1、【教科版】2018 学年小学科学五年级下册教师用书各单元说明与教学建议沉和浮一、单元概述石块放人水中，沉下去了;木块放人水中，浮起来了。沉和浮是学生见过的十分熟悉的现象。一方面，学生对于“沉和浮”有着丰富的生活经验。另一方面，对于“沉和浮”他们也有着许多似懂非懂的问题，例如“在水中，钢铁会沉下去，用钢铁制造的轮船却为什么能浮呢?” “潜水艇为什么既能潜人水下，又能浮出水面呢?”人们对浮沉现象的关注已经有几千年了。表面上看是一些物体在液体中上浮而另一些物体下沉，实际上涉及了许多变量。这些变量包括物体的体积、重量和液体的密度，归根结底，物体在液体中的沉浮与它排开的液体的重量有关(阿基米德定律) 。
2、有许多人试图去寻找一个简单的规则来解释这个现象，如他们通常说:“重的物体下沉，轻的物体上浮” ，这些不精确的概念同样存在于学生的认识中。本单元将在一系列的探究活动中，让学生自己去解决有关沉和浮的许多问题。学生将探究不同物体的浮沉，形成他们关于对物体是上浮还是下沉现象的解释，而且能够明白物体与被放液体间的相互关系。当学生开始理解了他们所观察的结果之后，他们将鉴别出导致物体上浮或下沉的主要原因是什么。学生描述的语言可能和科学家精确的定义不很相同，但通过这些探究可以修正或完善他们的想法，使他们在理解上得以提高。这个探究过程会使学生认识到他们也可以弄明白事物的规律。本单元的核心概念是有关物质的密度，它
3、是物质固有的特性之一。密度是物质质量与体积的比值，它与物质的质量和体积都有关。本单元还有一些很重要的具体概念:当把物体放人一种液体，相同体积下物体与液体重量的不同将决定作用在物体上的浮力的大小。相同体积下，比液体重的物体会下沉，比液体轻的物体会上浮。本单元的编写思路是: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年龄特点的有关沉浮现象的本质解释。本单元设计的对物体沉浮的解释有两条途径，一是用浮力和重力的关系解释沉浮现象，是用密度的概念解释沉浮现象。因为浮力的大小与液体的密度也有密切关系，因此，将物体的沉浮原因定位在物体的密
4、度上。对五年级的学生来说，密度概念要求过高，因此，教科书没有直接出现密度概念，而是通过观察和实验，用同体积的重量作比较，帮助学生建立密度的前科学概念。第 1 课从学生常见的现象开始。首先涉及到的是哪些物体在水中下沉，哪些物体在水中上浮，在观察现象的过程中，整理物体的沉浮与哪些因素有关。探究同一种材料构成的物体，在水中的沉浮与它的体积、重量没有关系，只与物体的密度有关，在这里打下一个伏笔。第 2-3 课研究沉浮与物体的轻重和体积大小的关系。相同体积下，重的物体容易沉;相同重量下，体积小的物体容易沉。第 4 课是沉浮的应用，体现科学与技术之间的关系。第 5-6 课，从另一个角度，即浮力和重力之间的
5、关系，解释物体沉浮的原因。第 7-8 课，探索液体密度对物体的沉浮影响，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。资料库中的资料，将扩大学生的阅读面，同时渗透了物体密度的概念。在相同的体积下，一些物体比水重，一些物体比水轻，它们的沉浮与之相关。当然，本单元只是研究了与沉浮现象有关的因素，并不能穷尽沉浮的规律。关于沉浮的进一步探索、浮力的计算等内容，将在初中的科学课中最终完成。本单元的教学活动多是以矛盾冲突及产生的问题来引导和驱动的。如“马铃薯在水中是沉还是浮”一课，同一个马铃薯为什么在第一个杯子里是沉的，而在另一个杯子里却变浮了呢，学生在观察中发现了问题再进一步观察、分析， “
6、可能两种液体不一样吧”一提出了推测;让我们来观察比较这两种液体有什么不一样， “可能是水中的白乎乎的东西引起的变化吧”一做个实验来验证一下就这样使孩子们进人到像科学家那样探究科学的活动过程中。在“造一艘小船”的活动中，也是通过“用这几种材料能制作什么样的船” “什么样的船能装更多的货” ，以及探究过程中不断产生的“用什么方法保持船的平稳” “还有什么方法可以使我们的船装得更多”等一系列问题来指引学生们设计和制作小船，并不断改进小船的制作的。学生们因为有这些不断产生的问题，才会持续进行观察研究活动。也正是因为他们能不断发现问题、解决问题，继而又产生新的问题，才会使他们变得越来越聪明。二、单元教学
7、目标科学概念.物体在水中的沉浮与构成它们的材料和液体的性质有关。.比同体积的液体重的物体，在液体中下沉，比同体积的液体轻的物体，在液体中上浮。.同种材料构成的物体，改变它的重量和体积，沉浮状况不改变。.不同材料构成的物体，如果体积相同，重的物体容易沉;如果重量相同，体积小的物体容易沉。.物体在水中都受到浮力的作用，物体浸人水中的体积越大，受到的浮力也越大。.当物体在水中受到的浮力大于物体受到的重力时就上浮，小于重力时就下沉。浮在水面的物体，浮力等于重力。过程与方法.通过简单的推测、实验设计和验证活动获得结果。.经历一个典型的“观察一发现一推测一验证”的科学探究活动过程。.按一定要求进行简单的设
8、计和制作。.学习用控制变量的方法，探索物体沉浮的原因。.学会用弹簧秤测量物体在水中受到的浮力。.利用浮力和重力的关系，解释物体在水中的沉浮现象。.用画示意图的方法，表示浮力和重力的关系，解释物体在水中的沉浮。.经历观察方法的设计、改进，通过实验获得数据并转化为证据的过程，培养逻辑思维能力。.对观察研究结果进行简单的整理、分析和概括，形成科学概念。情感态度价值观.认识到物体的沉浮现象是有规律的，规律是可以被我们认识的。.体验科学探究的乐趣，保持和发展探究周围事物的兴趣和好奇心。.认识到科学和技术紧密相连，它们为人类的发展做出了巨大贡献。.认识到阅读、收集更多的相关信息资料，能丰富自己的认识，修正
9、、完善原有的认.在实验中理解控制变量的科学方法和思想。.感受人类创造发明的历程，激发创造欲望。.懂得方法的改进有利于研究的顺利进行。.学习利用数据分析解释现象，懂得数据的重要性。.懂得确定一种物质的性质，需要有很多的证据。三、分课时教学建议第 1 课物体在水中是沉还是浮(一)背景和目标生活中哪些物体在水中下沉，哪些物体在水中上浮，学生已经有一定的经验;物体为什么会上浮和下沉，学生也有他们自己的解释。表面上看是一些物体上浮而另一些物体下沉，实际上是一些变量决定了物体的浮沉。这些变量包括物体的体积、重量和被放液体的密度。人们通常说:“重的物体下沉而轻的物体上浮” ， “所有的木材都会上浮” ，这些
10、表述都过于简化，生活中不难找到与这些说法相悖的例子。如何在学生已有经验的基础上进行学习?这是本单元面临的问题，也是本节课开始探索的任务。从纠正学生的错误概念开始，通过一步一步的探索，让学生逐步明白现象背后的原因，认识到事物的规律。猜想一个物体在水中是上浮还是下沉，是一项具有挑战性的任务，学生将想出许多原因。有些猜想基于物体材料本身，有的基于对熟悉物体先前的认识，有的会关注物体的体积大小、形状、重量或其他的一些特性。学生很容易把沉浮的原因归结为物体的轻重和大小。鉴于此，教科书特地安排了同一种材料构成的物体，改变他们的重量和体积大小，沉浮状况不变的内容，从而纠正学生一些错误的前概念。科学概念物体在
11、水中有沉有浮，判断物体沉浮有一定的标准。同种材料构成的物体，改变它的重量和体积，沉浮状况不改变。过程与方法对物体的沉浮做出预测，并用实验验证，做好记录。学会用切分和叠加物体的方法研究沉浮变化。情感态度价值观.认识到用实验验证猜想，能及时纠正自己的错误概念。(二)教学准备每组一个水槽、教科书上要求的一七种物体、一把小刀、to 枚回形针、3 块相同大小的小木块、记录表。(三)教科书说明本课由三部分组成，分别是“观察物体的沉浮” ， “观察更多的物体在水中的沉浮” ，“观察同种材料构成的物体在水中的沉浮” 。第一部分:观察物体的沉浮教科书第 2 页的两幅图，是让学生进行一项简单的观察活动一观察砖块、
12、木块在水中的沉浮，确定判断物体沉浮的标准。同时，规定了操作的方法:把物体轻轻从水面放人水里，而不是把物体扔进水中，也不是放在水面上。接下来要判断塑料块在水里的沉浮情况，由于学生对砖块、木块的沉浮经验十分丰富，一般不会出现判断错误，而对塑料块的沉浮经验普遍不足。所以，应先猜测塑料块的沉浮，然后根据操作要求，轻轻放人水中，观察它的沉浮状况。这里既是复习沉浮的标准，又为下一步的观察活动作了铺垫。需要指出的是，若放人高密度聚乙烯(HDPE)塑料块，塑料块的大部分是浸人水中的，有些学生会把这种现象表述为“塑料块沉人水中了” ，而不是表述为“塑料块是浮的” 。因此，此项活动，也是进一步界定“(浮在水中的物
13、体) 只要物体的一部分露出水面，就说明这个物体是浮的” ，从而避免出现悬浮的概念。第二部分:观察更多的物体是沉还是浮明确了观察沉浮的方法和标准，下面再来观察更多物体的沉浮情况。教科书安排了七种材料让学生进行观察。这七种材料是有结构的，有学生极易做出沉浮判断的材料，如石头、泡沫塑料等，也有他们较难判断沉浮的材料，如胡萝卜、蜡烛头等。因此，在这部分观察活动开始前，教科书对观察活动提出了更高的、进一步的要求。即“先预测物体在水中是沉还是浮，说说预测的理由，再把它们放在水中观察。 ”根据已有的生活经验进行猜测，预想在观察中可能观察到的现象一这种观察前的推测，是科学研究的重要环节，进行初始的假想或推论，
14、更是调动思维的必要条件。 学生的预测，展示的是他们对沉浮判断的初始概念，当实验结果与学生的初始概念产生冲突时，更容易引起学生的思考，从而发现并提出问题。所以，活动之后要求学生区分哪些预测是正确的哪些预测是错误的，结合自己的预测理由，进一步思考影响物体沉浮的因素有哪些是十分必要的。在学生的经验中，影响物体沉浮的因素(变量) 有以下几个 :体积大小、轻重、形状、材料、是否空心等。这些因素有些是相互关联的，如大小、形状和是否空心。接下来的学习，将围绕这些变量，进行沉浮原因的探索。第三部分:观察同种材料构成的物体在水中的沉浮这部分内容研究的是材料对沉浮的影响，实际上指向物质的密度概念，但在此处不出现密
15、度概念。教科书用橡皮和萝卜作为研究材料，进行实验研究。在不少学生的初始概念中，物体越小，重量越轻，就越容易浮起来。因此，学生会认为把橡皮切得很小的时候，会浮起来。实验结果与学生的推测相反，这对学生的学习兴趣和思维发展都有好处。切分橡皮和萝卜的方法，不限于教科书提供的方法，只要能够大致切分成差不多大小就可以。实验中使用小刀的时候，应提醒学生注意安全。橡皮和萝卜不能无限制地切小，切分得太小，会出现浮在水面上的情况，这是因为水的表面张力的原因，出现这种情况将会对教学产生不利的影响，会改变探索的方向。如果找不到能浮在水面的萝卜，可以用苹果等代替。通过橡皮和萝卜的实验，学生会初步明白，同种材料构成的物体
16、，把它们的体积变小，它们在水中的沉浮状况是不变的。同样，做回形针和木块的实验是对前一部分的逆向思考。通过实验学生会明白，同种材料构成的物体，把它们的体积增大，它们的沉浮状况也不会改变。把这两个实验连起来观察，学生能够得出这样的结论:同种材料构成的物体，改变它们的体积大小，在水中的沉浮是不会改变的。可见，这部分内容隐含着材料本身的质地(物质的密度)与物体在水中的沉浮有关系的道理。(四)教学建议1.观察物体的沉浮。一开始，教师可以让学生回忆曾经看到过的物体沉浮情况，了解学生的经验。然后出示砖块，演示把砖块轻轻放人水里，观察它的下沉过程，板书:沉; 出示木块，演示把木块轻轻放人水里，观察它的沉浮，板
17、书:浮。这里确定了沉和浮的参照标准。接着，出示塑料块，让学生猜测塑料块放人水中，是沉还是浮。猜测后，把塑料块轻轻放人水中，观察塑料块的沉浮状况，并指出像塑料块这样，只要物体有一小部分接近或者露出水面，都属于浮的情况。2.观察更多物体在水中的沉浮。把小石块、泡沫塑料块、回形针、蜡烛、带盖的空瓶、萝卜和橡皮放在桌上，让学生预测，哪些物体会沉，哪些物体会浮，并把预测结果和预测的理由填人表格;然后给学生发水槽，进行实验观察验证，并把实验结果填人表格中。这里的顺序不要调换，如果一开始把水槽和物品全部放在桌上，学生有可能直接进行实验，而跳过了预测和思考沉浮理由的过程。比较预测结果与实验结果，有没有出现预测
18、错误，思考这是为什么?同时全班讨论，我们在预测时，判断物体沉浮的依据是什么?影响物体沉浮的因素有哪些?把这些因素全部罗列在黑板上，以备在后面的活动中进行研究。3.观察同种材料构成的物体在水中的沉浮规律。(1)提问:这块橡皮在水中是沉的，萝卜是浮的，把它们切成一半大小，它的重量和体积减小了多少?它在水中的沉浮会发生变化吗?如果切成四分之一大小、八分之一大小，又会怎样呢?(2)让学生把预测结果填写在表格里，并写上预测理由。(3)演示切分橡皮的方法，提醒学生使用小刀要注意安全。为了保护桌面不受到小刀的划伤，可以在桌面垫上硬板纸或者木板。(4)学生操作，记录实验结果并思考其中的原因。(5)提问:我们对
19、橡皮和萝卜进行了切分，得到了沉浮的一些规律;如果反向思考，把同种材料构成的物体进行叠加，沉浮会发生变化吗?(6)教师给每小组提供一些回形针和小木块，让学生按照教科书第 4 页的方法进行操作，并把结果记录在表格上。(7 )汇报实验结果，讨论:同一种材料构成的物体，在水中的沉浮规律有什么特点。第 2 课沉浮与什么因素有关(一)背景和目标本课延续上一课的研究内容，继续探索物体在水中的沉浮与哪些因素有关。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
20、中的关系?教科书从上一节课的内容引人，继续探索影响沉浮的其他原因。对学生来说，物体的重量和体积是最直观、最直接的影响因素，因此本课的探索就从物体的重量和体积切人。如果学生能意识到重量和体积正在同时影响着沉浮的时候，我们就可以帮助学生通过变量控制的实验来探索其中的秘密。教科书中提供了可控的材料:相同体积不同重量的球和相同重量不同体积的立方体，意图通过特定的材料，探究出影响沉浮的因素，得到有关物体沉浮的规律。同时，教科书还设计了利用小瓶子继续研究相同体积下重量是怎样影响物体沉浮的实验，也为探索潜水艇沉浮的原理作了很好的铺垫。潜水艇的设计很好地体现了科学原理和科学技术之间的有机结合。科学概念.物体的
21、沉浮与自身的重量和体积都有关。.不同材料构成的物体，如果体积相同，重的物体容易沉;如果重量相同，体积小的物体容易沉。.潜水艇应用了物体在水中的沉浮原理。过程与方法.用控制变量的科学方法，探索物体沉浮的原因。.学习用分析的方法研究影响沉浮的因素。情感态度价值观.在实验中理解控制变量的科学方法和思想的意义。.感受科学原理应用于实际的巨大作用。(二)教学准备每组一个水槽、教科书上要求的一七种物体、一套相同体积不同重量的球、一套相同重量不同体积的立方体、小瓶子、 “潜水艇” 。(三)教科书说明教科书从前一节课的内容引人，提出了不同材料构成的物体，它们的沉浮与轻重、体积大小有关吗的问题，引导学生关注、分
22、析前一节课的材料和实验结果。第一部分:分析物体在水中的沉浮规律这里所说的物体指的是不同材料构成的物体。物体在水中的沉浮与什么有关?在前一节课已引出了对这一问题的讨论。学生的讨论结果可能会是这样的:物体的沉浮与物体是不是空心的有关;与它的轻重有关 ;与它的大小有关物体的沉浮和它的轻重、大小是怎样的关系呢?轻的浮、重的沉;大的浮、小的沉;或者是大的沉、小的浮。是这样的吗?教科书引导学生们先来进行两项前期观察结果的整理活动。1.把几种物体按体积大小顺序排列在实验桌上，再标出它是沉的还是浮的。想一想:物体的沉浮和它的体积大小有关系吗?2.把几种物体按轻重顺序排列在实验桌上，再标出它是沉的还是浮的。想一
23、想:物体的沉浮和它的轻重有关系吗?这里的活动隐含着如何做观察记录和整理信息的教学意义。经过排列整理，学生们很快就会“发现”物体的沉浮与物体的轻重、体积大小并无他们所想象的那种关系。当预想的结果与实际观察的事实产生矛盾时，我们怎么想呢?这有两种可能:或许是我们的观察有误;或许是物体的沉浮与物体的体积大小、轻重是没有关系的(即我们的推测有误)。学生们对于“物体的沉浮和它的体积大小、轻重是无关的”这样的结论，大多表示半信半疑。事实上，物体的沉浮和它的体积大小、轻重都是有关的，其中本质的原因是物体的密度，但是这里还不适合出现密度这个概念，因此就用重量和体积这两个变量进行描述，这是符合学生的认知规律的。
24、正因为是这两方面的因素同时影响着物体的沉浮，在不考虑体积大小的情况下，就很难看出物体的沉浮与轻重的关系;同样，在不考虑轻重的情况下，也很难看出物体的沉浮与体积大小的关系。所以，要探究物体的沉浮是否和它的轻重有关系，就要对可能影响它沉浮的“体积大小”因素加以控制;同理，探究物体的沉浮是否和它的体积大小有关系时，就要对可能影响它沉浮的“轻重”因素加以控制，这就是科学上的变量控制的思想，也是这节课要求学生学习的变量控制实验的方法。第二部分:控制其他因素进行研究教科书提出了一个问题“当我们对这些物体进行比较时，为什么看不出它们的轻重、体积大小与沉浮之间的关系” ，希望引导学生讨论猜测:可能是重量和体积
25、在同时影响物体的沉浮，从而顺利地引出控制一个因素(变量) ，研究另一个因素 (变量)作用的活动。同时，教科书以介绍科学家常用的方法，出示变量控制的研究方法。教科书这部分的后两项观察活动就是按这样的思路设计的。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。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。结果怎样?物体的沉浮和物体的轻重有关系吗?物体的沉浮和物体体积的大小有关系吗?是什么关系呢?原来，不同材料构成的物体，在体积相同的情况下，重的物体容易沉，轻的物体容易浮;在重量相同的情况下，体积小的物体容易沉，体积大的容易浮。这就
26、是学生所能理解的重量与体积对沉浮的影响。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。如果再进一步，希望学生感受到“体积大、重量小的物体容易浮;体积小、重量大的物体很容易沉。 ”这样，学生科学概念的发展更加深人。 教科书第 5 页最下面一行的问题“当我们用这两组材料进行研究时，为什么能够看出物体的轻重、体积大小对沉浮的影响呢?”意在提醒学生反思我们的研究过程，认识到变量控制实验的意义和作用，体会科学研究方法的重要性。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。第三部分:用小瓶子研究
27、沉浮这个活动是前面活动的延续。空的小瓶子是浮的，小瓶子的好处是可以控制体积不变，往瓶子里加水的过程中，逐步改变瓶子的重量，在不断的实验过程中，学生可以直观地看到重量是怎样影响沉浮的，从而加深对体积相同，重的物体容易沉这个概念的理解。教科书第 6 页中间，一个小瓶子悬浮在水中，这种现象，在理论上是成立的，实际操作过程中，学生是很难做到的，因此这里不要求学生做出悬浮的小瓶子，只要求学生观察到，瓶子中的水超过某一个限度，小瓶子就会下沉，这其中也隐含着密度的概念，这里的密度是小瓶子的平均密度。当平均密度大于水的密度时，小瓶子就下沉。到这里为止，教科书提出要求，希望学生能够整理所学内容，得出不同材料构成
28、的物体，在水中的沉浮规律，作进一步强化。第四部分:潜水艇的原理有了小瓶子活动的铺垫，学生对潜水艇的原理能够比较容易理解。不过，小潜水艇是学生十分喜欢的玩具，尽管学生理解了原理，还是要让学生进行实际操作，甚至亲自制作简易潜水艇，这样有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力。(四)教学建议1.分析物体在水中的沉浮规律。这个活动展开，要利用上一节课的材料和实验记录单，把七种物体放在桌上，进行观察，你能看出沉浮与什么因素有关吗?怎样说明物体的沉浮和它的轻重、体积大小有没有关系?(1)把泡沫塑料、萝卜、空瓶子、小石块、回形针、橡皮、蜡烛等物体按体积大小顺序排列在实验桌上，再用小卡片标出它是沉的还是浮
29、的。想一想，物体的沉浮和它们的大小有关系吗?(2)把泡沫塑料、萝卜、空瓶子、小石块、回形针、橡皮、蜡烛等物体按轻重顺序排列在实验桌上，再用小卡片标出它是沉的还是浮的。想一想，物体的沉浮和它们的轻重有关系吗?(3)为什么看不出它们与沉浮之间的关系?2.控制其他因素进行研究。首先要让学生讨论得出可能是物体重量和体积在同时影响着它们的沉浮，遇到这样的情况怎么办?希望学生能够应用以前学过的方法，思考出控制其中一个因素进行研究的方法。如果学生想不出来，教师可以告诉学生，科学家遇到这种情况时所采用的方法，顺势对学生进行科学方法和科学思想的教育。(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
30、，再放进水里观察。结果怎样?(2)把一组轻重相同的立方体按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?(3)思考:从这两组材料的实验中，我们得到什么结论?(4)为什么用上一节课的物体进行比较，看不出物体的大小对沉浮的影响?用这两组材料，能够观察到物体的轻重、体积与沉浮之间的关系?3.用小瓶子继续研究沉浮规律。这项活动，可以让学生独立完成，教师只要提出任务即可。选择的空瓶子要能够浮在水面上，然后给学生提供滴管，让学生找到加多少水，小瓶子就开始下沉的临界线，标注记号。最后让学生讨论:在这个活动中，我们明白了什么。从而强化物体的体积不变，重量增加，沉浮会发生改变的结论。再跟前面的
31、实验结合起来，整理不同材料构成的物体在水中的沉浮规律。4.潜水艇的秘密。关于潜水艇的原理，可以让学生观察教科书上的插图进行讨论，也可以提供多媒体资料，向学生介绍。当学生理解了潜水艇的原理之后，接下来的活动还是相当重要的，一是要让学生动手操作小潜水艇，体验潜水艇的沉浮现象;二是要提供自制简易潜水艇的制作方法，让学生在课外自己制作潜水艇，提高他们的兴趣，发展动手操作能力。必要的时候，还可以跟“造一艘小船”一课结合起来，举办自制小船的展览会。第 3 课橡皮泥在水中的沉浮(一)背景和目标前面已经研究了物体沉浮的规律，学生也知道了在体积不变的情况下，改变物体的重量能够改变物体在水中的沉浮状态。本课将用学
32、生熟悉的橡皮泥作为研究材料，使橡皮泥在水中浮起来，并探索其中的原因，从而帮助学生理解钢铁制造的轮船为什么能够浮在水面上。学生对橡皮泥是比较熟悉的，一些学生或许在生活中已经有了类似的经验，能够把橡皮泥做成船的形状，浮在水面上。但是，一般的学生都不会去考虑其中的原因，本课将带领学生用实验数据揭开其中的秘密。实心的橡皮泥沉人水底，船形橡皮泥却能浮在水面上，原因是船形橡皮泥浸人水中的体积增大了。这里引人了测量橡皮泥排开的水量的活动，通过比较各种形状橡皮泥排开的水量，揭示沉浮变化的基本原因。科学概念.改变物体排开的水量，物体在水中的沉浮可能发生改变。.钢铁制造的船能够浮在水面上，原因在于它排开的水量很大
33、。过程与方法.用刻度杯测量橡皮泥排开的水量。.把橡皮泥制作成不同的形状，使之能够浮在水面上。.根据橡皮泥排开的水量，做出沉浮判断。情感态度价值观.认识到认真细致地采集数据的重要。.在探求原因的过程中，懂得证据的重要性。(二)教学准备每组一个水槽、若干橡皮泥、一只刻度杯、记录表。(三)教科书说明本课由三个部分组成。第一部分是“观察实心橡皮泥的沉浮”;第二部分是“让橡皮泥浮在水面上”;第三部分是“ 测量橡皮泥排开的水量，探索橡皮泥上浮的原因” 。 第一部分:观察实心橡皮泥的沉浮教科书第 7 页，展示了一块橡皮泥的四种形状，把它们放人水中都会沉人水底。不同形状的橡皮泥，重量没有改变，学生很容易理解。
34、因为橡皮泥既没有增加也没有减少，形状不影响重量。这是一个铺垫性的活动。把一块橡皮泥改变成不同形状，它的体积发生变化了吗?这对于学生来说没有经验，怎么办?得想办法测出不同形状的橡皮泥的体积是多少。怎样测出橡皮泥的体积呢?把橡皮泥放人盛水的刻度杯中，就能测出它的体积。比较几种不同形状的实心橡皮泥，会发现体积没有变化。所以，改变橡皮泥的形状，重量没有变，体积也没有变，它的沉浮状况不会发生变化。这个测量橡皮泥体积的活动，为后面测量排开的水量做好了铺垫。第二部分:让橡皮泥浮在水面上怎样让橡皮泥浮在水面上?学生是有经验的。教科书第 7 页提供了一种形状，实际上学生会创造出很多不同的形状，它们都有共同之处:
35、空心的或者是船形。教科书要求学生通过亲自动手，做出能浮在水面的橡皮泥，这里有技术上的要求。当学生做出一些能浮在水面上的橡皮泥后，就会思考了，是什么原因使橡皮泥浮起来的?橡皮泥的重量没有改变，改变的因素可能就是浸人水中的体积了。第三部分:测量橡皮泥排开的水量怎样测量橡皮泥浸人水中的体积呢?教科书第 8 页提出了测量橡皮泥排开的水量的方法。称作“排开的水量”是为了与“排水量”相区别， “排开的水量” 指的是物体排开的水的体积，而“排水量”通常指的是物体排开的水的重量。教科书第 8 页出示的是用烧杯测量排开的水量，烧杯的刻度还不够精确。测量排开的水量的工作必须细致，观察刻度时视线应与水面持平。排开的
36、水量的计算方法是，放人物体后的刻度数减去原来的水量等于物体排开的水量。教科书第 8 页的表格中，要测量五种形状橡皮泥的排开的水量。其中“实心团”和“沉的形状”两者排开的水量是相同的，其他三种形状排开的水量也相同。比较沉的形状排开的水量与浮的形状排开的水量，可以发现:沉的形状排开的水量小，即浸人水中的体积小;浮的形状排开的水量大，即浸人水中的体积大。从数据中可以看出，橡皮泥浮起来的原因在于它的重量不变，而浸人水中的体积增大。知道了这个道理，学生也就能够理解钢铁造的轮船为什么能够浮在水面上了。这里要求学生能够以自己的语言，来解释轮船浮在水面上的原因。(四)教学建议1.观察橡皮泥的沉浮。这项活动只能
37、用一块橡皮泥做实验。市面上有各种品牌的橡皮泥，教师要多加挑选，选择放在水中不会化掉的橡皮泥做实验，否则会影响实验效果，影响精确度。对于不同形状的橡皮泥，重量是否改变，学生一般不会有异议。但是体积是否发生变化，学生肯定会有不同意见，此时教师要抓住机会，让学生思考如何比较不同形状的橡皮泥的体积，从而引出采用盛水的刻度杯来测量橡皮泥的体积的实验。这里可以把测量橡皮泥排开的水量的活动提前，让学生亲自动手测量记录，这项活动为后面的测量船形橡皮泥排开的水量打下了基础。经过测量后，要求学生总结:橡皮泥的形状改变之后，重量不变，体积也不变，因此沉浮状况保持不变。2.让橡皮泥浮在水面上。此活动要求学生继续探索改
38、变橡皮泥的形状，让它浮在水面上。教学时可以完全放手，让学生探索。例如采用竞赛的形式，提供学生多块橡皮泥，让学生做出尽可能多的形状。然后观察各种能浮的形状有什么特点，不能浮的形状有什么特点，初步感受它们与沉浮之间的关系。思考:同一块橡皮泥，在改变其形状后，有的为什么能够浮在水面上呢?3.测量比较橡皮泥排开的水量。(1)思考把一块橡皮泥做成不同形状，沉浮情况发生变化，是什么因素造成的。(2)把橡皮泥船放人刻度杯使之浮在水面上，观察水面指示的刻度。把船形橡皮泥排开的水量记录在表格中。(3)将实心橡皮泥排开的水量数据，与船形橡皮泥排开的水量数据进行比较。(4)分析是什么原因使船形橡皮泥能够浮在水面上。
39、(5)解释钢铁制造的轮船，为什么能够浮在水面上。第 4 课造一艘小船(一)背景和目标船的发明是人类的伟大创造，自从有了船，人类的活动范围大大扩大，人类的物资运输和交流也大大增加。可以说，船与我们的生活紧密相关。大部分学生对船比较熟悉，许多学生有乘船的经验，有折纸船的经验。学生知道船的作用，因此也很乐意来设计制造一艘自己的小船。前面的学习内容，让学生明白了船为什么能浮在水面上的原因，也知道了船排开的水量越大，越容易浮在水面上，装载的货物也就越多。本课引导学生通过制造一艘橡皮泥小船，研究相同重量下，怎样增加船排开的水量，从而达到更大的装载量。在动手操作过程中，学生会遇到一些困难，如怎样保持船身的稳
40、定和平衡，如何装载更多的货物。这些问题的解决只有在具体的操作过程中，不断地调试才能达成，因此对学生技能的发展是很有帮助的。本课还引导学生用其他的材料造船，设计出更多的船，来激发学生的学习兴趣。希望学生能够按照设计的计划进行有日的的活动，进一步加强科学和技术的联系。最后举办船的展览会和回忆船的发展史是活动的延续，希望学生保持对科学、技术的兴趣。通过回忆船的发展历史，了解人类的发明创造过程，激发心中的创造欲望。科学概念.相同重量的橡皮泥，浸人水中的体积越大越容易浮，它的装载量也随之增大。.科学和技术紧密相连，它们为人类的发展做出了巨大贡献。过程与方法.探索用橡皮泥造船，不断改进船的形状，增大船浸人
41、水中的体积。.按自己设计的方案制造小船，并不断改进。情感态度价值观.体会不断改进设计对结果的影响。.感受人类创造发明的历程，激发创造欲望。(二) 教学准备每组一个水槽、若干橡皮泥、若干垫片、玻璃弹子、船的发展史图片或多媒体资料。(三) 教科书说明本课有五个部分，分别是“用橡皮泥造船” “哪艘船装载的货物多” “设计制造其他的船” “办个船的模型展览会”和“船的发展史” 。 第一部分:用橡皮泥造一艘小船用橡皮泥造一艘小船，对学生来说已经不是难事，如果重复这样的活动，对学生的发展没有多大的意义。因此，教科书提出了新的要求:怎样造出一艘装载量比较大的小船呢?这就需要运用前面所学的知识进行思考。每组的
42、橡皮泥数量相等，重量相等，不能在重量上做文章，只有在增大浸人水中的体积这一点上动脑筋，浸人水中的体积越大装载量就越大。橡皮泥是很容易改变形状的，这就为学生的动手留下了很大的空间。这个活动，不仅仅要让学生造出一艘船，更要引导学生怎样利用限定的材料造出一艘大船，把动手和动脑有机地结合起来。第二部分:哪艘船装载多船造好了，究竟哪艘船装载量大，需要检验，这也是一个验证的过程。教科书第 9 页，提供了用垫圈作为货物进行验证的方法。垫圈有大有小，垫圈的选择要与橡皮泥船的装载量相匹配，一般一艘橡皮泥船，最多能够装载 20 个垫圈，这样大小的垫圈比较理想，在课堂教学中容易比较装载量。如果采用玻璃弹子作为装载的
43、货物，就会遇到玻璃球滚来滚去的问题。这会使船不能很平稳地浮在水面上，而发生倾斜，也就影响了装载量。怎样保持船的平稳呢?教科书提示学生“把船分隔成几个船舱试试” 。这也使我们的学习活动与生活实际联系了起来。“还有什么方法可以使我们的船装得更多?”这是一个更为开放的问题，日的是让学生思考的角度更加开阔，为改变液体会改变沉浮打下伏笔。第三部分:设计制造其他的船通过观察研究，学生们已经明白了一些物体沉浮的道理。现在，他们要用学到的知识和获得的经验来造一艘其他的小船。要造一艘什么样的小船呢?造这艘小船需要什么材料?可以先拟订一份造船的计划。教科书在这部分通过图片和文字向学生们介绍了造船的计划和实施步骤，
44、引导学生们在课前完成一艘小船的制作。课堂上，主要来演示介绍自己的小船，并交流一下有哪些需要改进的地方。造小船是在课前进行的，因此，上一课结束时要让学生们课外先自学这部分内容，在本节课前完成一艘小船的制作。当然，这部分的学习内容也可以在课内进行。如果是这样，那么本课就需安排两课时来完成教学。第四部分:船的展览会;第五部分:船的发展史。这两个活动可以结合起来进行。这是对学生进行科学史教育的好机会，也是“造一艘小船”教学成果的展示活动，又是沉和浮单元教学的后续课外活动。让学生们课外去收集各种船只的图片、模型及有关的文字资料，加上自己设计制作的小船，就可以办一个船的展览会了。参观自己办的展览会，交流收
45、集的各种资料，了解更多的船的作用和特点以及船的发明发展史，这将是十分有趣也是很有意义的活动。它将促进学生对技术的理解，对技术发展与人们生活关系的理解。这项活动，可以作为考核学生的依据之一。教科书第 11 页，船的图片(从左到右、从上到下) 分别是 :木筏、独木舟、明轮、帆船、气垫船、远洋货轮、现代客轮、航空母舰。(四)教学建议1.用橡皮泥造船。这项活动，可以采用比赛的形式进行。要让学生明白，制造一艘橡皮泥小船容易，不容易的是利用相同数量的材料，制造出装载货物较多的小船，让学生感觉到有一定的难度，会激发学生的挑战意识。在学生动手制作之前，可以讨论，运用所学知识，怎样才能制造出装载量比较大的小船。
46、教师要挑选比较理想的橡皮泥，即浸在水中不会化掉的橡皮泥，提供给各组的橡皮泥数量和重量要相等，让学生在公平的情况下竞争。2.哪艘船装载多。(1)等各组完成制造小船之后，组织讨论怎样比较每一只船的装载量。(2)建议用适当大小的垫圈作为货物，来检验小船的装载量。(3)放人垫圈的时候，动作要轻，分布要均匀。(4)边放垫圈边记录数量，可以重复几次检验，取放得最多的一次的数值。(5)把各组的最大装载量写在黑板上，比较其中的差别。(6)让装载量最大的小组介绍经验。3.设计制造其他的船。这项活动可以在课前布置学生完成，也可以在课堂中完成计划的制定和小船的设计，然后交流学生的设计，相互补充、完善。如果事先布置学
47、生自制小船，课堂上可以展示自制的小船，进行试航，讨论小船的优点和缺点，提出改进的意见。如果事先没有布置学生自制小船，就可以以小组讨论的形式，画出小船的设计图，列出所需的材料，写出制作的步骤，再全班交流。制作的任务在课外完成，学生最好能自己独立完成，也可以请父母或者亲戚朋友帮助。等适当时候，举办船的展览会。4.办个船的模型展览会，船的发展史。(1)把课前收集到的有关船的图片、资料在小组内交流。(2)选择学生收集的图片，按照船的发展史，把图片排列在黑板上。(3)观看船的发展史的图片或录像，谈谈自己的体会。(4)另外，可以把学生制作好的小船和收集到的有关船的图片、资料在实验室作长期展出交流。第 5
48、课浮力(一)背景和目标第 1 课到第 4 课，学生通过探究了解了构成物体的材料、重量、体积大小对沉浮的影响，实际上学生在探索的过程中，已经感受到了浮力的存在。本课开始，学生将把注意力放在浮力上，来研究物体沉浮的秘密。当一个物体放人水中时，它就受到了水对它向上的推力，即浮力。不管物体是下沉还是漂浮，它们都受到水的浮力。如果向上的浮力大于向下的重力，物体将上浮;如果向上的浮力小于向下的重力，则物体下沉。当学生将泡沫塑料块完全浸人水中受到的浮力与受到的重力进行比较时，他们会发现泡沫塑料块受到的浮力大于重力，寻找到物体为什么在水中上浮的原因。学生通过测量比较泡沫塑料块受到的浮力大小，还会发现，不同大小
49、的泡沫塑料块完全浸人水中，体积越大，受到的浮力就越大。他们就此也会明白浮力的大小与浸人水中的体积有关。科学概念.上浮物体在水中都受到浮力的作用，我们可以感受到浮力的存在，可以用测力计测出浮力的大小。物体浸人水中的体积越大，受到的浮力也越大。当物体在水中受到的浮力大于重力时就上浮，浮在水面的物体，浮力等于重力。过程与方法学会用弹簧秤测量泡沫塑料块在水中受到的浮力。运用浮力和重力的概念，解释物体在水中的沉浮。情感态度价值观懂得方法的改进有利于研究的顺利进行。懂得数据在分析解释现象过程中的重要性。(二) 教学准备每组一个弹簧秤、三块大小不同的泡沫塑料块、一个底部带小滑轮的精确刻度杯、细线、记录表。(三) 教科书说明本课有四个部分，分别是“感受浮力” “测量一块泡沫塑料块的浮力” “测量不同大小泡沫塑料块的浮力”和“解释上浮的原因” 。第一部分:感受浮力学生在平时的经验中，已经有了浮力的感受，当学生在游泳时能够感受到水对身体的浮力，当学生用救生圈游泳时，更能感受到水的浮力。这些对浮力的感受是无意识的。学生在前面内容的学习中，也不自觉地感受到了浮力。因此，浮力一词的出现，就从学生的平时感受出发。首先是回忆手指压小船的感觉，调动已有的学习经验;然后是把一块泡沫塑料块压人水中，直接感受水的浮力。当学生感受了浮力之后，教科书给出了浮力的描述性定义，这个定义