1.6 下沉的物体会受到水的浮力吗 教学设计1

1指导思想与理论依据
1、指导思想
（1）本课着重以实验探究为主、启发诱导相结合为教学思想展开一些列探究活动。学生在观察、动手实践的基础上发现问题，尝试解决问题，用“经验式”的证据来解释、证明新的问题，总结规律，在知识迁移的过程中建构新的概念。
2、理论依据
（1）《科学课程标准》。
（2）利用探究式教学中的“5E教学模式”帮助学生进行新知的建构，在有层次、有改进的实验材料、器材中参与、探究，利用观察到的的内容尝试解释并建构出新的概念并归纳规律，在进一步的活动中用新知识去解释生活中的现象，从而达到将新知迁移的效果。
2教材分析
1.本课承接前一课“浮力”的探究后，让学生探究下沉的物体是否受到水的浮力作用。根据学生思维发展，针对教材内容进行适当改进：
原教材内容 改进后内容
第一 部分 设计实验：下沉的物体受到水的浮力吗 设计实验并验证：下沉的物体受到水的浮力吗
第二部分 实验发现浮力有大小 探究浮力大小与什么因素有关
第三部分 探究浮力大小与什么因素有关 解释与迁移：用下沉体积越大、排水量越大，所受浮力越大解释“万吨轮船”为何能浮在水面
第四部分 解释：比较浮力与重力大小关系，判断物体在水中的沉浮
（1）原教材内容，安排有重复，学生在实验浮力有大小的时候已经对浮力大小与什么因素有关产生疑问，教学安排上可以顺势而行。而教材将“浮力有大小”与”浮力大小与什么因素有关“分割开来，显然没有顺学生思维而进行探究。
（2）在知识解释迁移上，原教材让学生思维产生跳跃而非顺序，即用“物体浸入水中体积越大，排水量越大，所受浮力越大”来解释“浮力小于重力，物体下沉，浮力大于重力，物体上浮”，逆学生思维。改进后内容，让学生利用此规律解释”万吨轮船和木舟相比，万吨轮船很重，为什么还能浮在水面上？“让学生根据课堂所学对生活中现象进行合理解释。改进后的内容，符合学生思维顺序，根据学生思维发展进行先后活动环节设计。
2.根据以上理念，本课教学内容在层次上相应分成三个部分：
第一部分：通过演示实验观察，产生疑问:下沉的物体是否受到水的浮力？
第二部分：设计实验并用弹簧测力计测量，证明下沉物体受到水的浮力。
第三部分：下沉物体受到浮力大小不同，实验验证与什么因素有关，并改进实验材料，使实验更加精准。
第四部分：解释与迁移，用当堂课知识解决问题。
3学情分析
学生在前几课已经探究并掌握的知识：
1、同一种材料构成的物体，改变体积和重量，沉浮状况不变（与密度有关）。
2、改变物体的排水量，其在水中沉浮状态会改变。
3、浮在水面的物体受到水的浮力。
4、会画物体在水中受力示意图，会简单受力分析。
学生对本课研究内容“沉入水中的物体是否受到水的浮力”没有把握。但是，学生会有一些生活经验，如游泳时感觉到自己的身体会被水托起来。这些经验提醒学生，下沉的物体在水中也会受到水的浮力。
4教学目标
知识与技能：
1、下沉的物体在水中会受到浮力的作用。
2、物体浸入水中的体积越大，排水量越大，受到的浮力也越大，浸入水中体积越小，排水量越小，受到的浮力也越小。
过程与方法：
1、设计实验验证下沉物体在水中受到了浮力的作用，会用测力计测量，能用数字传感器较准确测量、会计算下沉物体受到的浮力大小。
2、根据实验数据，推理出下沉物体所受浮力大小变化规律。
3、及时记录数据，初步尝试用excel简单收集数据。
情感、态度价值观：
1、体验实验验证的重要意义。
2、感受用Excel表格收集数据，快速计算并及时生成图像的便捷性。感受技术的合理应用为科学探究带来的便利。
3、懂得数据在分析解释现象过程中的重要性。
5教学重、难点
教学重点：设计实验验证下沉的物体受到水的浮力。
教学难点：运用数字传感器测量、收集数据，通过实验数据的分析，发现物体浸入水中的体积越大，排水量越大，受到的浮力越大。
6教学准备
教师准备：
多媒体课件、Excel表格、演示材料（苹果、勾码、水槽、水）。
学生材料：
（1）测力计、勾码、烧杯、水、记录单。
（2）力学传感器一套（力学传感器、铁架台、升降台、平板电脑）、一个带有刻度的钩码、一个装有200毫升水的烧杯，记录单。
7教学方法
观察法、讨论法、谈话法、实验法、合作探究法
8板书设计
浮力=钩码在空气中的重力—钩码在水中的拉力
下沉的物体会受到水的浮力吗
浸入水中的体积越大 V排越大 浮力越大
9教学过程
9.1 1学时
教学活动
活动1【导入】一、演示实验激发兴趣
（一）导入：下沉的物体是否受到水的浮力：2min
1、演示实验：
（1）谈话：今天老师先给大家带来一个小礼物——苹果（不小心掉到地上）
看来苹果和老师一样看见大家又高兴又激动，苹果为什么一高兴往地面上掉落？
方向是：竖直向下（板书：画受力示意图，重力）
（2）如果把苹果放入水中，会怎样？为什么
（板书，画受力示意图，浮力）
把钩码放入水中呢？你发现了什么？
像钩码这种下沉的物体会受到水的浮力吗？
（3）揭示主题：今天我们就来研究《下沉的物体会受到水的浮力吗》
设计意图：
1、利用牛顿发现的”苹果自然掉落“引出重力，苹果放入水中产生浮力，画出受力示意图，（学生知道在水中也是受重力的），为后面受力分析，得出浮力计算公式而铺垫。
2、苹果在水中上浮与钩码在水中下沉，形成视觉上的对比，教师的提问”钩码受到浮力吗“让学生在思维上产生冲突碰撞，从而产生探究的欲望。
活动2【活动】二、初步探究：下沉的物体是否受到水的浮力
1、设计实验、验证下沉的物体受到水的浮力吗？
（1）猜想：有的同学认为下沉物体会受到水的浮力，有的认为不会，你能根据这些材料设计一个实验来验证你们的猜想吗？
（2）PPT出示材料：
①设计要求
研究的问题：下沉的物体会受到水的浮力吗？
实验材料：测力计、勾码、烧杯、水
实验步骤：
结果预测：
②提示：钩码在空气中会有多重；钩码在水中会有多重。这两个重量有变化吗？
（3）交流实验设计：
出现什么情况，说明勾码在水中受到了水的浮力？
（4）PPT出示实验注意事项：
①测力计先调零，竖直提提环，与视线水平读数；
②勾码不要碰到烧杯，测力计不能进入水中
（5）分组实验
下沉的物体是否受到水的浮力实验记录单第组钩码在空气中的重力（N）
钩码在水中的重力（N）
浮力大小（N）
（6）收集、分析数据：学生分组汇报
误差分析：测力计使用方法错误
放入体积不同（统一的位置不同）
形成概念：“下沉的物体在水中会受到浮力”的认识
根据受力进行受力分析，推断出：（浮力=空气中的重力—物体所受的拉力）（板书）
设计意图：利用ppt出示的设计方案内容，引导学生有序的思考，合理的设计实验，测得数据会进行分析，可以纵向对比自己的数据，也可以横向和其他组进行对比，既是一种互相印证，也可以从横向对比中发现新的问题。引导学生误差分析，知道科学实验上一些系统误差无法避免，（为后边更为精准的实验设备进行铺垫），偶然误差可以通过操作等进行改进。
活动3【活动】三、深入探究：物体所受浮力大小与什么因素有关及浮力变化规律
（一）下沉物体浮力大小与什么因素有关
1、由刚才的实验我们知道下沉物体受到浮力，浮力大小一样吗？
物体在水中受到的浮力大小可能与什么因素有关呢？（物体的大小、密度等）
今天我们研究的是同一个物体，它的密度改变了吗？那我们可以研究哪个因素（影响了下沉物体的浮力）？
（1）提示：物体浸入水中有几种情况
A.小部分浸入水中
B大部分浸入水中
C.完全浸入水中
2、出示力的传感器等器材：讨论实验怎么做
3、全班讨论、出示注意事项：
（1）不挂钩码，先调零
（2）挂上钩码，测空气中重力
（3）依次浸入水中（3格、8格、全部）测量、记录
4、分组实验
下沉物体受到浮力大小与什么因素有关实验记录单第组 小部分浸入水中（3格） 大部分浸入水中（8格） 全部分浸入水中（全部）
钩码在空气中的重力（N）
钩码在水中的重力（N）
浮力大小（N）
钩码浸入水中体积变化 越来越_______（大/小)
排出的水量（ml）
我们的发现
5、分析所得的数据，找出下沉的物体在水中受到的浮力大小变化规律
（1）数据传感器展示数据
（2）通过记录单数据分析
（3）excel汇总三个组的数据，并自动求出“浮力”及“排水量”的平均值，生成折线图，根据图像进行分析
浸入水中的体积怎样变化的？浮力怎样变化的？还有什么变化了？（排水量）
浮力大小变化的规律跟浸入水中体积和排出的水量有什么样的关系？
6、总结：
板书：物体浸入水中体积越大，排开的水量越大，所受浮力越大，物体浸入水中体积越小，排开的水量越小，浮力就越小
（二）概括
物体在水中受到的浮力大小与浸人水中的体积(排开的水量)有关，浸人水中的体积(排开的水量)越大，受到的浮力也越大。
设计意图：
1、引导学生进行分析，哪些因素影响下沉物体所受浮力大小？学生大部分已经知道密度这个概念（因为前面学习过程中，学生有的提到”密度“这个词，老师顺势进行了解释，虽然实际是初中的内容，但是既然课堂生成了，就可以适当根据学生情况进行调整），所以可以知道同一物体，密度相同，从而把关注点引到”浸入水中体积不同“上面。
2、实验前引导学生进行”物体浸入水中几种情况“的分析，促使实验更准确。
3、利用”数字传感器“代替传统测力计，一方面让学生感受到先进设备对于实验的帮助，测量快速、更加精准；一方面使实验本身数据更加精准，减小误差，可以更好的完成实验记录单中多个数据的测量。
4、实验记录单中需要测量数据看似很多，实际一方面是引导学生归纳、找规律的内容，一方面是按照学生思维顺序发展而设计的内容。（如先发现浸入水中体积的变化，才想到那是排水量）
5、利用Excel表格进行实验数据的记录，让学生体会到信息技术为科学实验数据记录带来便利，能够快速计算出平均数以及生成折线图，数据清晰，图像一目了然，便于学生更好的分析数据，从而找到浸入水中物体浮力大小与排水量的关系，将信息技术与课堂需求适时、合理的结合。
活动4【练习】四、解释与迁移（解决问题）
1、解释生活中的现象
（1）小木船和万吨轮船相比，为什么万吨轮船仍旧能浮在水上面？请用今天学到的知识进行分析
（2）大小不同的同一种石块，完全浸入水中，所受浮力大小一样吗？为什么？
设计意图：
(1)教材上，让学生利用”物体浸入水中体积越大，排水量越大，浮力越大“这个规律来说明物体在水中沉浮的问题，即比较浮力与重力大小，这样安排一小部分学生是可以马上理解的，大部分要思考下才可以，甚至不能马上反应，因为这不是顺着学生思维发展的；本教学设计中，让学生利用此规律来解释”万吨轮船与小木舟相比，万吨轮船重很多，为什么能浮起来？这样更符合学生认知以及思维发展情况。
(2)讨论材质相同大小不同的石头浸入水中所受浮力，将教材实验内容改为利用所学进行解释的内容，一方面合理利用教材，一方面引导学生关注”科学与生活息息相关“。