前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的物体在水中是沉还是浮主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
一、课标分析
1.现行课标分析
2001年版小学科学课程标准(实验稿),有关沉浮方面的要求如下:
物体与物质之二:材料的性质与用途
由此可见,现行课程标准在认识材料的沉浮问题上要求上比较浅(没有到“密度”概念的层次);在“知道浮力”的要求上可浅可深,浅者为知道浮力是一种水对物体向上的托力,深者为知道影响物体沉浮的原因究竟是什么。
2.课标修订情况分析
2010年,韦钰院士主持了小学科学课程标准修订,其有关沉浮方面的要求如下(三栏依次为分解概念、举例、学习内容目标):
韦院士在其博客中有如下意见:
物体在水里沉与浮,涉及密度的概念。密度的概念是很重要的,又是很难建立的。看过《居里夫人的科学课》这本书的朋友可以发现,居里夫人花了很大的精力去帮助学生建立密度的概念。
很多课是让学生用橡皮泥来做沉与浮的实验:先让学生把一团橡皮泥丢到水里,看橡皮泥沉入水底了,教师让学生把橡皮泥捏成扁平形状,橡皮泥就可以浮在水上了。这实际上在加强学生一个错误的前概念——物体的形状决定沉浮。
韦院士的意见可以概括为:物体的沉浮涉及密度,但密度概念太难;橡皮泥改变形状影响沉浮,对物体沉浮涉及密度的科学概念的形成不利。
二、各教材关于沉浮的处理
1.对照课标作浅要求
对应课标“知道一些生活中常见的力,如……浮力……”,作浅要求(未探究沉浮原因)的教材,有:湘版三年级《浮与沉》,青岛版三年级《有趣的浮沉现象》《改变浮和沉》,苏教版三年级《神奇的水》中的一个活动——“会‘托举’的水”,大象版三年级《沉与浮》,冀人版三年级《浮与沉》,鄂教版四年级《玩“潜水艇”》《沉浮的秘密》”,粤教科技版三年级《使沉在水里的物体浮起来》《认识船》。
这些教材都只是让学生知道物体有沉有浮,浮力是一种水对物体向上的托力,沉浮可以改变。
2.对照课标作深要求
对应课标“知道一些生活中常见的力,如……浮力……”,作深要求(探究沉浮原因)的教科版教材,在五年级设立了《沉和浮》单元,该单元有8课:
讲材料的沉浮性,同样的材料不因分割、堆积、连接等原因而改变沉浮性,即:材料的沉浮与材料的轻重、体积没有关系,
第2课沉浮与什么因素有关
讲物体的沉浮性,指出要研究物体的沉浮,应该走控制变量的思路,即:相同重量下比体积、相同体积下比重量。
第3课橡皮泥在水中的沉浮
以橡皮泥为例,讲物体的沉浮是可以改变的,这需要改变物体排开的水量。
第4课造一艘小船
上节课的应用。
第5课浮力
用上浮的物体(如泡沫块),感受浮力是水对它的向上托的力,知道浮在水上的物体之所以能浮,是因为受到了浮力。将泡沫块拉入水中的过程,排水量增加,浮力增大;不同大小的泡沫块都拉入水中,排水量越大,所受浮力越大。
第6课下沉的物体会受到水的浮力吗
知道下沉的物体(如石块)也受到了浮力。石块沉入水中的过程,排水量增加,浮力增大;不同大小的石块都沉入水中,排水量越大,所受浮力越大。
第7课马铃薯在液体中的沉浮
讲改变液体(密度),会影响物体的沉浮。
第8课探索马铃薯沉浮的原因
测量液体改变(密度)后,排开的相同量的不同液体的重量不同,引起了浮力不同。进一步说明材料的沉浮性,实质上是密度的比较。
三、我们的思考
学生很喜欢水,也喜欢把不同的材料放在水里,观察它们是沉还是浮。同时,他们必然产生大量的问题,其中最明显的就是“物体为什么在水中有的沉有的浮,到底是什么决定了物体的沉浮?”所以,对这个问题的探究还是有必要的。
物体沉浮问题,从表面上看,变量比较复杂,影响的因素很多,如自重、体积、材料、水(或盐水等)的密度、实心还是空心,等等。
材料沉浮问题是由密度来决定的。可是,教学中经常出现用各种材料作比较,如相同重量比体积、相同体积比重量,就是做不到某种材料与水之间的比较,因为小学生对这一点几乎无法理解。
物体的沉浮真的涉及密度么?
物体的沉浮只取决于物体受到的重力与所受到浮力大小的比较。物体自重不变,决定浮力大小的因素只有一条:排水量。
我们认为,可以从浮力方面人手,以“排水量”简洁、直接地解决这个问题,尽量避免纷繁复杂的多变量多因素(非本质的)绕来绕去,尤其应该避免在“材料的沉浮”与“物体的沉浮”之间绕来绕去。
物体的沉浮与材料的沉浮是两个概念,应该清晰地区别开来。
基于此,我们设想了物体的沉浮问题在小学阶段探究的三大步骤:
1.认识浮力,初步探究一种特殊状态下的浮力大小
(1)认识浮力,知道浮力是水对浮在水上的物体的一种向上托的力。可以用向下压水中的气球、泡沫块等方法感受并归纳。
(2)用实验认识在水中下沉物体也受到了浮力。知道浮力是水对物体的一种向上托的力。
(3)通过实验知道,下沉在水中不同深度的同一物体(其排水量不变),所受到的浮力一样的。
2.探究浮力与物体浸入水中体积(排开水的体积)大小的关系
(1)探究在水中下沉的物体(如砖块),在浸入水中体积不同时,浮力的变化情况。例如,物体未浸入水中时,浮力为零;浸人体积分别为1/4、1/3、1/2、2/3时,浮力如何变化;全面浸入后,不论沉入水中深浅,排开水的体积不变,浮力不变。
(2)探究浮在水上的物体(如泡沫块、气球),在浸入水中体积不同时,浮力的变化情况。例如,物体未浸入水中时,浮力为零;浸入体积分别为1/4、1/3、1/2、2/3时,浮力如何变化;全面浸入后,不论沉入水中深浅,排开水的体积不变,浮力不变。
或许有些老师认为以上步骤有点困难,这里再给出一个替代方案:
①讲解“曹冲称象”故事,重点分析石头或大象运上船后,船吃水到一个新刻度,新产生的浮力大小与石头或大象的重量相等。
②用一个大试管,配重后使其竖直浮在水中。
③往试管中加砂粒到一定刻度;试一试2倍刻度的地方,要加多少砂粒;再试一试3倍刻度、4倍刻度,分别要加多少砂粒。
④学生由“曹冲称象”可以迁移理解,试管从初始刻度到新刻度,所产生的新的浮力,就是所加的砂粒的重量。
⑤试管刻度的增加,代表的是排水量的增加。用天平可以准确称出每次所加砂粒的多少。
⑥借鉴现有教材的实验方法,知道泡沫块全面浸入后,不论浸入水中的深浅,排开水的体积不变,浮力不变。
(3)总结浮力与物体排开水的体积的关系。浮在水面上的物体,是其排开水的体积所对应的浮力,已经足够支撑其重量;下沉的物体,是其所有能够排开水的体积所对应的浮力,还不足以支撑其重量,所以沉下去。
(4)结合“阿基米德的故事”,进一步拓展认识浮力与排水量的关系。
3.沉浮知识的应用
例如,解释铁船为何能浮,了解如何打捞沉船(并解释为何沉船出水时是最关键和最危险的时刻),解释生饺子下沉而煮熟的饺子上浮,做沉浮子等。
考虑到以上的研究需要一定的力的知识,内容应该安排在四、五年级,并且先学习重力、弹力、测力计的使用。
四、几点补充
曾经与专家交流,有诸多感概,在此不敢自珍,与大家共享。
作为科学教育,单就认知来说,就是“有什么(个体、群体的存在)、什么样(形态、构造、特征)、为什么(原因、变化条件)”三方面。这是科学知识的三个基本层次,是科学教育的三个层次不同的核心内容,也是科学课教学内容的基本层次和基本逻辑。
因为探究以上三方面问题的需要,便发展了探究这三类自然秘密的基本能力,这也决定了课堂教学目标要做到知识与能力相互联系、相互统一、相互协调,同时也决定了一课教学的基本认知过程,即认识对象可能有所不同,但认识同一层次内容的教学目标、基本教学过程大体相同,这就是科学教育在教学内容、教学目标、教学过程方面的规律。符合这个规律,无论课文编写还是课堂教学大体可以八九不离十;忽视或背离这个规律,编写的课文、设计的教学活动就会不像样。
当前科学教育的发展.在重视科学认知的同时又重视技术教育,这就决定了在“有什么、什么样、为什么”三方面的基础上,又增加了“怎么做”的内容。要教会学生“怎么做”,既有认知方面的规律,又有操作、技能培养方面的规律。从教学来说,既要有从浅入深的“怎么做”的内容,又要有符合认知规律、操作规律、技能培养规律的教学方法,这是当前教材、教学必须认真研究和体现的。
具体到小学阶段沉浮问题的教材处理:
材料的沉浮(密度的影响),只做到“有什么”层次即可,即知道一些材料会浮、一些材料会沉。
物体的沉浮(排水量的影响),研究完排水量与浮力的关系后,还只是做到了“什么样”的层次,即:浮力的大小是什么样的——排水量越大,浮力越大。至于为什么排水量与浮力有这种关系,则留给中学物理去解决。
湖南科学技术出版社(410008)
熟读背诵
教科版五年级科学下册第一单元《沉和浮》重要知识点
学生姓名
检查背诵的情况【
】
一、 填空
1、同样大小的物体,我们可以改变它的(重量)来改变它在水里的沉与浮,如用塞子塞好的空瓶,会(浮)在水面上,往瓶里加些沙,增加瓶的(重量),它就会(沉)到水底了。
2、同样重量的物体,我们可以改变它的( 体积 )来改变它在水里的沉和浮。如一块铁放在水里会(下沉),把它压成铁片,再制成盒子,放在水里,它会(上浮)。
3、 同样重量和大小的物体,放在清水里要下沉,放在盐水里要上浮,这说明用不同的(液体)也能改变物体的沉和浮。
4、物体在液体中是沉还是浮,与物体的(重量) 和物体的(体积)有关,还和液体的(性质)有关。
5、浸在液体中的物体受到的浮力,其大小等于(排开的水量 )。
6、马铃薯在清水中(下沉),在盐水中可能(上浮 )。盐水比清水(重)。
7、当物体的重量一定时:比较大的物体容易(上浮),比较小的物体容易(下沉)。当物体的大小一定时:比较重的物体容易(下沉),比较轻的物体容易(上浮)。
8、改变物体在液体中沉浮的主要方法有:(改变重量)、(改变体积)、(改变液体的性质)和借助外力。
9、回形针在水中是沉的,将两枚回形针穿在一起,重量变(重),体积变(大),放水中是(沉的),沉浮状况(没有)改变。
10、我们把物体在水中排开水的体积叫(排开的水量 )。
11、原来沉的物体,想办法增大它在水中(体积 ),这个物体就可能变成浮的。
12、一个量杯原有200毫升的水,把一个物体放入后,水面刻度为230毫升,那么这个物体排开的水量( 30 )毫升。
13、用手把泡沫塑料块往水中压,手能感受到水对泡沫塑料块有一个(向上)的力,这个力我们称她为水的(浮力)。
14、当泡沫塑料块静止浮在水面时,它受到的(浮力)等于它受到的(重力),而且方向(相反)。
15、物体浸入水中的体积越大,物体(排开的水量)越大,受到的浮力越( 大)。
16、物体在不同的液体中受到的浮力是(不一样的)。
17、比同体积的液体重,这个物体在这种液体中是(下沉)的;比同体积的液体轻,这个物体在这种液体中是(上浮)的。
二、 判断题
1、(X)同一种材料构成的物体,在水中的沉浮和它的轻重、体积有关。
2、(X)在水中沉的物体可以在油中浮。
3、(X)潜水艇是靠改变自己的体积来改变沉浮的。
4、(X)某种液体烘干后有白色颗粒残留物,这种液体一定是盐水。
5、(√)变橡皮泥的形状可以改变橡皮泥在水中的沉浮。
6、(X)钩码在不同液体中受到的浮力是一样的。
7(X)如果一立方厘米的物体重一克,在水中是沉的。
8(X)马铃薯比同体积的清水重,所以在清水中是浮的。
9、(X)把大小不同的石块放入水中,受到的浮力相同。
10、(X)把体积相同的铁和银放入水中,受到的浮力是不相同的。
11、(X).轻的一定浮,重的一定沉。
12、(√)人在游泳时会感到有一种向上托起的力,这个力叫浮力。
13、(X)只有盐水和糖水才能使马铃薯浮起来。
14、(X)物体在不同液体中受到的浮力相同。
15、(√)比同体积的液体重的物体,在液体中下沉。
16、(X)只要水中溶解了物质就能使马铃薯浮起来。
17、(√)历史上“曹冲称象”的故事是利用的浮力原理。
18、(√)物体浸入水中的体积越大,受到的浮力也越大。
19、(X)把橡皮擦切成八分之一放入水中,橡皮擦就会浮起来。
20、(X)物体受到的浮力和重力的大小相等、方向相同。
21、(X)液体里只要溶解了其他物质,就能让马铃薯起来。
22、(X)酒精灯烧干液滴后留下许多白色的物质,同学们猜测是食盐。为了进一步确认,我们可以尝一尝来判断是否食盐。
23、(√)体积相同的铁块和铜块,它们在水中受到的浮力大小相同。
三、选择
1、下列实心物体放入水中,能浮在水面上的是(
②
)【①铝球 ②干木球 ③铁球】
2、用钢铁制成的轮船能浮在水面上,这是改变了(
③
)【①它的重量 ②液体浓度 ③它的体积】
3、下面哪种物体放入水中会浮起来。(
②
)
【①小石头
②萝卜
③橡皮】
4、马铃薯放入(
③
)中会浮起来。
【①淡盐水 ②清水 ③浓糖水】
5、同体积的塑料块、清水、食用油比较,(②)最重。
【①塑料块 ②清水 ③食用油】
6、当物体在水中受到的浮力(①)重力时就下沉。
【①小于
②大于
③等于】
7、同样50克的方木块,(②)容易浮。
【①体积小的
②体积大的
③一样】
8、下列物体在水中上浮的是(①②⑤⑥⑧⑩),下沉的是(③④⑦⑨)。
【①香油 ②塑料瓶盖 ③硬币 ④蜂蜜 ⑤乒乓球 ⑥树叶 ⑦铁钉 ⑧木块 ⑨石块 ⑩泡沫板】
9、我们会想出一些办法让潜水艇在航行中沉浮自如与(A)有关。
【A改变轻重
B改变高低
C改变大小】
10、塑料在(C)中会沉。
【A清水
B盐水
C食用油】
11、同体积下列物体,最重的是(C)。
【A马铃薯
B清水
C浓盐水】
12、测得一物体在空气中重19牛,在水中弹簧秤的读数是13牛,这物体在水中是(A)。
【A下沉
B上浮
C停在水中任何深度的地方】
13、轮船浮在水面上,轮船受到的浮力(C)重力
【A大于
B小于
C等于】
14、浮着的物体被拉到水中,受到的浮力大小等于(B)
【A重力
B重力加拉力
C重力减拉力】
15、用同样多的橡皮泥做船,甲做的橡皮泥能承受22个垫圈,乙做的能多承受2个,排水量大小比较(B)
【A甲大 B乙大 C一样大】
16、潜水艇在水下时,在下沉过程中,受到浮力变化情况(B)
【A慢慢变大
B不变 C逐渐变小】
四、连线题:请用线将事物和对应的改变物体在液体中沉浮的方法连接起来
淹不死人的湖
改变物体的大小
钢铁造的轮船
改变物体的重量
潜水艇
改变液体的密度
五、原理分析
钢铁在水中是沉的,为什么钢铁造的大轮船却能浮在水面上?
答:因为钢铁制造的船改变了原来钢铁的体积,船舱内部是空的,使排开的水量增大,即增大了水的浮力。浮力远远大于船自身的重量,所以钢铁造的大轮船却能浮在水面上。
六、简答题
1. 一块橡皮泥放入水中是下沉的,你有什么办法让橡皮泥浮起来吗?(看谁的办法多)
答:①是把橡皮泥做成空心的形状,如船、碗、盘子等。②是把橡皮泥捆绑在一个能在水中上浮的大泡沫块上。
2.请利用所学的知识解释为什么“潜水艇既能在水面航行,又能在水下航行”。
答:(潜水艇)是在体积不变的情况下,通过改变重量来实现沉浮的。因为潜水艇有一个压载舱,打开进水管道,海水进入,重量增加,潜艇下沉;打开进气管道,利用压缩空气把压载舱里的海水挤出舱外,重量减轻,潜艇开始上浮。所以“潜水艇既能在水面航行,又能在水下航行”。
妥善保管
熟读背诵
教科版五年级科学下册第二单元《热》重要知识点
学生姓名
检查背诵的情况【
】
一、填空题
1、让自己的身体热起来的方法有(多穿衣服)、(跑步)、(吃热的东西)、(晒太阳)等。
2、一般物体在受热时体积(膨胀),受冷时体积(缩小),我们把物体的这种变化叫做(热胀冷缩)。
3、热从一个物体传递给另一个物体,或者从物体的一部分传递到另一部分的传热方法叫做(热传递)。热总是从(较热)的一端向(较冷)的一端传递。
4、双手握住一个装有热水的杯子,手会慢慢地(热)起来;要是握住一块冰,手就变得越来越(冷)。
5、我们平时所说的热,实际上是一种(能量)。
6、(热)量可以从一个物体直接(传给)另一个物体。
7、衣服是(不会)产生热的。
8、水受热以后(体积)会增大,而(重量)不变。
9、同体积的热水重量比冷水重量(轻)。
10、我们可以用(加热)的方法将一杯冷水变成热水。
11、水受热时体积(膨胀),受冷时体积(缩小),我们把水的(体积)的这种变化叫做(热胀冷缩)。
12、酒厂没有把酒瓶装满,是怕酒因受热后(体积膨胀)而发生爆炸危险。
13、(温度)变化了,水和空气的(体积)都会发生变化。
14、常见的物体都是由(微粒)组成的,而微粒总在那里不断地(运动)着。物体的(热胀冷缩)和(微粒运动)有关。
15、钢铁造的桥在温度变化时会(热胀冷缩),因此,铁桥通常架在(滚轴)上。
16、物体的(材料不同),(导热性能)也不同。
17、像(金属)这样(导热性能好)的物体称为(热的良导体);而像(塑料)、(木头)这样(导热性能差)的物体称为(热的不良导体)。
18、有些(固体)和(液体)在一定条件下是(热缩冷胀)的,例如(锑)和(铋)这两种金属就是(热缩冷胀)的。
19、同温度的水装在同体积的钢杯和塑料杯中,冷却最快的是(钢杯),冷却最慢的是(塑料杯)。
20、通过(直接接触),将热从一个物体传递给另一物体,或者从物体的一部分传递到另一部分的传热方法叫(热传导)。
二、判断题
1、(×)水在任何时候都是热胀冷缩的。
2、(×)液体和气体都会热胀冷缩,但是固体不会热胀冷缩。
3、(×)冬天多穿衣服后身体感觉暖和了,是因为衣服里有很多热。
4、(×)冷水变热后,体积会变大,重量也增加了。
5、(×)热水在冷水中上浮的原因是热水温度高。
6、(√)常见的物体都是由微粒组成的,而微粒总在那里不断地运动着。
7、(×)所有的物体都有热胀冷缩的性质。
8、(×)钢铁造的桥通常都架在滚轴上,滚轴的作用是让车开起来更稳一些。
9、(×)空气的热胀冷缩的本领比铁小。
10、(×)相同体积的热水和冷水相比较,它们的重量也相同。
11、(×)衣服能给我们带来热量,让我们感觉很温暖。
12、(×)体积相同的热水和冷水,重量也相同。
13、(×)液体都具有热胀冷缩的性质。
14、(×)厂家为了多赚一些钱,他们总是不愿把瓶中的饮料装满。
15、(×)空气是不会热胀冷缩的。
16、(×)水有热胀冷缩的性质,而铁没有热胀冷缩的性质。
17、(×)所有固体都是热胀冷缩的。
18、(×)石头和铁没有热胀冷缩的性质。
19、(×)金属条一端浸在热水中,露出水面的一端不会热起来。
20、(√)人们用铁做锅,是因为铁是热的良导体。
三、选择题
1、水在变热的过程中,(②)发生变化。
【①颜色
②体积
③重量】
2、在金属的大家庭里,有两种金属是热缩冷胀的,它们是(③)。
【①银和水银
②铁和铝
③锑和铋】
3、下列哪种现象是液体的冷胀原理造成的(①)。
【①水管冻裂
②沸水外溢
③河水结冰】
4、夏季(③)的温度最高。
【①教室里
②室外树阴下
③阳光下】
5、选出下列最容易传热的物体(②)。
【①玻璃
②铝合金
③陶瓷】
6、下列哪种现象是利用了气体的热胀冷缩原理(②)。
【①热气球升空
②瘪了的乒乓球烫鼓起来
③气温计液柱上升】
7冬天穿羽绒服比较暖和是因为(②)【①羽绒服能产生热量
②羽绒服能保温
③羽绒服能传递更多的热量】
8、把一小塑料袋冷水放入装有热水的杯子里,这一小袋冷水会(②)。
【①浮在水面上
②沉在水底
③停在水中的任何地方】
9、往杯里倒入热开水,等水冷却后,液面(②)。
【①会上升一点
②会下降一点
③不变】
10、下列物质中,(③)的热胀冷缩本领最弱。
【①空气
②水
③
铜球】
11、保温材料能起到保温作用是因为(②)。
【①这些材料能生热
②这些材料料是热的不良导体
③这些材料是热的良导体】
12、冬天,我国北方地区房子里的暖气片应安装在房间的(①)。
【①上方
②中间
③
下方】
13坐在炉子或取暖器旁边,脸上立刻感到热,说明热主要是以(③)的方式传播的。
【①热传导
②对流
③辐射】
14、给空烧瓶安一个带弯玻璃管的橡胶塞,在玻璃管中滴几滴红墨水,当用手捂住烧瓶时,管中的红墨水滴(①)。
【①向外移动
②向内移动
③不会移动】
15、相同体积的70摄氏度的热水和30摄氏度的热水相比较,(②)。
【①两者一样重
②70摄氏度的热水轻
③30摄氏度的热水轻】
16、实验证明,(B)的热胀冷缩现象最明显。
【①液体
②气体
③固体】
17、下列物体不会热胀冷缩的是(②)。
【①牛奶
②锑
③空气】
18、我们经过实验知道铜、铁、铝三种金属中传热速度最快的是(②)。
【①铝
②铜
③铁】
19、把水倒在大小相同的(②)里凉得快。
【①玻璃杯
②铁杯
③塑料杯】
20、将一瓶常温下的水放入一盆装满水的盆子里,我们发现瓶子里面的水液面明显下降。由此我们可以推断,这盆水应该是(②)
【①热水
②冰水
③常温下的水】
四、探究题
1、想办法让套在烧瓶口上扁着的气球鼓起来,看谁的办法多。
答:(1)、(双手捂住烧瓶)(2)、(把烧瓶全部放入热水中)(3)、(用酒精灯给烧瓶加热)
2、夏天,给自行车轮胎打气,为什么不能打得太足?
答(这是为了防止车胎内空气受热膨胀而引起轮胎爆破)
3、观察野外的电线,冬天和夏天有什么不同?为什么?如果在夏天架设电线应注意什么?
答:①观察到——冬天:(电线拉的紧些,这是受冷收缩变短的现象);夏天:(电线拉的松些,这是受热膨胀变长的现象)。②应注意——(如果在夏天架设电线应注意两根电线杆之间的电线不能拉太紧,否则到了冬天电线遇冷收缩变短就会崩断电线)。
4、小明的乒乓球被小刚不小心踩瘪了,但没有漏气。小刚要赔一个新的给小明,小明说不用赔的,他有办法使乒乓球完好如初的。你有办法吗?请你想一个办法使乒乓球鼓起来,把你的想法和理由写下来。
答:方法——把踩瘪(没有裂口)的乒乓球,用镊子夹住浸人开水里烫一下,乒乓球就重新鼓起来了。理由——这是运用了气体的热胀冷缩原理。原来是乒乓球内的空气受热体积膨胀将瘪了的外壳重新鼓出来了。
【关键词】儿童立场 目松杓 问题串设计 活动设计 记录单设计
传统的课堂教学中普遍存在的突出问题就是“缺乏学生立场”,如教师关注认知目标多,关注学生多方面发展少;教师占有课堂教学时间多,学生主动学习时间少;师生一问一答式活动多,生生积极有效互动少;教师关注预设教案执行多,关注课堂动态生成少。这些问题在小学科学课堂上也是“遍地开花”。学生立场缺失或者伪学生立场的科学探究课只能是走马观花、流于形式的科学知识灌输课。在这样的课堂中,学生只是被动的参与者,谈不上“培育生命自觉”,更谈不上发展科学探究能力以及科学素养的提高。下面笔者以“沉与浮”知识块的衍生课《会“跳舞”的蛋》为例,谈谈如何站在儿童立场的基础上进行小学科学教学设计。
一、基于儿童立场的目标设计:关注“迷思”概念
在进入学习之前,学生对某些概念的认识和理解存在偏差、混淆或错误,业界一般把这种头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫作“迷思”概念。在教学设计中,教师应坚守儿童立场,首先要尊重儿童,对这些“迷思”概念引起关注,并以此为起点和出发点进行教学。
苏教版教材中涉及物体在水中沉浮的部分有:三年级上册《神奇的水》中的一个活动――会托举的水、三年级下册《把固体放入水中》的“研究固体在水中沉与浮”以及《使沉在水里的物体浮起来》。这些内容对“沉浮”的处理只是要求让学生知道物体有沉有浮,浮力是一种水对物体向上的托力,物体的沉浮状态可以改变。物体的沉浮从表面上看,变量比较复杂,影响因素很多,如自重、材料、水或盐水的密度、空心或实心、排开水的体积等。其实,归根结底,物体的沉浮只取决于物体受到的重力与所受到浮力大小的关系。在物体自重不变的情况下,影响浮力大小的因素就是液体的密度和排开液体的体积。这是一个有逻辑关系的过程。
迷思概念具有隐蔽性。如何让孩子的迷思概念暴露出来呢?笔者对四年级135位学生进行问卷调查,情况如下。
问题1:你认为苹果在水中是沉还是浮?
结果约65%的学生认为苹果在水中会上浮,其中大部分学生认为苹果上浮的原因是苹果比较轻,有2个学生认为苹果里面有空气,只有1个学生认为苹果比水轻,1个学生写道:“苹果密度比水小。”约35%的学生认为苹果在水中会下沉,苹果会下沉的原因是“苹果比较重”。
问题2:你认为影响物体在水中沉与浮的因素是什么?
测试的学生中有约55%的学生认为是重量,约35%的学生认为是形状,8%的学生认为是空心或实心的关系,而只有2%的学生写了密度。
四年级的学生在三年级下册中就已经研究过 “固体在水中沉与浮”以及学习过《使沉在水里的物体浮起来》的内容。在前面的学习过程中,虽然有用铝箔纸或橡皮泥或潜水艇等材料做沉与浮的实验,通过改变物体的形状或改变潜水艇的重量来改变物体在水中的沉与浮,但是学生只是知其然,而不知其所以然。从表面上看,学生知道了使物体浮起来的方法。实际上,这更加强化了学生错误的前概念――认为物体在水中的沉浮与物体的轻重、大小、形状、是否空心等有关。学生根本不理解物体在水中浮或者沉的真正奥秘。
基于以上的调查与分析,根据教材背景和学生的实际情况,笔者确定了如下的三维教学目标。
1.知识与技能:
知道水里加盐或减少盐,可以改变物体的沉浮。
初步理解物体在水中的沉浮取决于物体受到的重力与所受到浮力大小的关系。
关于“密度”概念有初步认识和建构。
2.过程与方法:
通过尝试,探究出使沉在水里的物体浮起来或者使浮在水里的物体沉下去的方法。
能将学到的沉浮知识运用于解释日常生活中的有关现象。
3.情感・态度与价值观:
让学生自主探究,体验科学探究的乐趣。
在教学设计时,将教学设计的起点放在努力实现学生的迷思概念转化上,并以学生的迷思概念入手,设计教学目标,才能让学生真正学有所得。
二、基于儿童立场的过程设计:关注能力发展
不同的教学设计对学生的科学知识的获得和科学素养的提升有不同的作用。尊重儿童立场的课堂设计要能充分估计学生的发展潜能,促进科学概念的建构,并循序渐进地促进学生科学思维、解决问题的能力等多方面的发展。
(一)精准的问题串设计,促进学生思维的发展
问是一种教学方法,更是一门艺术。精准的问题串设计能“一石激起千层浪”,激起学生思维的涟漪,有利于发展学生的思维力、想象力和创造力。《会“跳舞”的蛋》以三个有趣、有序的问题串起整个探究过程:“如果要让蛋浮起来,你有什么办法?”“如果要让漂浮着的蛋沉下去,你又打算怎么做?”“你能让蛋在水里面上上下下地跳舞, 由沉底往上浮到悬浮、飘浮再下沉到悬浮,最后沉底吗?”这三个问题具有逻辑性,层层递进,引导学生通过不断思考、交流,逐步建立起“让蛋在水里跳舞”的初步想法。特别是第三个问题,以视频动画(如图1)方式展示蛋在水里跳舞的有趣过程,以问促探,激发了学生的探究欲望,使学生由“要我探究”状态变成自发、自主的“我要探究”状态。
图1
(二)有结构的活动设计,促进解决问题能力的提高
小学科学学习倡导自主、合作、探究的学习方式。自主探究是指个体在学习过程中一种自觉主动的学习行为。在人的心灵深处,都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者,而在儿童的精神世界中,这种需要特别强烈。因此,在教学设计时,我们应舍得给学生以足够的时间和空间,让每个学生都能围绕探究的问题,自己决定探究的方向,用自己的思维方式自由地、开放地进行探究,从而在探究过程中,提高问题解决能力,提升科学素养。而且在学生自主探究的过程中,需要教师有一颗“等得起”的心。《会“跳舞”的蛋》这节课主要设计的活动只有一个大环节“让蛋会跳舞”。这个环节看似简单,实际上,是把常见的物体沉浮问题精细化成一个有序、有趣的科学探究过程。学生在“让蛋会跳舞”的自主探究过程中,要思考先做什么、再做什么,同样还要观察、比较、讨论、决策、分工、合作,以及对实验过程中得到的信息进行比较、分析等。有结构的活动不仅在于给予学生更多的自主活动空间,更在于让学生碰到一系列问题,及经历解决这些问题的过程,这体现了发展多维度科学素养的目的。
(三)有效的记录单设计,促进科学概念的建构
目前的小学科学教学实践中,记录单的使用越来越多。但大多只是为了方便汇报交流而已,流于形式。怎么使记录单更有效?怎么让记录单推进学生的科学探究,最大化地帮助学生开展科学探究?活动记录单的合理开发和设计值得我们深思。
在小学科学教材里面,对于密度的概念,并不要求涉及。对于本课来说,如何让学生能够用自己的话表达关于“密度”的想法、初步建构“密度”的概念是本课的难点。很多学生在生活中听过“密度”的说法,或者在书中读到过“密度”这个词,但是如果要让他们真正用自己的话来说,却是非常吃力的。而且,对于三、四年级的学生来说,要让他们在短时间内用文字表述盐在水中的溶解过程也是有难度的。因此,笔者针对本课设计了实验记录单(如图2),让学生用画小圆点的方式来表示盐分在水中的多少,帮助学生梳理想法,促进概念的建构。当学生看到同体积的水里面,小圆点越来越多,越来越密集的时候,就能轻松地对“密度”有一个初步的理解。因此,当教师提问 “你能用自己的话说说什么是密度”的时候,学生就能给出很多有意思的想法:“就像一张网,密度小的时候,网的缝隙比较大,密度大的时候,缝隙比较小,网比较密。”“就像很多双手,手越多,力气越大,浮力越大。”
“会跳舞的蛋”实验记录表
[实际操作 画出鹌鹑蛋在水中的位置,并且用小圆点来表示水中盐的多少 加 勺盐,蛋还是沉的 ][第 小组 ]
图2
学生是科学学习的主体,要让学生自发主动地爱上科学,他们才能真的学好科学。作为一名科学教师,应学会坚守儿童立场,在此基础上思考、设计、教学,这是保证教学高效的根本,也是教学的归宿。
参考文献:
[1]张向众,叶澜.“新基础教育”研究手册[M]. 福州:福建教育出版社,2015.
关键词:教学内容;优化;科学素养
中图分类号:G622.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)48-0089-02
在新课标里,北京师范大学郁波教授是这样给科学素养定义的,科学素养有三个层面的解释:一是培养学生必备的基础科学知识,二是培养学生具有科学的思维方式,三是培养学生具有科学的生活方式[1]。儿童科学素养的形成与提高是一个渐进的过程,需要以教学内容为载体并运用相应的教学手段来实现。因此,我们需要有计划地组织学生开展科学课,优化教学内容。
一、教学内容与教学实践存在的矛盾
在近几年的小学科学教育中,笔者发现:部分单元的教学内容逻辑性、连贯性不强。先学什么、后学什么,需要遵循一定的顺序,否则学生的错误认知会导致思维过程混乱,教学难以正常进行,儿童的科学素养得不到提升。比如教育科学出版社的教材五年级的《科学》下册中,第一单元是《沉和浮》的研究性学习。纵观整个单元,沉浮的影响因素较多,按照教材的编排,第一课学生观察了不同材料的物体沉浮后,虽然有了初步感知但是却不研究“不同材料”的物体,反而很突兀地去研究“同一种材料”的物体,紧接着第二课又返回去研究“不同材料”的物体,思维跳跃大且逻辑混乱,很难引发学生的自主探究活动。另外,教材研究“同一种材料”的物体时,仅仅是概括出沉浮与它们的轻重、体积大小没有关系,却没有指明轻重和体积同时按比例变化,其实是密度不变,所以沉浮不变;“不同材料”的物体轻重和体积不成比例变化时,物体的密度变化,沉浮状态也会改变。大部分学生学习完《沉与浮》后都会迷糊,物体的沉浮如何去研究?与轻重、体积到底是有关系还是没关系?根据以上分析,我们不难看出教学内容与教学实践存在一定的矛盾。教材所呈现的内容缺乏一定的顺序性、逻辑性,致使课堂教学效益和学生学习效果较低,儿童科学素养内化较慢。这提醒我们是否应该关注一下科学课中教学内容的优化,从探究认知的科学逻辑性出发,将教学内容进行合理的设计和重组,实现对教学资源的“精细加工”。
二、教学内容的优化
教师对教学内容的重新改造是一种客观存在的现象。新的课程改革倡导广大教师转变教材观,从“教”教材走向“用”教材[2]。小学科学教师重构教材内容,主要是指教师对既定的教材内容进行适度增加、删减、置换及加工,整合各种课程资源,从而使之更好地适应具体的教育教学情景和学生的学习需求最终形成教学内容的过程。同样以《沉和浮》单元教学为例,教材的部分内容可以进行以下调整:
单元导入:物体在水中有的沉有的浮,沉浮究竟与什么因素有关?我们可以从物体及物体所处的环境—液体两个大的方面来研究。整个单元划分为五课时完成,前面四课时研究物体本身与物体沉浮的关系,第五课时研究物体所处的环境—液体与物体沉浮的关系。
第一课时:观察各种不同材料的物体在水中的沉浮,引发浮力影响因素的探讨——轻重、体积大小、材料等。首先研究不同材料,轻重和体积对物体沉浮的影响。将不同材料,沉浮与物体轻重的关系进行实验设计,控制其他因素,把一组大小相同的萝卜、橡皮、泡沫、木块等切成立方体按1~4由轻到重的顺序排列在桌上,推测它们在水中的沉浮,再放入水中,观察并记录实验结果。不同材料,沉浮与物体体积的关系实验设计,控制其他因素,把一组轻重相同的萝卜、橡皮、泡沫、木块切成立方体,按1~4体积由大到小的顺序排列在桌上,推测它们在水中的沉浮,再放入水中观察。
过渡:研究了不同材料,再研究同种材料,轻重和体积同时变化、轻重固定但改变体积、体积固定但改变轻重这三种情境的研究。
第二课时:同一材料,轻重和体积同时变化对物体沉浮的影响。实验设计,橡皮在水中是沉的,把橡皮切成一半大小,还会沉吗?再切成四分之一呢?推测把它切得更小会怎样。一块木块在水中是浮的,用透明胶带把两块木块粘在一起,放入水里,是浮的吗?如果三块、四块甚至更多的木块粘在一起,会怎样?
过渡:同种材料及重量,铁块在水中会沉,钢铁造的大轮船却能浮在水面上。
第三课时:同一材料,轻重固定,改变体积对物体沉浮的影响。实验设计,把橡皮泥做成各种不同的实心形状,放入水中,观察它的沉浮。想办法改变橡皮泥的形状,让它浮起来,观察它浮起来的特点。观察完后,引入排开的水量的实验。
过渡:潜水艇形状不变化,排水量也不变化,如何控制在水里的沉浮?
第四课时:同一材料,体积固定,改变轻重对物体沉浮的影响。实验设计,找一个空瓶子,盖上盖子,让它浮在水面上。往空瓶子里一次次地加水,研究加多少水,小瓶子就能沉入水中。观察并记录实验结果。
过渡:一则有关死海的报道。
第五课时:物体的沉浮与液体的关系。实验设计,把鸡蛋(或马铃薯)分别放入清水和盐水中。观察并记录实验结果。
三、教学内容的优化对儿童科学素养的促进
教学内容优化是通过优化重组等方法,使教学内容进一步逻辑化、结构化、实效化,可以使广大师生耗费较少的时间和精力,收到优质的教学效果[3]。教学内容优化是教师在明确教学目标,掌握教学规律与原则的基础上,形成合理有效的本课程学科知识结构。优化后的教学内容更具有线索性和逻辑性,潜移默化中传递给学生的是科学的思维方式,从而有效地促进了儿童科学素养的提升。
参考文献:
[1]科学(3~6年级)课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社.
石头放入水中,沉下去了;木块放入水中,浮起来了。物体的沉浮现象与什么有关呢?铁块放在水中是沉的,可为什么用钢铁建造的大客轮却能浮在水面上,还能装载许多货物?从井中提水时,同样是盛满水的桶,离开水面后要比在水中的感觉重很多,这有什么原因呢?
今天上科学课,王老师让我们在塑料盆里打满水,说是要给我们搞一个小实验“沉和浮”。“嘿嘿,听起来觉得还很有意思!”
“开始了,开始了!”这时候周玲珑乐得差点儿没蹦起来。忽然,听见“轰”的一声,同学们象马蜂一样挤到了讲台旁,眼睛一动不动地注视着王老师的手。王老师拿起一块小橡皮问:“我把这橡皮放入水中,它会沉下去吗?”“会!”大家异口同声地说。“哇,小橡皮沉了!”“老师,您试试我的小剪刀吧!”“不,先试我的透明胶。”“老师,试我的水笔。”“还是我的铅笔先来吧!”大家七嘴八舌地,谁也不知先试哪个。老师干脆让边上的几个同学自己上手,“哇,我的剪刀沉了!”“哎,水笔也沉了!”“瞧,铅笔浮起来了,浮起来了!”大家纷纷拿自己的各种文具做试验:尺子、笔、铅笔盒子……
经过这个实验,我还发现了一个小秘密:如果把尺子轻轻地放在盆子的水面上,“它能浮”,如果从稍微高一点的地方丢到水中,“它就沉!”。我还发现,水的表面好象有一层很薄的膜,比如,我们可以把一枚硬币轻轻的把在水面上不沉下去,但如果是用力过大,它就会把水表面的这层膜弄破而沉下去。
1激发学生的学习兴趣
孩儿时的兴趣与爱好,会影响人一生的发展。记得有一句古话说的好:“三岁看大,七岁看老”。我认为这句话就验证了这一说法。而我的学生大多数都是农村的孩子,接触社会和科学方面的知识又少,而实验是引导孩子热爱科学的有效途径之一。凭我多年的教学经验得知,他们对实验最感兴趣,这种兴趣往往成为他们学习的直接动力,也会成为他们的爱好和志趣,以至于成为他们勤奋学习的动力和克服困难的毅力。因此,小学阶段的科学教育,更应着重培养学生的兴趣,有兴趣才会愿意学,才会爱科学。如:教学《橡皮泥在水中的沉浮》时我创设乌鸦喝水的情景,并用“乌鸦喝水”的故事来导入新课。然后老师出示橡皮泥,提出问题:把橡皮泥放入水中,它是沉还是浮?学生猜测,师演示:把橡皮泥放入水中,下沉。再提问:如果改变了橡皮泥的形状,它是沉还是浮呢?这样通过故事和实物创设情境,由问题导入,激发学生的学习兴趣,迅速进入新课。又如:在教学“探究橡皮泥在水中的沉和浮”这一环节时,我首先让学生猜测:如果改变了橡皮泥的形状,它是沉还是浮?这样能充分调动他们的思维,激发他们的探究欲望,使他们主动参与。
2使学生有效地掌握科学知识
在这十三年的教学生涯中,我有十年科学教学的经验,知道了科学课中的实验有较强的典型性、重复性和浓厚的趣味性。典型性能给学生创造一个排除干扰的环境,使他们集中注意力进行观察;重复性能使学生在相同的条件下进行多次的反复实验,供他们反复观察;趣味性能充分调动学生的各种感官,使他们心情愉悦地主动学习。另外在实验的过程中还能使学生定性研究观察现象的全过程,以及测量有关数据,能计算各量间的数值关系。综上所诉,就能使学生迅速掌握前人已经认识到的真理,以最快和最有效的方式去掌握科学基础知识。例如:在教学《橡皮泥在水中的沉浮》这课的活动二“探究橡皮泥沉浮与排开的水量的关系”时,学生通过测量五种不同形状橡皮泥的排开的水量,并从测量的数据中发现沉的形状排开的水量小,即浸入水中的体积小;浮的排开的水量大,即浸入水中的体积大。从而得出橡皮泥浮在水面上原因在于它排开的水量大。可在实际操作中遇到了一些问题,比如,有些小组得出的数据是沉的排开的水量比浮的排开的水量大,这是什么原因呢?在我备课时我还担心橡皮泥的质量,因此在课前我先做了实验,橡皮泥要融于水,结果我们每一块橡皮泥只用一次,就避免了把橡皮泥一放进水里就会有一部分化了,当他们再用这块橡皮泥做实验时,橡皮泥的重量就发生变化了。这种情况是基本避免了。于是我让测得这样数据的小组重新测量。结果我发现:第一,有些小组每次实验后把橡皮泥取出时,有一部分水被带了出来,但又没有及时补充水,这就影响了下次实验数据的准确性。第二,用来测量的刻度杯上的刻度不是很精确。想借量杯的,结果那量杯又高杯口又太细,橡皮泥形状大点可能放不进去,所以只好借烧杯,结果烧杯上又没有小刻度,我只好在200――300毫升之间画小刻度,由于该班在地震之后很少做实验,加上我在课堂上说过让学生仔细看刻度,但他们忙于实验,因为好奇心,所以根本没在意老师说的话,就导致很多学生没认清楚烧杯上的刻度,其实实验是成功的,但刻度认错了,这样他们读出的数据存在很大的误差。第三、由于前面用时稍多点,我看时间不是很充分了,就很慌,给学生的活动时间也就不是很充分了,综上所诉很多组就没有得出科学的数据。
记得经常有人这样说:“我听了――忘记了;我看了――记住了;我做了――懂得了;我想了――理解了。”我认为这句话就恰恰概括了实验和学生掌握知识之间的关系。因此,在教学科学课时教师要想突破教学重难点,提高教学质量就必须让学生进入实验环境,在教师的引导下,通过学生的亲自实践,积极主动地去探索新知识,获取新知识。
3教会学生正确的科学学习方法
实验能促进学生认真仔细地去观察周围的事物,发现事物的共性,并且在老师的引导下,他们会用实验的手段去验证周围事物的特性,从而发现事物的变化规律,同时提供具体的材料发展了学生的思维,使他们从中学到概念、原因、目的、推论等知识,并获得间接经验,作为刚接触科学课不久的他们,从小就得把获取知识建立在实验的基础上,因此,作为一名小学科学教师的我们,就更应该明白这一点,教会他们正确的科学学习方法。例如:在教学《橡皮泥在水中的沉浮》这课的“探究橡皮泥在水中的沉和浮”这一环节时,我首先让学生猜测,然后通过小组合作实验来验证他们的猜测。在实验开始之前,对学生提出实验要求,要求每个小组做出四种不同形状的橡皮泥,观察橡皮泥在水中的沉浮,同时教师强调要用科学的方法做实验,接着让各小组汇报实验结果,最后请几位学生上台来做演示实验。其余学生仔细观察烧杯里水面的变化。最后由教师解释什么叫物体排开的水量。
教师通过在课堂教学当中精彩而又简短的实际演示,就可以将和谐、热烈及浓郁的教学氛围进行营造,并对学生对新知识的学习兴趣进行激发,并对学生相应的求知欲予以激发。比如教师将摩擦力的知识向学生进行讲解时,可通过演示实验的方法来设置问题和疑点,以此达到对学生兴趣激发的目的,教师在课堂上进行演示,学生对其进行认真观察;首先将一个小车在桌面上进行水平放置,在刚开始时小车处于静止状态,用手轻轻将车进行推动,此时小车开始运动,但是当运动一段时间后,小车的速度开始变缓以至到最后的停止。当教师将这个演示实验完成后,向学生提出问题:在刚开始还运动比较快的小车为什么最后停了下来?然后教师以此引出本节课所要讲的内容,即刚才所指出的那个阻力就是我们本节课所要讲的内容——摩擦力。并将问题的疑问予以引出,以此达到学生对摩擦力进行学习的兴趣进行激发的效果。
二、利用演示实验对教学中的难点给与突破
对于教师在教学过程中所遇到的一些难点及疑点来讲,有时候如若仅仅用语言进行描述,往往难以达到向学生讲清楚的效果,然而如果通过运用演示实验的方法,就可对相关疑难点给与一目了然及一针见血的解决,从而达到事半功倍的效果和作用。比如对“物体的浮与沉”课程内容进行讲授时,其中对物体浮与沉的条件进行判断是本知识的一个难点。针对此问题,我们可以在教学当中运用合格完好的乒乓球,然后将其浸没在水中,分别就松手前后让学生对此过程进行观察;然后再拿一个其中注入一定水的乒乓球,将其浸没在水中并让学生对其进行观察,此时乒乓球正好悬浮在水中;然后再将一个注入更多水的乒乓球放置水平,促使其处于沉浸在水中的状况,当教师松手后,整个乒乓球均沉入到水底。针对这三个乒乓球的实际情况,教师对学生进行询问:“实验当中三个乒乓球在浸没时,其所受到的浮力方面呈现一个什么样的关系?为什么这三个乒乓球一个沉底、一个悬浮及一个漂浮呢?”然后让学生对还在水中的乒乓球进行相应的受力分析操作,因此,可将一个物体在水中能够漂浮及上浮的条件予以得出,其就是……,形成悬浮的条件是……,乒乓球下沉到水底的条件是……。通过这种直观、并且形象的实验操作,学生通过采用受力分析法对物体的浮与沉进行判断就会更容易理解和接受。
再如针对重力的方向的知识理解方面,此知识点一直以来都是教学的一个难点所在。对此可通过两种演示实验予以解决:实验1:用细线将小球系好,然后将其挂在铁架上,首先用手将重物托住,然后将细线进行松弛操作;然后将手放开,小球呈现下落状态,在相应重力的影响下,此时的细线处于紧绷状态;然后将另一个铁架进行倾斜放置操作,对这个铁架上的两个小球所存在的指向方向进行观察。从中便可将重力的方向得出,即竖直向下。实验2:首先将小球有细线系好,然后将其放到盛满水的容器当中,然后倾斜容器,对细线的方向及水平面之间所存在的关系进行观察;以此便可得出竖直向下的原理,即与水平面垂直,采用上述方法便能将这一难点予以解决。
三、通过演示实验对学生分析及解决问题的能力进行培养
关键词:课堂教学 科学探究 有效性
科学课程标准中明确地提出了“科学课程要以探究为核心”的基本课程理念。在全面贯彻新课标精神的今天,“以探究为核心”的理念已深入人心,许多一线教师在课堂上既注重了信息技术的运用,也非常注重探究活动。但是仔细观察就不难发现,许多科学课堂,表面上气氛活跃、热热闹闹,实际上学生非常浮躁,学习效率低下,学生在活动中所获得的知识、培养的能力没有达到课标要求。因此,科学探究活动低效性问题,已成为目前小学科学课堂教学一个亟待解决的问题。那么,在教学过程中,如何培养学生的科学探究能力、提高学生科学探究的有效性呢?
一、实验前准备好合理的材料
材料是探究活动得以开展的基础。教学中如果不注意材料的提供,很容易引起课堂的“忙乱”,最终导致探究的低效。因此,在材料的选择时应注意如下几个方面:
首先,选材要慎重。教师给学生提供的材料要有利于建构正确的科学概念,材料的准备要有代表性。如《有趣的磁铁》一课,研究“磁铁能吸铁”的性质时,准备的材料中如果有铁钉、塑料、铜丝、铝片、木质铅笔,学生会通过实验、小组讨论,很容易在比较中认识到磁铁只能吸铁的性质。
其次,材料的发放要有序。什么材料什么时候发,是一开始就呈现所有的材料,还是一样一样发,发的时间最恰当在什么时候,迟发材料同早发材料的关系和什么时候回收,都需要教师精心设计,早早预设,来不得半点马虎。例如,教学《热传导》时,我提供了两个实验所用的材料,课前把两个实验所用的材料都发到各小组去了,但第二个实验所用的小木棒、小竹棒、铜丝、铝丝等实验物品用纸包包起来,否则部分学生的注意力会分散,肯定会把所有的实验物品拿出来乱用,课堂就容易乱。
第三,材料的数量要控制。材料是人手一份、两人一份还是小组一份,不同的材料不同对待,一般情况下,简单的、需要每个学生都动手的材料人手一份,如果需要协助才能完成实验的可以6人小组一份。
二、给学生充足的探究时间
时间是学生进行科学探究的保证,没有充足的时间,学生的科学探究就会流于形式,走马观花,更不要说深度与有效了。教师在安排学生进行探究活动这一环节上,必须留有足够的时间,不仅能力强的学生要有时间探究,相对探究能力较弱的学生,也要有足够的时间进行活动。不仅如此,我们说动手必须与动脑相结合,在科学探究的过程中,学生必须进行思考,那才是有效的探究。《物体在水中是沉还是浮》一课中,学生先观察众多物体在水中的沉浮情况,再按物体大小排列看它们的沉浮情况和按物体轻重排列看它们的沉浮情况,最后再对相同大小不同重量的物体在水中的沉浮情况进行科学探究,又对相同重量不同大小的物体在水中的沉浮情况进行研究,最终得出“相同重量的物体,大的容易浮,小的容易沉;相同大小的物体,轻的容易浮,重的容易沉。”这是一个复杂的探究过程,对于三年级的学生来说,需要大量的时间。而从实验中得出结论,是一个需要积极动脑的过程,仅通过动手探究是很难发现的。因此,教师必须把学生在探究过程中需要动脑的地方所花的时间考虑进去,才能提高科学探究的有效性。
三、确保合作学习是和谐、有效的
目前,合作学习不尽人意的表现如下:
其一,合作学习成为课堂教学的“摆设”,小组合作学习形式化、简单化。
其二,分工不明确,学优生处于主宰地位,学困生处于从属或被忽略的地位。因此,应注意以下几点:
第一,科学分组,合理分工。教学分组时每组最好不要超出6人,班额较大的组内人数多,分工时可以让学生循环操作,这一次你来,下一次我来,保证人人有事做,不要有闲人。
第二,精心设计,有效讨论。设计好要讨论的问题是保证实验教学有效性的关键。例如,教学《馒头发霉了》这一课,设计的主要问题是:A.每人描述一种食物发霉的现象,分析它所在的环境,猜测它发霉的原因是什么?B.如果你认为馒头发霉的原因与温度有关系,怎样设计实验来证明?怎样保证实验的公平性?C.怎样记录你观察到的现象?你认为需要观察几天?以精心设计的问题为主线,组织学生有目的地展开讨论。
四、精讲点拨,保障探究活动的有效性
教师在学生探究活动中的指导影响着探究的有效性。让学生自行探究获取知识,并不是放任不管,相反地要加强教师对学生自主活动的引导,只有在老师的巧妙的引导下科学探究才会有序才会有深度。那么在科学教学中,教师应该怎样指导?具体体现在:
第一,引导学生提出学习的问题。教师通过各种方法创设问题情境,让学生自己提出问题,并通过研讨,提出对问题的看法作出假设,让学生在头脑中明析探究的方向和研究的思路,如教学科学三年级上册《神奇的水》一课学生通过开动脑筋想出:水的浮力特性中“什么是水的浮力”?“水的浮力的方向是向哪”?“水的浮力的大小与什么有关”?“同一块橡皮泥为什么做成小船形状就能浮在水面上”?“鸡蛋在水中是下沉的,为什么腌咸鸡蛋时鸡蛋能浮在水面上”,等等。教师通过谈话,引导学生根据实际情况选择那些在课堂上能研究的问题。
第二,要引导学生思考研讨,自己得出结论。学生在探求过程中,获取了较多的事实和信息,教师要引导学生借助于比较、分析、综合、抽象、概括、想象等思维方法对获取的事实进行思考、研讨,要让学生充分发表自己的见解,适时巧妙地引起争论,让学生在研讨中自己得出结论。
五、及时反馈,激励评价
关键词:理解片面;知识叠加;验证性实验;新媒体新技术的辅助应用
验证性实验是初中物理教学的一个重要组成部分,利用现代新媒体新技术进行课堂教学辅助手段,对培养学生的动手能力,提高学生的综合素质,形成完整的思想方法、逻辑思维和知识结构面有一定的帮助作用,提高课堂教学的实效性。
一、验证性的实验,可以有效地解决教学过程中,由于学生对知识点的理解片面而出现的错误。例如在讲到阿基米德原理这部分内容时,学生对原理的理解就会出现这样的一个误区:认为物体只要在液体中,都会受到液体对它向上的浮力,不管物体在液体中处于何种状态是漂浮、悬浮或沉到液体的底部,还是部分浸入,部分露出液面,物体是何种形状,就粗略地下结论,忽略了物体在液体中受到的浮力,实质是物体上下表面受到液体的一个压力差才是浮力产生的一个根本原因:F浮=F上-F下。如果一个正方体或长方体的物块沉到一个底面非常光滑平整的容器底中,底面与容器底充分接触,没有液体浸入到物体的底部,此时长方体或正方体的下表面受到液体的压力为0,只有上表面才受到液体向下的压力,物体上下表面受到液体的压力差的方向不再是向上,而是向下,但是此类情况学生很难理解,所以此时在课堂上教师就应该准备好几组实验,实验器材中可以用一个正方体铁块或铜块,和一个等腰梯形的铁块,一把弹簧测力计和细线,让学生动手测出它们在水中受到的浮力,再通过比较分析,此时教师可以制作一个三维图形课件利用多媒体动画投影,在电子白板上把此过程物体上下左右的受力大小情况演示出来,通过演示结果和学生动手实验得出的结果作分析比较,学生对浮力产生的原因就有一个较为直观明了的理解。
二、验证性实验还可以帮助学生因知识层面的叠加而导致思维混沌进行有条理地梳理。例如在九年级物理第十四章第六节《浮力应用》这一节的学习时,会碰到这样的问题:浸在液体中的物体会受到浮力,但有时物体会上浮,有时会下沉,物体的浮沉与什么因素有关?学生经前面两节内容的学习,大体上知道物体的浮沉是由物体受到浮力与重力大小关系决定的,重力大于浮力会下沉,重力小于浮力会上浮,重力等于浮力悬浮或漂浮,但无法准确地测出重力与浮力的大小关系时,怎样才能确定物体在某种液体中的浮沉情况,这时学生的判断思维就会停滞不前,感到无从落手,这时可以从两个方面来解决:一通过验证性实验和多媒体技术投影的模拟效果加以解决:1、找一根细线栓住一个小物体(物体的密度略大于水的密度),用弹簧测力计测出它的重力G,再把物块完全浸入水中测出此时物块受到的拉力F拉求出浮力:F浮=G-F拉,然后把物块拉出来,在盛水的烧杯中放入足量的食盐并使食盐溶化在水中,再把物块重新浸入盐水中,并让学生观察弹簧测力计示数的变化情况,并求出此时物块受到的浮力F浮,比较前后两次浮力的大小关系,并让学生讨论加入食盐之后,烧杯中水的密度有什么变化,是变大了还是变小了?(变大了),静止时物体浸入盐水中的体积与没有放入食盐时的体积有什么变化,上浮了一些还是下沉了一些(实际上浮了一些),物块的重力始终没有改变,只是烧杯中水变成了盐水,密度变大了,导致物体上浮了一些,学生从直观上第一次知道物体的浮沉还跟液体密度大小有关,可以从物块的密度与产生浮力的液体的密度的大小来判断。为了避免实验的偶然性,还可以让学生完成下面的实验:把一个鸡蛋投入盛有足够量的清水中,观察静止状态下鸡蛋的浮沉情况,再把鸡蛋取出来,放入刚刚加入食盐的烧杯水中,观察鸡蛋的浮沉情况,最后比较两种情况下的实验结果,再通过查找密度表比较鸡蛋与食盐水密度的大小,学生进一步认识到确定物体的浮沉还可以通过比较两物质之间密度的大小关系就能知道,对课后阅读资料“死海中人为什么不会沉下去,冬天的冰为什么会浮在水面上”此类问题的解决起到事半功倍的效果,在完成这两个实验操作的过程中,教师需要应用多媒体的生动活泼以及其逼真的动态效果特点辅助学生完成实验的操作,事先利用多媒体技术制作鸡蛋在清水中下沉在浓盐水中上浮动画课件进行演示,轮船在河水和海水的吃水线不同进行比较,学生在动手实验与模拟实验之间发挥想象,这样教学的内容和进度都得以铺开,对于教师来说可以大大的减少在学生中穿梭的时间,解决学生与教师的互动,学生也有更多时间进行实验和思考,学生的思维更清晰更明朗,对以后学习中出现判断物体的浮沉的问题,便轻松上手解决,所以初中物理教学中,应尽可能避免对概念和规律的机械导出,要考虑到让学生个体有亲身的感受和体验,在教学过程中要激发学生心灵深处那种强烈的探索欲望,提倡由学生亲自参与探究过程,使教学过程由传统的教师硬邦邦的分析讲授向由新媒体新技术相结合的现代教育手段转变,学生更容易发现问题、探究问题、体验成功的乐趣,所以说验证性的实验和新媒体新技术电子白板一体化的有机结合,就是把抽象物理概念从大量的物理现象和过程中加以具体化,更加直观明朗化,以一种具体的形式让学生体验到一种物理概念生成的过程,增加学习物理的兴趣性和提高学生学习的效益性。
三、验证性实验中利用电子白板等这些新技术可以帮助教师在进行新课讲授过程中让学生在较短的时间内知道一些演示实验过程中应该做些什么及应注意些什么,而且能搞清楚实验要领及注意事项中,并对这些问题进行思考和讨论,让学生学会自主学习,开发智力,提高素质,培养学生的创新意识、创新品质和创新能力。比如验证二力平衡条件时,作用在同一物体上的两个拉力必须能克服小车与桌面间的摩擦力;验证弹簧的伸长与所受的拉力成正比时,弹簧的伸长必须在弹簧的弹性之内;伏安法测电阻的实验中待测电阻R的阻值大于电流表的阻值时,应采用内接法,待测电阻R的阻值小于电流表的阻值时,应采用外接法;欧姆定律中各物理量的同一性,即I、U、R是针对同一导体,同一时刻而言的;验证影响液体蒸发快慢时,必须是对同一种物质而言,这些实验都是教师在授新课时必须要完成的演示实验,学生在课堂上看到具体层面演示,教师这时候能利用多媒体电子白板进行三维动画图辅助演示的话,就能让学生的注意力集中过来,刺激学生的感官处于兴奋状态,学生对实验的观察能提升到一个有声有色实验过程,可以开拓学生的思维空间,教师能利用这些生动逼真的动画效果和学生进行更宽更广的课堂互动,学生有兴趣教师也轻松,互动课堂的教学效果就明显提高。
新媒体新技术这些现代化教学设备在物理课堂教学中的利用,它的优势日益彰显,作为一种教学载体对教学信息的搜集、传输、处理和共享来实现教育教学目标新型模式,也有它的缺陷之处,所以在使用过程中要注意以下两点: