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科学探究课堂:浙教版《科学》八年级下1.5 水的浮力

2012-08-31 |浏览:4823次 | 编辑: 加载失败
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吴美玲1  蒋亚彬1  杨云2  杨承印1

1.陕西师范大学化学与材料科学学院;2.深圳市宝安实验学校)

长期以来,传统的传递―接受式的教学方式下教师的任务是把头脑中储存的知识提供给学生,学生再把知识储存到自己的大脑中。由此带来的直接后果就是学生养成了被动接受的学习习惯,形成过分强调接受,单一被动和陈旧的学习方式。而实施新课程后,教育者都在寻求着更好的教学方式。其中的科学探究学习(教学)过程更为学生所喜爱。

科学探究学习的思想渊源可以追溯到20世纪初,最早倡导和实验探究学习的当属杜威,他指出,对于科学,学生要掌握的不只是知识,还应该包括过程或方法,因此他主张“做中学”,学生的“做”不是机械的技能操作,而是要强调动脑,强调主体与外部相互作用基础上的反思。教学要在学生已有兴趣和经验基础上,由他们自己通过探究来自主地建构知识,提高问题解决的能力。

带着这样的教学理念,我在200794日来到了深圳市宝安实验学校实习。这是一个开设了科学课的学校。这里的老师们都在摸索着上好科学课的方法。为了上好我的第一堂课(第一章第五节《水的浮力》),我准备把我探究教学的思想运用到实践中去。

本人授课的班级是八年级(9)和(10)班。从小学到初一年级,学生已经积累了一定的基础知识,如二力的平衡、水具有压强等,具有了一定的计算能力,几种简单的仪器操作能力。在浮力方面,能够通过观察水面上漂浮的树叶等现象知道漂浮概念,不过大多数学生还不能从这一现象中分析出什么是浮力,也不能客观地了解浮力的大小和哪些因素有关。总体来说,学生的条理性、逻辑性不够,概况、归纳能力也不强。但这些并不重要,因为八年级的学生正处在对一切外界事物很感兴趣的时期,思维较活跃,喜欢发言、思考,潜力大,可塑性强。只要科学地引导、培养,将会进步很快。

“浮力”是科学课程标准中“运动和相互作用”部分的一个重要的基本概念,是继第八章学习了弹力、重力、摩擦力之后接触的生活中常见的力。一方面,学生通过学习,对力有了初步的认识;另一方面,生活中与浮力有关的现象并不少见,“浮力”这个名词也并不陌生,应该说这个概念还是比较好理解的。只是由于生活中原有的一些不正确观点的误导(前概念)影响了学生对科学概念的理解,如“上浮的物体受到浮力,下沉的物体不受浮力”“大石块下沉、小木块上浮是因为木块受到的浮力比石块受到的浮力大”等观点,这些在教学中都需要通过相应的探究活动加以纠正。为了突破浮力这一教学难点,本教学活动应以学生的活动为主线,让学生亲历探究活动的整个过程,获取充足的感性材料和生动体验,并体会科学精神、科学态度和科学方法。

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通过实验操作观察水具有浮力,以及浮力大小与物体排开液体的体积有关。通过测定物体的浮力实验,学会使用测力计、溢杯等仪器。

通过感受、体会及讨论探究的过程,形成实验设计的简单思路。

通过本实验的经历,体验科学过程、改善实验态度。体验亲自动手操作实验对于得到正确结论的重要性和小组实验中的分工协作对于迈向成功的意义。

如何引导学生用科学探究方法研究浮力与物体排开液体的体积大小的关系。

如何自己设计方案来研究二者的关系

水盆、空塑料瓶、测力计、钩码、溢杯、量杯、钩码瓶。

以探究式教学为主的包括引导、启发、实验法的综合教学方法。

老师:老师准备了一个盛了水的盆和一个空塑料瓶。大家先假想一下如果我们把空塑料瓶放到盆中,空瓶会呈现什么状态?

学生:会浮在水面上。

老师:那么我们验证一下你们的假想(说着将空瓶投入水中),同学们看到了什么?

学生:瓶子浮在水面上。

老师:可见与假想一致。那么请大家根据这一现象,思考一下水对瓶子具有什么作用力?

学生:具有浮力。

老师:对,具有浮力。这节课我们就来研究一下“水的浮力”。(板书:水的浮力)

(自评:目的是吸引学生的注意,让学生认识到简单的生活现象中也有科学,从而引出本节课的话题。)

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老师:只谈不体验多没意思!大家想不想在课堂上来感受浮力的存在呢?

学生:想,很想!

老师:哪位同学愿意上来感受浮力?

很多学生举手,选择学生1号。

老师:请用手向下按住水中的瓶子,并注意体会手的感觉。请把感觉描述给大家,共同分享。

学生1:我感到手受到瓶子向上顶的力。

(自评:让学生参与课堂实验,亲身感受和体会探究浮力的实验过程。学生们很喜欢用这种形式参与课堂实验。这是激发学生兴趣的好方法)

老师:水中漂浮的物体受到浮力作用,这个比较好理解。那扔到水中会下沉的物体有没有受到浮力作用呢?

学生A组:没有。

学生B组:有。

(自评:拓展到下沉的物体有没有受到浮力,就以这一问题来培养学生的科学探究意识和解决问题的能力)

老师:猜想和感觉是实证的基础,所以我们需要“测力计”这个客观的实证工具,来证实我们的猜想(拿出测力计)。

老师:谁能说出测力计使用时的注意事项?

学生2:需要调零。

学生3:要注意量程。

老师:看来都掌握了。那么实验过程中希望大家仔细观察实验,记录数据。

老师先把一个钩码挂于测力计上,放置在空气中,测力计上的示数G为多少?

学生4G=1.3N

老师:再观察把钩码浸入水中后,示数F为多少?

学生5F=1.0N

老师:现在实验结束,看看我们得到的数据。思考问题:数据前后有什么变化?变化的原因是什么呢?

学生思考、讨论片刻后,

学生6:数据变小了。原因是钩码浸入水中后受到水对其向上的浮力作用。

老师:很好,很会分析实验现象。同学们再想一想受到浮力,示数就变小,那么浮力的大小如何计算?是否和这前后数据有关呢?

学生A组:有关系,F=G–F

学生B组:没有关系。

学生C组:不知道。

(师生共同进行受力图分析,确保大家都明白。)

老师:我们来总结一下前两个实验能得到的结论,同桌间先相互讨论,然后我来提问。

学生7:第一个实验说明了漂浮在水中的物体受到浮力作用。

学生8:第二个实验说明了沉入水中的物体也受到浮力作用。

老师:我们共同概括一下:我们把漂浮在水面和沉入水中均概括为浸在。那我们可以说:浸在水中的物体受到的水对其向上托的力――水的浮力。(板书)

(自评:这个环节加强了学生对实验的仔细观察态度和认真记录数据的科学探究习惯。最后通过引导让学生自己概括,这样可以培养学生对实验现象的分析、概括、总结能力)

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老师:浮力是一种力,那么就有方向和大小,从概念中可以看出方向是向上。那大小呢?大小和哪些因素有关呢?大家大胆猜想一下。

(自评:这个问题的提出是为了给学生一个思考的氛围,形成对实验的理解不仅仅停留在表面或者现状,而是继续向更深的层次分析、思考。)

学生9:质量。

学生10:物体的密度。

学生11:体积。

学生12:其他。

老师:大家的想法很多,请假想一种情境:人进入盛满水的浴缸时会不会感觉变轻?水会不会溢出?那么二者之间是否有关系,若有,是什么关系?

学生的答案不统一,回答不出有什么关系。

老师:那好大家带这这个问题来分组设计一个实验方案,共同探究一下其中的关系。(板书问题:物体所受浮力大小与其排开液体的体积大小有什么关系?)

老师:要写上你探究的问题题目,探究实验所要用到的仪器,探究实验的步骤。最后预测探究可能得到的结论。如果需要记录数据,请设计一个数据表格。

(小组讨论,互相交流思想。)

学生12:老师,这个上端侧面有口的杯子叫什么?有什么用?

老师:叫溢杯,可以收集上端流出的液体。

(学生有三组方案)

方案一:先在溢水杯中盛满水,测出物体在空气中所受的重力;然后将物体一半浸没在溢水杯的水中,读出弹簧秤的读数;再将物体浸没在溢水杯的水中深度更深些,读出弹簧秤的读数。最后要测出溢水杯中溢出的水所受的重力。

方案二:测出物体在空气中所受的重力;然后将物体浸没在溢水杯的水中,读出弹簧秤的读数;最后测出溢水杯中溢出的水所受的重力。

方案三:先在溢水杯中盛满水,将物体一半浸没在溢水杯的水中,读出弹簧秤的读数;再将物体浸没在溢水杯的水中深度更深些,读出弹簧秤的读数。最后测出溢水杯中溢出的水所受的重力。

老师:现在我请几个组的代表说一下他们设计的方案。并解释设计意图,尽量让其他同学也听明白。

方案步骤(板书大概内容或用课件展示):

1)给测力计调零。

2)溢水杯盛满水,小烧杯放在出水口下;

3)测出物体在空气中所受的重力G

4)将物体一半浸没在溢水杯的水中,读出弹簧秤的读数F拉,并计算出物块所受的浮力F=GF

5)将物体浸没在溢水杯的水中,读出弹簧秤的读数F,并计算出物块所受的浮力F=GF

6)将物体浸没在溢水杯的水中深度更深些,读出弹簧秤的读数F,并计算出物体所受的浮力F=GF

7)用弹簧秤测出溢水杯中溢出的水所受的重力G

老师:其他同学现在明白了吗?这几组设计出的方案的基本思想和具体步骤都清楚了吗?

全体学生:明白了。

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老师:那好,现在大家都按这个完整的方案来进行探究实验,并且记录数据。其他方案以后有机会再来做。我们来把大家得到的数据填到这个表上。

未浸入液体

F1

F1

浸入一半体积

F2

F2

完全浸入液体

F3

F3

再深入一些

F4

F4

学生提供数据。

老师:观察表格中的数据,分析随着物体浸入液体的体积增大(也就是说排开液体的体积增大),浮力大小的变化趋势是怎样的?

全体学生:变大。

老师:那么我们用数学上的概念如何称呼这种关系?

全体学生:正比关系。

老师:板书结论:物体所受浮力的大小与其排开液体的体积多少成正比关系。

(自评:这个环节重在提示和指导。其实最好是放开手,给更多的时间让学生自己按照自己的方案去探究。但是由于时间的问题,我们选择一个比较完整的实验方案,让大家都按照它去实验。不过这个环节成功的一点就是全面地锻炼了学生的科学探究能力,包括设计方案、实验、记录数据、分析数据、概括总结、得出结论等。可以说大部分学生有了一个比较系统的设计方案思路)

老师:现在,我们来回顾一下这节课我们学习的内容:这节课,我们一起感受了浮力,得知浸在水中的物体受到浮力的作用,浮力的方向向上。而且通过讨论、小组探究、自主设计实验方案并验证的过程,分析实验得到的数据,概括出浮力的大小与物体浸入液体中的体积成正比关系。经过这节课的学习,同学们应该有了一个较简单,但完整的设计方案的思路,今天的作业就是完成一个实验报告。大家收拾好实验桌面后才可离开实验室,要养成良好的习惯。

这是我教师生涯的第一堂课,再加上我要把探究学习的理念融入其中,所以这对我来讲还是有一定的挑战的。课前准备得很认真,包括教案的设计,演示实验的练习,语言的推敲等。但走上讲台的那一刻,还是紧张了。毕竟是第一次。不过教学还是按照大致设计意图进行。虽然课堂上遇到了一些突发状况,但我都能自如地解决,并在40分钟的课堂时间里完成了原计划的内容。

其实,我明白其中还有不足之处,如我对学生的学习基础分析得不到位,以至课上另加上了受力分析的讲解,再如我对有些问题的提问方式存在不够明确的缺点,以至学生一时没明白要思考什么,还须用额外的语言去解释等等。

总之,这次课给了我自信,也给了我不少的经验和教训。我会带着准备这次课的热情去准备今后的每一堂课。我相信自己会不断进步,更相信探究式教学法将更显其在教学中的优势。

[1] 毕义星. 教育案例写作论. 济南,山东教育出版社,2006.

[2] 刘儒德. 探究学习与课堂教学. 北京,人民教育出版社,2005.

[3] 郁波. 走进课堂――小学科学新课程案例与评析.高等教育出版社. 2003.

[4] 科学探究活动案例集. 苏珊·佩卡著卢向明等译 浙江教育出版社. 2004.


同行评课:本课例最成功的地方在于课例的设计背景、学生的现状分析、教材的分析,这对于一个初学者来说是很不容易做到的。对于课堂教学这一块,如果能对学生有关浮力大小和哪些因素有关的回答做进一步的处理,可使学生更好地把握这节课的学习内容。浴缸的事例用得不够好,不能直观引出浮力和排开水的体积,不如:把挂在弹簧上的物块直接放入溢水杯中,这样即可知物体受到浮力也可见水溢出,如此一来,便可直接得出实验假设,也可为下面学生的实验方案设计提供些帮助。(黎少章)


(责任编辑:王翔)


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(原文章信息:标题:,作者:吴美玲 蒋亚彬 等  ,来源:作者惠赐    ,来源地址:)

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