沉浮与什么因素有关 教学设计3

1教学目标
科学概念：
1、物体的沉浮与自身的质量和体积都有关系。
2、不同材料构成的物体，体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；重量相同，体积小的物体容易沉，体积大的物体容易浮。
3、潜水艇应用了物体在水中的沉浮原理。
过程与方法：
1、学习用分析的方法研究影响沉浮的因素。
2、用控制变量的科学方法，探究物体在水中沉浮的原因。
情感、态度、价值观：
1、在实验中理解控制变量的科学方法和思想的意义。
2、感受科学原理应用于实际的巨大作用。
2学情分析
《沉浮与什么因素有关》是五年级科学《沉和浮》单元的第二课时。单元教材的编写思路是：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特点的有关沉浮现象的本质解释。
学生对沉和浮现象研究的进程：
第1课《物体在水中是沉还是浮》：观测7种物体在水中的沉浮，整理物体的沉浮与哪些因素有关。探究同一种物体在水中的沉浮与它的体积和重量没有关系，埋下一个伏笔。
第2课《沉浮与什么因素有关》：研究沉浮与物体的重量和体积大小的关系：体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；重量相同，体积大的物体容易浮，体积小的物体容易沉。
第3课《橡皮泥在水中的沉浮》：研究轻重不变的情况下，体积与沉浮的关系：物体在水中的沉浮，与物体排开的水量有关。
第5课《浮力》和第6课《下沉的物体会受到水的浮力吗》：从浮力和重力之间的关系，解释物体沉浮的原因。
第7课《马铃薯在液体中的沉浮》和第8课《探索马铃薯沉浮的原因》：探索液体密度对沉浮的影响，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。
从上面学生在本单元中对沉和浮现象研究的进程来看，本课在学生研究进程中所处的位置是：
前一课，学生通过对7种物体的观察，对原有的沉浮认识的前概念（重的物体沉，轻的物体浮；大的物体浮，小的物体沉）产生了疑惑，知道同一种材料构成的物体在水中的沉浮和重量与体积没有关系，而不同材料构成的物体在水中的沉浮和重量与体积似乎有关系，似乎又没有关系。
在本课中，学生学习用变量控制进行研究。识别变量、控制变量、运用典型的结构材料进行验证、反思变量控制实验的结果，但这只是学生思维辩证的第一层次。教学的指向是物体在水中的沉浮与浮力（物体在水中排开的水量）和重力的关系。因此，本课的教学目的之一是解决学生前概念的认知问题，同时对学生的概念进行进一步的发展，学生在思维发展上呈现“模糊——>清楚——>再模糊——>再清楚”的过程，把学生对沉浮现象的认识引向浮力和重力的关系。
3重点难点
『教学重点』用控制变量的科学方法，探究物体在水中沉浮的原因。
『教学难点』学习用分析的方法研究影响沉浮的因素。
4教学过程
4.1 第一学时
教学活动
活动1【导入】一、导入：
1、我们已经知道，同一种材料构成的物体，在水中的沉浮与它们的轻重、体积大小没有关系。那么，不同材料构成的物体，在水中的沉浮与它们的轻重、体积大小有关系吗？
2、物体在水中的沉浮到底和什么因素有关系呢？这节课我们就来研究研究。（出示课题）
活动2【讲授】二、分析物体在水中的沉浮规律：
1、上节课，我们观察了7种物体在水中的沉浮情况（投影仪展示7种材料），这节课，我们再利用这些材料来分析一下。
2、把7种材料按重量从重到轻的顺序排一排（排好后，分出沉浮）；看一看，我们能看出轻重对物体沉浮的影响吗？（举例）
3、把7种材料按体积从大到小的顺序排一排（排好后，分出沉浮）；看一看，我们能看出体积大小对物体沉浮的影响吗？（举例）
4、是什么在影响物体在水中的沉浮呢？
活动3【活动】三、控制其他因素进行研究：（16分钟）
1、怎样才能看出物体的轻重对沉浮的影响或物体的体积大小对沉浮的影响？
（引导：科学家在研究中遇到这种情况时，也往往采用控制其他因素不变的方法，来研究某一个因素是否对物体产生作用。）
2、出示材料：
（1）4个体积相同重量不同的小球：
A、你觉得4个小球的什么是一样的？轻重呢？用天平比较一下。（出示“重—>轻”）
B、你预测一下它们在水中的沉浮情况怎样？为什么这样预测？
预设：A、都浮。浮的情况都一样吗？
B、有的沉，有的浮。哪个沉？为什么沉？浮的情况都一样吗？
（2）4个重量相同体积不同的圆柱体：
A、你觉得4个圆柱体的什么不一样的？轻重呢？用天平比较一下。（出示“小—>大”）B、你预测一下它们在水中的沉浮情况怎样？为什么这样预测？
预设：A、都浮。浮的情况都一样吗？
B、有的沉，有的浮。哪个沉？为什么沉？浮的情况都一样吗？
3、实验要求：
（1）两个实验一个一个做，做完小球实验再做圆柱体实验。
（2）实验前先预测小球（圆柱体）在水中的沉浮，用图示法记录。
（3）把4个小球（圆柱体）一齐放入水中，观察它们的沉浮情况，并用图示法记录沉浮状态。
（4）观察完后，将小球（圆柱体）从水中取出，用抹布擦干。
（5）小组讨论在实验中有什么发现？
4、学生实验操作，教师巡回指导：（先预测，后实验）
实验一：体积相同重量不同的小球在水中的沉浮
小球的轻重（从重到轻）：蓝—绿—红—黄
预测（小球的状态）
实测（小球的状态）
讨论：物体在水中的沉浮和轻重有关系吗？怎样的关系？
实验二：重量相同体积不同的圆柱体在水中的沉浮
小球的轻重（从重到轻）：蓝—绿—红—黄
预测（小球的状态）
实测（小球的状态）
讨论：物体在水中的沉浮和体积大小有关系吗？怎样的关系？
“沉浮与什么因素有关”实验报告单 第（ ）小组
5、交流分析：
（1）小球实验：教师演示，学生汇报。
预设：A、你觉得小球露出水面的多少和什么有关？
B、物体在水中的沉浮和轻重有关系吗？怎样的关系？
（2）圆柱体的实验汇报同小球实验汇报，尽量让学生说。
（3）从这两个实验中，我们能得出什么结论？
6、想一想：为什么我们一开始对7种材料进行比较看不出物体的轻重、体积大小对沉浮的影响，而用这两组材料却能看出物体的轻重、体积大小对沉浮的影响？
7、小结：这就是我们在科学实验中的变量控制，它是科学研究中的一个重要的方法。
活动4【活动】四、继续研究变量控制改变物体在水中的沉浮：
1、师：刚才我们通过控制小球的体积和圆柱体的轻重，得出了这样一个结论。结论是否正确，还需要通过实践检验。老师这儿还有两样材料（出示小瓶和可伸缩的圆柱体，简介圆柱体可伸缩），我们来看看它们在水中的沉浮情况。
2、你有办法让小瓶沉下去吗？怎么做？为什么这样做？圆柱体呢？（指导擦干和圆柱体的观察方法）
3、实验要求：（师简述实验要求）
（1）小瓶子沉的实验：
A、往小瓶子内一粒一粒加绿豆，观察小瓶子的沉浮。
B、记下小瓶子开始沉下去时加绿豆的粒数。
C、再把绿豆加到1/2瓶和满瓶，观察下沉的情况。
（2）圆柱体浮的实验：
A、一点一点拉开圆柱体，观察圆柱体的沉浮。
B、用尺量出圆柱体开始浮上来时的圆柱体的高度。
C、再把圆柱体拉出1/2和大部分拉出，观察圆柱体上浮的情况。
4、学生实验，记录分析。
小瓶子沉浮实验报告单
第（ ）小组
小瓶子开始沉下去的绿豆粒数
粒绿豆
分析：
(1)在这个实验中，我们控制的因素是小瓶子的 ，改变的因素是小瓶子的 。
(2)小瓶子内的绿豆加得越多,小瓶子下沉的速度 。
圆柱体沉浮实验报告单
第（ ）小组
圆柱体开始浮上来的圆柱体高度
厘米
分析：
（1）在这个实验中，我们控制的因素是圆柱体的 ，改变的因素是圆柱体的 。
（2）圆柱体拉得越开，圆柱体上浮的速度 。
5、交流分析：
（1）说说小瓶子实验情况。
（2）小瓶子加绿豆的多少和它的沉浮状态有关系吗？小瓶子沉下去的实验再次证明了什么？
（3）圆柱体呢？
6、小结：看来，我们要改变一个物体在水中的沉浮，有几种办法？（提示：在什么不变的情况下）
活动5【练习】五、拓展延伸：
1、潜水艇被称为“海洋中的幽灵”，它是根据什么原理实现在水中自由沉浮？（课件先出示潜水艇图，再出示原理图。）
2、学了这节课，你能解释一下怎样的物体在水中容易沉，怎样的物体在水中容易浮？（圈出）
3、根据学生回答的“小而重的物体容易沉，大而轻的物体容易浮”追问：
（1）我们能用这个规律去解释物体在水中的沉浮吗？
（2）出示“橡皮”：能不能解释？
（3）如果体积变变大一点，重量变变重一点呢？出示“蜡烛”，体积再变变大一点，重量再变变重一点呢？出示“萝卜”
（4）反过来，体积变变小一点，重量也变变小一点呢？出示“石块”
（5）看来，在怎样的情况下，我们能用重量和体积去解释物体的沉浮？
4、延伸：当重量和体积两个量都发生变化时，我们还能解释物体在水中的沉浮吗？物体在水中的沉浮到底和什么有关，还需要我们在以后的课中进一步去研究。
板书：
2、沉浮与什么因素有关
轻重？ 体积？
小球的沉浮 体积相同:重的物体易沉，轻的物体易浮。
变量控制
圆柱体的沉浮 重量相同:小的物体易沉，大的物体易浮。