125厘清主线长时探究拓展思维（张达）公开课教案教学设计课件资料.docx

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1、学科（领域）、类别：小学科学厘清主线，长时探究，拓展思维卜学科学五下沉和浮单元教材重组的思考与实践安吉县实验小学张达现行的教科版小学科学教材为2007年修订版本，倡导用科学探究活动帮助学生建构科学概念，体现科学探究和科学概念双螺旋发展的思想。小学科学教科版五下沉和浮单元，一直以来成为科学教学中教学难度仅次于宇宙单元的教学内容，不仅学生一单元学下来后对物体在液体中的沉浮及力（浮力、重力）判断概念建构不是很清晰，而且教师也觉得教学中欲语还休（对密度概念的触及），不知如何让学生的学习思维过程更清晰。因此，我本着“厘清主线，长时探究，拓展思维”的教学思路，对本单元的教材进行了重组与教学实践，尝试从学生

2、认知建构的角度，帮助学生逐步理解物体在液体中沉浮的本质，以学定教。一、原教材教师教学困惑的原因及分析教材是学生学习的文本，教师教学的载体，教材的结构性直接影响到师生教与学的效果。原教材一共8课内容，本着难度逐渐加深、思维层层推进安排了三大块的教学内容：观察沉浮现象一研究沉浮规律一探索沉浮原因。同时，教材从两个层面来解释物体在水中的沉浮：层面一：用浮力与重力的大小比较来解释物体在水中的沉浮，同时又把物体在水中受到的浮力大小和排开的水量（体积）相挂钩；层面二：欲语还休用“密度”，但又不揭示“密度”概念，用同体积比轻重来解释物体在液体中的沉浮。编者之所以这样编写，可能一方面考虑到鉴于五年级学生的知识

3、储备和认知水平，始终没有出现“密度”一词，用同体积的物体比较轻重的方法来指向密度的概念；同时，期望通过学生严谨的科学探究活动，层层思维推进，为将来初中的学习做好准备。但是，在实际的教学中，教师教学的困惑由此而生：（一）学生思维跳跃大，前后概念易混淆第1课物体在水中是沉还是浮指向的概念是“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”，这和学生原有的沉浮认知是相一致的，石子无论大小在水中都是沉的，泡沫塑料无论大小在水中都是浮的，即物体的沉浮与自身的重量和体积无关。第2课沉浮与什么因素有关指向的概念是“物体的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；

4、如果重量相同，体积小的物体容易沉。”这样一来，学生在第一课中建构的概念在第二课中就出现了混淆，原因之一是学生很难理解五个同体积不同重量和五个同重量不同体积的材料是属于不同的材料。第3课橡皮泥在水中的沉浮指向的概念是“改变物体排开的水量，物体在水中的沉浮可能发生改变”，在这一课中，学生搞不清楚改变了形状的橡皮泥到底算同一种材料呢？还是不算同一种材料？它的沉浮和前两课的学习有什么关系？由此，学生在学习的过程中如云里雾里，由于思维跳跃太大，学生造成前后概念相互混淆，分辨不清。（二）研究主题不突出，主要活动不明显章鼎儿教师于2012年提出长时“探究一一研讨”的科学课教学法，把科学课的课堂教学划分为导入

5、活动（5分钟）、主要活动（1520分钟）、交流研讨（1015分钟）和整理小结（5分钟）四个环节，强调主要活动和交流研讨是构成学生课堂科学探究活动的两个主要层面，承担着学生科学认识、探究能力和情感态度价值观发展的重任。仔细分析教材，按章老师长时“探究一一研讨”来组织教学难度颇大。如第2课沉浮与什么因素有关，四个活动标题：分析物体在水中的沉浮规律、控制其他因素进行研究、用小瓶子继续研究、思考与讨论。很明显，在本节课中“控制其他因素进行研究”是学生科学概念建构的主要活动，但是教材只给了六分之一的篇幅，而且对学生在活动中的观察和思考指导也比较少，一方面学生难以理解，而且教师在教学中也不好把握。又如第5

6、课浮力，三个活动：感受浮力、测量泡沫塑料块受到的浮力、测量大小不同的泡沫塑料块受到的浮力。很明显，“测量泡沫塑料块受到的浮力”是本课的主要活动，后面的活动“测量大小不同的泡沫塑料块受到的浮力”一方面挤占主要活动的时间和空间，而且在学生思维的发展上没有起到明显增量的作用，还不如做实前面一个活动，让学生进行思维推理：泡沫塑料块在水中受到的浮力和什么有关系？怎样的关系？二、重组教材的思考（一）学生概念建构的前后逻辑联系学生科学概念的建构、发展与单元教材前后之间的逻辑联系密切相关。我们期望学生通过探究材料与沉浮的关系、力与沉浮的关系、物体浸入水中的体积与沉浮的关系、液体性质与沉浮的关系，最终关注到物体

7、与同体积的液体比轻重判断物体在液体中的沉浮。在这一过程中，学生的科学概念建构、发展进程是：在这一概念建构、发展进程中，学生首先关注的是“材料与沉浮”的关系：同一种材料,改变轻重、体积在水中的沉浮不变；不同的材料，重而小的物体在水中容易沉，轻而大的物体在水中容易浮。接着，学生研究“力与沉浮”的关系：物体在水中的沉浮受浮力和重力两个力的影响浮力大于重力，物体就上浮；浮力小于重力，物体就下沉；浮力等于重力，物体既不上浮，也不下沉。然后，学生研究“体积与沉浮”的关系：物体在水中排开的水量越大，受到的浮力也越大，我们可以改变一个物体排开的水量来达到改变物体在水中沉浮。学生在前几节课研究的基础上，由体积联

8、系到重量，自然过渡到在体积不变的情况下改变轻重也可以改变沉浮，这对学生的思维来说难度不大，问题时改变液体的性质可不可以改变液体的沉浮？自然过渡到探究“重量、液体与沉浮”，在这一节课的研究中，重点不在于学生通过现象得出什么结论，而是依据现象让学生提出更多对物体沉浮的问题，为下一课探究“沉浮规律”做好思想和认识上的准备。由此，学生明白“材料、力、体积、重量、液体”与沉浮的关系都可以归纳到同体积的物体、液体比轻重来判断物体在液体中的沉浮，实际上也就是密度的比较。（二）突出主要活动，直指概念建构章鼎儿老师提出小学科学教学中必须突出学生探究的主要活动，并以主要活动的探究承载学生科学认识、探究能力和情感态

9、度价值观的发展。因此，重组教材必须确定每节课的探究主题，使学生的探究方向更明确，确定每节课的主要活动，使之更适合学生的长时间探究。重组教材的主要活动安排和主要活动中的科学概念建构如下：1 .探究主题与主要活动重组教材突出主要活动，让学生在主要活动中经历1520分钟的探究、观察与思考，在研讨中以拓展活动帮助学生进一步厘清、运用建构的概念解释科学问题，以达到巩固科学概念的目的。首先，从课题上，直指探究活动的主题，重组教材的课题与原教材的课题对比如下：原教材课题重组后的教材课题1.物体在水中是沉还是浮1.同种材料的物体在水中的沉浮2.沉浮与什么因素有关2.不同种材料的物体在水中的沉浮3.橡皮泥在水中

10、的沉浮一一3.上浮的物体在水中受到的浮力4 .造一艘小船一一5 .浮力一*一r4.下沉的物体在水中受到的浮力T.橡皮泥在水中的沉浮6.下沉的物体会受到水的浮力吗/二一6.改变物体的沉浮7 .马铃薯在液体中的沉浮-_8 .探索马铃薯沉浮的原因F.马铃薯沉浮的解释其次，对原教材中的活动进行了删减和前后调整，一方面突出主要活动，同时，使学生的探究思维和科学概念的建构更顺畅。探究主题主要活动拓展活动1.同种材料的物体在水中的沉浮观察增加、减小6种材料在水中的沉浮状况。同样大小，不同轻重，在水中的沉浮不同，可能和什么有关系？2.不同种材料的物体在水中的沉浮观察小球、圆柱体在水中的沉浮。解释潜水艇在水中的

11、沉浮。3.上浮的物体在水中受到的浮力测量泡沫块1/3、2/3、全部进入水中的浮力大小的变化。泡沫块从水底上浮过程中直至漂浮在水面上这一过程中重力、浮力大小的变化判断。4.下沉的物体在水中受到的浮力测量一个物体1/4、2/4、3/4、全部、较深处的浮力大小。解释同体积的物体在水中的沉、浮与浮力大小的关系。5.橡皮泥在水中的沉浮测量长方体、球形、船形的橡皮泥在水中排开的水量。铁块在水中的泥的，为什么做成大轮船不仅能浮在水面上，而且能装载很多的货物？6.改变物体的沉浮改变液体的性质，加入盐或糖（由沉到浮），使马铃薯的沉浮发生变化。产生更多关于马铃薯沉浮的疑问。7.马铃薯沉浮的解释测量重物在清水、浓盐

12、水、浓掂水和酒精中受到的浮力大小。解释物体在液体中的沉浮规律。在主要活动的设计中，突出测量过程中数据量化，使学生测得的数据更精准，更具说服力，如3.上浮的物体在水中受到的浮力一课中“测量泡沫块1/3、2/3、全部进入水中的浮力大小的变化”，又如4.下沉的物体在水中受到的浮力一课中“测量一个物体1/4、2/4、3/4、全部、较深处的浮力大小”等等，较之原教材中的“小部分、大部分、全部”浸入水中更为精确，学生的操作难度又不大。还如5.橡皮泥在水中的沉浮一课中“测量浮的橡皮泥排开的水量”时用注射器抽取排开的水量等等，精确的数据使学生在探究活动中的印象更为深刻。2 .主要活动与科学概念合适的探究主题，

13、突出的重点活动，利于学生在探究中聚焦问题，并以问题解决为导向,推动学生在主要活动中持续探究，在探究中建构科学概念。重组教材中学生需要建构的科学概念如下：主要活动学生需要建构的科学概念观察增加、减小6种材料在水中的沉浮状况。1 .不同的材料在水中的沉浮不同。2 .同一种材料构成的物体，改变它的轻重和体积大小，在水中的沉浮不变。观察小球、圆柱体在水中的沉浮。1 .认识到研究物体的沉浮要控制其中一个条件发生变化，其他条件都不2 .a积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；轻重相同，体积大的物体容易浮，体积小的物体容易沉。测量泡沫块1/3、2/3、全部进入水中的浮力大小的变化。1 .浮力的认识，浮力与

14、重力的方向、大小的关系。2 .测量浮的物体进入水中的体积与浮力大小的关系。测量一个物体1/4、2/4、3/4、全部、较深处的浮力大小。1 .下沉的物体也受到水的浮力，浮力大小与物体进入水中的体积大小有关。2 .物体全部进入水中后，浮力大小不变。测量长方体、球形、船形的橡皮泥在水中排开的水量。1 .不同形状的沉的橡皮泥在水中排开的水量是一样的。2 .船形的橡皮泥能够浮在水面上，排开的水量变大了。不同形状的浮的橡皮泥排开的水量是一样的。改变液体的性质，加入盐或糖（由沉到浮），使马铃薯的沉浮发生变化。1 .改变一个物体在水中的沉浮，可以改变物体的轻重（由浮到沉，让重力发生变化）。2 .改变液体的性质

15、，加入盐或稔（由沉到浮）。测量重物在清水、浓盐水、浓糖水和酒精中受到的浮力大小。1 .测量重物在清水、浓盐水、浓糖水和酒精中受到的浮力大小。2 .解释物体在水中的沉浮。三、重组教材的实践重组后的教材，以学生的学确定教师的教，同时，在教材的编排上，考虑到对学生探究活动的指导与思维的整理，突出师、生用教材的意识。经过两轮的教学实践，觉得较之原教材：1突出了学生在探究过程中的主要活动。以主要活动引领学生的主题探究，学生的探究方向更明确，思维聚焦更集中。同时，主要活动中实验记录表的设计和提示，降低了学生的思维阶梯和操作难度，学生更易建构科学概念。3 .学生的思维在活动中得到了更好的拓展。在每一课的主要活动后，都安排了一项拓展活动。拓展活动中所需的科学概念和主要活动中建构的科学概念紧密关联，辩证性的思维在拓展活动中得到了很好的训练与发展。4 .学生前后建构的科学概念不再混淆。重组教材中，由于采用主题化的探究活动设计，学生明白了在一定条件下的沉浮研究，如“同种材料在水中的沉浮”、“不同种材料在水中的沉浮”、“橡皮泥在水中的沉浮”等等。同时，把易混淆的概念在同一课时中剥离开来。如原教材浮力和下沉的物体会受到水的浮力吗中有关“排开的水量”的概念整合到重组后教材中的橡皮泥在水中的沉浮一课中集中研究，这样