智慧在雙手中綻放

陳琴

[案例背景]

《水的浮力》是初中浙教版科學(xué)八年級(jí)上冊(cè)第1章第3節(jié)的知識(shí)。這一節(jié)知識(shí)與生活聯(lián)系緊密，在生活中應(yīng)用廣泛。課本中有很多小實(shí)驗(yàn)、小方法，蘊(yùn)含著非常多的科學(xué)道理。若單純的運(yùn)用知識(shí)講述式教學(xué)方式，可能學(xué)生記住了科學(xué)知識(shí)，但不會(huì)知其所以然，也難以發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與核心素養(yǎng)。在素質(zhì)教育和核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)導(dǎo)向下，有必要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方法，將課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生成為探究的主人，在合作探究、趣味活動(dòng)中，運(yùn)用雙手，合作交流、實(shí)踐探索，自主發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)，總結(jié)出科學(xué)規(guī)律與方法，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

[案例呈現(xiàn)]

課件呈現(xiàn)“死海不死”，人在死海上漂浮，“水能載舟，亦能覆舟”，“水底下的乒乓球慢慢地浮到水面”。導(dǎo)入新課。

師：為什么會(huì)有這些現(xiàn)象呢？處在液體中，似乎有一雙無形的手將人、船和乒乓球托起，以致它們不會(huì)下沉，這是因?yàn)槭艿搅耸裁戳λ鶎?dǎo)致的？

觀看視頻和圖片，激發(fā)了學(xué)生的探索興趣。在興趣導(dǎo)向下，展開新課探究。

片段一：物體放入水中受到了什么力？

1. 激趣導(dǎo)入，引出浮力

教師借助多媒體再次展示一些生活中的圖片，緩緩上升的氫氣球、浮在空中的汽艇、水中的天鵝、遠(yuǎn)洋的輪船等。

師：為什么氫氣球會(huì)上升，輪船漂浮在水面上靠的是什么力呢？

生：浮力。

師：是呀，受到了浮力的作用，浮力就是那雙無形的手，將氫氣球、輪船往上托。正如我們進(jìn)入水中，會(huì)感覺到人變輕了，是因?yàn)楦×⑽覀兺贤小?/p>

師：現(xiàn)在我們來做個(gè)小實(shí)驗(yàn)，探究這些問題，浮力的方向？浮力的測(cè)量方法？液體對(duì)哪些物體會(huì)產(chǎn)生浮力呢？

2. 動(dòng)手探究，發(fā)現(xiàn)知識(shí)

在任務(wù)導(dǎo)向下，學(xué)生展開合作探究，準(zhǔn)備工具，彈簧測(cè)力計(jì)、實(shí)心木塊、裝有水的水槽。學(xué)生分為4人一組，分工合作、責(zé)任到人，制定探究計(jì)劃，展開動(dòng)手實(shí)踐探究。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案展開動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)過程。

學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐探究，步驟如下：

（1）先將實(shí)心木塊放在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出它的重力。讀出示數(shù)1.2牛。

（2）再將實(shí)心木塊浸入水中，不浸沒，只有一半浸入，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化，變?yōu)榱?.6牛，讀出示數(shù)并記錄。

（3）觀察記錄、合作分析，猜想實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐后，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)兩次彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，第二次示數(shù)變小了，說明沉入水中的物體受到了向上的浮力。

計(jì)算得出浮力大小為：1.2-0.6=0.6牛。

師：能回答之前提出的問題了嗎？

生：受到的浮力方向向上，放入水中的物體會(huì)受到浮力，這次用的稱量法。

3. 延伸拓展，總結(jié)規(guī)律

師：大家的結(jié)論是正確的，但還有個(gè)疑問，所有放入水中的物體都會(huì)受到浮力嗎？根據(jù)剛才這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并不能得出來呀？

根據(jù)教師的質(zhì)疑，學(xué)生進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，將實(shí)心木塊由沒浸入到慢慢浸沒，發(fā)現(xiàn)示數(shù)在不斷減小，說明重要接觸到水，物體就會(huì)受到浮力。

并根據(jù)汽水瓶壓入水中會(huì)快速上升、彈簧測(cè)力計(jì)下的小鐵球浸入水中后，示數(shù)也會(huì)變小。說明放入水中的物體都會(huì)受到向上的浮力。

師：水能對(duì)放入水中的物體產(chǎn)生浮力，那么其他液體呢？

不斷的質(zhì)疑下，學(xué)生進(jìn)一步探究，將水換成了酒精、食鹽水，發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)也會(huì)有示數(shù)減小的情況。說明進(jìn)入液體的物體都會(huì)受到液體的浮力。

師：大家還可以提出什么問題呢？根據(jù)自己提出的問題，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

……

片段二：受到的浮力與排開水的關(guān)系？

1. 提出問題，引出猜想

師：剛才這個(gè)實(shí)驗(yàn)，大家用雙手獲得了智慧，總結(jié)出了科學(xué)知識(shí)。現(xiàn)在老師有新的問題給大家。你們躺在浴缸里會(huì)有什么感覺？水面會(huì)發(fā)生什么變化？

生：人會(huì)感覺輕了一些，水面會(huì)上升。

師：是呀，你回答得非常棒，為什么會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象呢？

生：人受到了水的浮力，所以感覺變輕了。人進(jìn)入后，水就會(huì)漫上來。

師：你的觀察能力很棒，在人進(jìn)入浴缸，水面會(huì)上升，是因?yàn)槿伺砰_了一部分的水。根據(jù)這個(gè)大家猜想下，物體受到浮力的大小可能與哪些因素有關(guān)系呢？

學(xué)生合作交流，互動(dòng)猜想：

（1）與液體的密度有關(guān)吧？雞蛋放入鹽水中會(huì)下沉。雞蛋浮沉就能說明。

（2）是不是跟放入水中的深度有關(guān)呢？

（3）物體的體積越大，受到的浮力越大吧？

（4）與物體的重力有關(guān)，越重的物體受到的浮力越大。

（5）與物體的形狀有關(guān)，把橡皮泥捏成不同形狀，它會(huì)沉下去漂浮。

……

在這么多猜想下，學(xué)生創(chuàng)意思考。教師組織學(xué)生通過雙手來驗(yàn)證猜想。

2. 動(dòng)手探究，驗(yàn)證猜想

B小組認(rèn)為物體受到的浮力大小與排開水的多少有關(guān)。于是展開探究。

假設(shè)：浮力大小與排開的那部分水的多少有關(guān)系，排開水越多受到浮力越大。

B小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分工合作，開始動(dòng)手探究這個(gè)問題。

（1）在溢水杯中裝滿水，將小燒杯放在它的出水口下面。

（2）把實(shí)心木塊放在彈簧測(cè)力計(jì)上，得出它的重力G物。

（3）把實(shí)心木塊放在溢水杯的水中，完全浸沒，得出測(cè)力計(jì)示數(shù)F拉，計(jì)算出物體受到的浮力F浮=G物-F拉。

（4）將小燒杯中收集到的溢水杯溢出來的水放入量筒中，測(cè)出它的體積V排液，算出排開的水的重力。G排液=ρ液gV排液。

通過B小組記錄下每一步實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，并對(duì)比物體受到的浮力和排開水的重力，發(fā)現(xiàn)F浮=G排液=ρ液gV排液。

也就是說，浮力與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)系。（這里的液體是水。）

其他小組驗(yàn)證了自己的猜想，發(fā)現(xiàn)物體進(jìn)入液體后，受到浮力大小與物體進(jìn)入液體的深度、物體的形狀、物體的重力、質(zhì)量、密度、形狀無關(guān)。

[案例分析]

“智慧，在雙手中綻放”。在《水的浮力》這一小節(jié)科學(xué)知識(shí)教學(xué)時(shí)，教師踐行了以生為本的理念，關(guān)注了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐與合作探究，將知識(shí)教學(xué)變成了學(xué)生合作探究問題的學(xué)習(xí)過程。探究過程中，學(xué)生運(yùn)用雙手，在大腦思考與互動(dòng)交流下，綻放創(chuàng)意思維，動(dòng)手探究，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與方法，說明了生活中很多現(xiàn)象的原因，也解決了很多科學(xué)問題，獲得了知識(shí)與方法，發(fā)展了核心素養(yǎng)。

結(jié)合本次教學(xué)案例，總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)如下：

1. 要?jiǎng)?chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手

“實(shí)踐出真知”，“教學(xué)做合一”都指出，動(dòng)手實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的過程。科學(xué)只有在動(dòng)手實(shí)踐中才能被發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出來，初中科學(xué)教學(xué)，需要為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手。很多情況下，由于時(shí)間限制和學(xué)習(xí)任務(wù)重，教師將一些知識(shí)以傳授式直接傳給學(xué)生，或運(yùn)用多媒體來呈現(xiàn)，這對(duì)學(xué)生來說，印象都不深刻，沒有學(xué)生自主思考與動(dòng)手探究的過程，學(xué)生的綜合能力和核心素養(yǎng)難以得到提升。教師需要為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，在動(dòng)手中探究，獲得真知。

2. 要給予恰當(dāng)?shù)慕槿胫笇?dǎo)

學(xué)生的自主或分組合作，踐行了以生為本的理念。生本理念下，并不是說教師就不起作用了，也不是說教師可以完全不管了。而是應(yīng)該由教師科學(xué)預(yù)設(shè)、恰當(dāng)引導(dǎo)、適當(dāng)介入。在學(xué)生遇到困難、發(fā)現(xiàn)問題、難以繼續(xù)時(shí)，教師要給予情感激勵(lì)、方法點(diǎn)撥、提問引導(dǎo)，讓學(xué)生獲得進(jìn)一步探究的勇氣和決心，也讓他們?cè)诮處熭o助下，找到解決問題的方法，發(fā)現(xiàn)突破口，進(jìn)一步探究解決問題。

3. 要鼓勵(lì)總結(jié)規(guī)律與方法

每一步動(dòng)手探究，都是學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的過程，學(xué)生都會(huì)有一些思考、觀察，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生記錄好每一步的操作步驟、遇到的問題、解決方法，及觀察到的現(xiàn)象，通過總結(jié)規(guī)律和方法，收獲科學(xué)知識(shí)與方法，發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)能力。總結(jié)是非常必要的，“學(xué)而不思則罔”，總結(jié)也是互動(dòng)交流和反思的過程，在總結(jié)中才能逐步建構(gòu)出更加完善的科學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)合本次案例進(jìn)行分析，還存在不足的地方：

1. 與實(shí)際生活結(jié)合得還不夠

本次教學(xué)案例研究的問題是《水的浮力》，這個(gè)課題與生活息息相關(guān)。因?yàn)閷⒅攸c(diǎn)放在了學(xué)生動(dòng)手探究中，讓學(xué)生在動(dòng)手中綻放智慧和發(fā)現(xiàn)知識(shí)，所以，在與實(shí)際生活結(jié)合方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。只是通過多媒體視頻和圖片呈現(xiàn)，及舉例子時(shí)與生活結(jié)合了起來。利用學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，契合生活實(shí)際，鼓勵(lì)解決生活問題這些方面，與實(shí)際生活結(jié)合不夠，需要進(jìn)行改進(jìn)。

2. 學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展還不夠

此次教學(xué)設(shè)計(jì)，重在將課本中的知識(shí)、實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主探究和合作互動(dòng)得出科學(xué)知識(shí)與方法。但是在教學(xué)設(shè)計(jì)上，較多的運(yùn)用了課本中的實(shí)驗(yàn)步驟與方法。學(xué)生的創(chuàng)新思維挖掘和激勵(lì)方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。素質(zhì)教育背景下，需要關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，所以需要在創(chuàng)新思維的引導(dǎo)和挖掘方面，還要下功夫。

3. 學(xué)生質(zhì)疑能力培養(yǎng)還不夠

“學(xué)源于思，思源于疑”，沒有疑問就沒有思考和探究，就難以激活學(xué)生探究的興趣，讓學(xué)生契合生活，在動(dòng)手實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)科學(xué)道理。本次教學(xué)案例，較多的是教師提出問題，提出探究主題，學(xué)生的自主質(zhì)疑卻很少。在今后的教學(xué)設(shè)計(jì)中，要多鼓勵(lì)學(xué)生自主質(zhì)疑，讓學(xué)生自己質(zhì)疑并提出探究主題，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。質(zhì)疑能力的培養(yǎng)存在于科學(xué)教學(xué)的每個(gè)環(huán)節(jié)，需要教師多研究和實(shí)踐。