小學(xué)科學(xué)沉浮教具的發(fā)展與創(chuàng)新

◇李國(guó)歡 李婉欣 陳 昊

在新課標(biāo)理念的指導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)課程不再僅僅是學(xué)習(xí)課本知識(shí)的傳統(tǒng)講授教學(xué)方式，逐漸被“做科學(xué)，玩科學(xué)”的探索性教學(xué)所取代。科學(xué)教具作為教師在課堂教學(xué)活動(dòng)中直觀演示科學(xué)現(xiàn)象、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新欲望的重要工具，愈發(fā)凸顯其重要性。按照現(xiàn)行教材教學(xué)，學(xué)生不能清晰完整地經(jīng)歷物體的沉浮全過(guò)程，因此對(duì)物體的“上浮”“下沉”現(xiàn)象體驗(yàn)不深刻。為此筆者在教學(xué)實(shí)踐中對(duì)物體沉浮條件的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，取得良好的實(shí)驗(yàn)效果。

一、教具創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例

（一）丑小魚的沉與浮

1.準(zhǔn)備器材

3DPEN-2一支，pla線若干捆，規(guī)格為28cm*26、28cm*8cm、26cm*8cm的亞克力板各為2、2、1塊，100ml注射器一支，彈力球一個(gè)，一條導(dǎo)管30cm，A4紙1張，馬克筆一支，AB膠2套，回形針若干個(gè)，水適量。

2.制作步驟

A．組裝魚缸：用AB膠將5塊亞克力板組裝成一個(gè)魚缸（注意：因?yàn)锳B膠干后不透明，所以在黏合過(guò)程中要小心，別抹到板上，影響美觀。）

B．丑小魚制作：先拿出一張A4紙，在紙上畫一條簡(jiǎn)筆畫魚，用黑色的材料沿著線進(jìn)行描畫，各個(gè)部分根據(jù)自己的喜好進(jìn)行上色（因?yàn)椴牧媳容^脆弱，所以在上色的時(shí)候，線條盡量保持無(wú)縫狀態(tài)，這樣會(huì)比較穩(wěn)固）。畫好丑小魚后，反過(guò)來(lái)，在背面按照剛剛的步驟再畫一條一模一樣的魚，畫好后，沿著魚的外圈按照一定的距離鉆小孔（規(guī)格為直徑3mm）。

C．裝置整合：

將兩條丑小魚的底部用回形針聯(lián)合起來(lái)，將彈力球塞進(jìn)兩條魚之間的縫隙中，將注射器的針頭插入小球中，用回形針在把兩條魚的背部聯(lián)合起來(lái)，用導(dǎo)管將注射器的針頭與注射器連接起來(lái)。

3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

將魚縫中的小球里面的氣體都抽干，此時(shí)令注射器的初始刻度在50ml，將小魚放入魚缸中，開(kāi)始小魚是沉在水底的，慢慢地往里推注射器，刻度值越來(lái)越小，魚縫中的小球越來(lái)越大，整條小魚的體積越來(lái)越大，魚慢慢地浮起來(lái)了；慢慢地往外拉注射器，刻度值越來(lái)越大。

4.目的：

演示質(zhì)量不變，體積變化時(shí)對(duì)物體沉浮的影響。

（二）瓶子的沉與浮

1.準(zhǔn)備器材

一個(gè)100ml布丁瓶，一瓶色素，一條30cm導(dǎo)管，20ml注射器一只，規(guī)格為28cm*26、28cm*8cm、26cm*8cm的亞克力板各位2、2、1塊，水適量。

2.調(diào)試器材

A.組裝魚缸：

用AB膠將5塊亞克力板組裝成一個(gè)魚缸。

B.制作瓶子：

將布丁瓶蓋子中間鉆一個(gè)洞，這個(gè)洞能夠通過(guò)導(dǎo)管，將插進(jìn)瓶子的導(dǎo)管一端觸碰到瓶子底部，在瓶子外面的另外一端導(dǎo)管與注射器相連接。

3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

瓶子最初只裝一半的水，蓋好蓋子，放入水中，起始讓瓶子沉在水底，慢慢地往外拉注射器，瓶子里面的水量越來(lái)越少，質(zhì)量越來(lái)越輕，瓶子就會(huì)上??；接著慢慢地往回推注射器，往里面注水，瓶子的質(zhì)量越來(lái)越重，瓶子就沉下去了（在這個(gè)過(guò)程，瓶子的起始水位很關(guān)鍵，保證在20ml之內(nèi)引起的質(zhì)量的變化能夠引起沉浮現(xiàn)象的改變）。

4.目的：

演示體積不變，質(zhì)量變化時(shí)對(duì)物體沉浮的影響。

二、教具設(shè)計(jì)的反思

（一）教材上的缺陷。首先，在小學(xué)科學(xué)教材上，缺乏了體積的改變對(duì)物體沉浮的影響，相關(guān)的文獻(xiàn)也很缺乏；其次，在教材中，改變質(zhì)量對(duì)物體沉浮的影響的試驗(yàn)中，每一次都要從水里撈出瓶子，打開(kāi)瓶蓋，加入或倒出一部分的水，給實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)不便。

（二）改進(jìn)（創(chuàng)新點(diǎn)）。第一，設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行對(duì)比，很明顯能夠演示沉浮的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并且能夠清晰地觀察到其中一個(gè)因素改變對(duì)現(xiàn)象的影響。第二，有助于學(xué)生區(qū)別魚和潛水艇的工作原理。魚是通過(guò)改變體積來(lái)實(shí)現(xiàn)自由游來(lái)游去的，而潛水艇是利用壓載艙改變質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮下沉的，方便學(xué)生理解潛水艇是按照魚的原理制成的誤區(qū)。真正實(shí)現(xiàn)化難為易，化抽象為具體，選材方便，都是身邊的物品，學(xué)生就地取材，激發(fā)探究興趣，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力，在實(shí)踐中掌握知識(shí)，真正體現(xiàn)從生活走向物理的理念。