行分組實驗,教師巡視指導(dǎo)。)
師:“潛水艇”在沉浮的過程中,體積有變化嗎?
生:沒有變化。
師:什么發(fā)生了變化,才會沉?。?/p>
生:重量發(fā)生了變化。
師:請你描述一下現(xiàn)實中的潛水艇沉浮的規(guī)律。
生:潛水艇進水,重量變大,就會下沉;潛水艇進空氣,重量變輕,就會上浮。
師:物體的沉浮狀態(tài)是可以改變的。沉入水底的物體,只要讓它在水中體積變大,就會漂浮起來。物體體積不變的情況下,重量減輕,物體就會上浮,重量增大,物體就會下沉。
評析:該環(huán)節(jié)是本課的重點,也是學(xué)生探究能力的體現(xiàn),為此教師給予他們充分的探究空間。教師提出“鋼鐵做的大輪船為什么能浮在水面上”后,學(xué)生進行了假設(shè),并用現(xiàn)有的下沉材料進行實驗設(shè)計,確定實驗方案,實驗并匯報交流,從而得出下沉物體浮起來的條件。這一過程中,教師在課本原有實驗基礎(chǔ)上增加了潛水艇模型的沉浮實驗,使學(xué)生對物體沉浮狀態(tài)的改變,有了更深入、更全面的認識。
片段四:知識運用,能力提升
師:請用剛學(xué)的沉浮知識來解決問題:用什么方法能夠增強木頭在水中的載重量?
生:把木頭里面挖空。
師:這是改變了物體的什么?
生:改變了物體的重量。
師:還有其他辦法嗎?
生:把木頭鋸成木板,再做成船。
師:這是改變了物體的什么?
生:改變了物體的體積。
師:把木頭挖空就是最早的木船——獨木舟,從獨木舟到現(xiàn)代大輪船,人們是如何增加船在水中的載重量的?經(jīng)歷了哪些變化呢?請同學(xué)們閱讀課本資料,用時間軸的方式,將船的發(fā)展歷程及不同時期船的特點記錄在《學(xué)生活動手冊》中。
(學(xué)生活動。)
師:船的發(fā)展趨勢是,材料由單一到多樣,結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜,造船技術(shù)越來越先進,承載能力也越來越大。
評析:該環(huán)節(jié)以科學(xué)閱讀為主線,讓學(xué)生帶著問題閱讀船的發(fā)展史這部分知識。這樣做是引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀搜集證據(jù),獲取船在結(jié)構(gòu)、材料、功能等方面的發(fā)展過程,讓他們對船的發(fā)展有一個系統(tǒng)的認識。教師引導(dǎo)學(xué)生采用時間軸的方式記錄船的發(fā)展歷程,目的是培養(yǎng)他們用科學(xué)的方法整理信息、表述探究結(jié)果的能力。
片段五:課后延伸,深化理解
師:看老師表演一個小魔術(shù),老師可以運氣,用意念操縱水瓶里的小藥瓶。
(出示如圖1所示的自制浮沉子教具。教師右手故作運氣動作喊出“沉”,實則左手偷偷輕按瓶身,浮沉子就會慢慢下沉;教師右手故作運氣動作喊出“浮”,實則左手偷偷松開不再按壓瓶身,浮沉子浮上來了。?)
師:老師的“氣功”厲害嗎?
生:哇!太厲害啦!
師:大家猜猜老師是怎樣做到的?
生:老師再表演一次?。?/p>
(教師再次做浮沉子魔術(shù),前排的學(xué)生發(fā)現(xiàn)了“貓膩”。)
生:老師的手捏大瓶子時,小瓶子的水就會變多,就往下沉了。老師的手松開時,小瓶子里的水減少,就往上浮了。
師:說得非常正確,這與本節(jié)課中的哪個實驗類似?
生:與“潛水艇”沉浮實驗類似。
師:非常正確。當外部施加壓力時,大瓶子內(nèi)的空氣被壓縮,導(dǎo)致大瓶子內(nèi)的氣壓增大,從而使更多的水被壓入小藥瓶內(nèi)。這時,浮沉子的總重量(包括瓶子和內(nèi)部的水)大于它所受到的浮力,因此浮沉子會下沉。當外部壓力釋放后,大瓶子內(nèi)的氣壓減小,被壓入小瓶子的水流出,導(dǎo)致浮沉子的排水體積增大,從而使其所受到的浮力增大。這時,浮沉子的浮力大于其總重量,因此浮沉子會上浮。
生:也就是在物體體積不變的情況下,改變它的重量,就會改變它的沉浮狀態(tài)。
師:同學(xué)們課下也做一個,表演給家人看。
評析:興趣是最好的老師,在講完課本上的小木船的制作后,教師運用浮沉的知識,給學(xué)生表演小魔術(shù),這是對本課所學(xué)知識的鞏固,也能發(fā)散學(xué)生的思維。教師讓學(xué)生課下動手制作,將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐中,旨在提升他們的動手操作能力。
(作者單位:河北省晉州市實驗小學(xué))