摸透學生起點 把握教材重點 突破學習難點
——淺談《測量下沉的物體受到水的浮力》實驗改進

（浙江省湖州市安吉縣第七小學 浙江湖州 313300）

一、調整實驗順序，貼近學生認知

經過上一課《浮力》的研究，同學們已經初步認識了什么是浮力，知道上浮的物體會受到水的浮力的作用，也知道物體在水中受到的浮力大小與物體排開的水量有關。那么下沉物體是否受到水的浮力作用呢？我們先來做一個前測，了解一下學生的想法，大部分學生認為“下沉物體同樣受到水的浮力”作用。理由五花八門：有的憑生活經驗，有的看過書或者科普類文章，有的看過相關知識的電視節(jié)目，還有的則純粹是猜測。當然，也有一部分同學覺得很難確定，甚至還有極少數同學認為下沉物體是不會受到水的浮力作用。

基于學生這樣的認知，我們先增加一個小實驗：比較觀察同一個鉤碼在空氣中和水中的“重力”大小。如果在水中測得的“重力”小于在空氣中的重力，則說明物體受到了水的浮力。此時可以讓學生自己總結出一個結論，明確下沉物體的確也會受到水的浮力作用，這一點已經毋庸置疑了，消除了前面少數同學的一些疑慮。那么接下去重點就是研究下沉物體受到的浮力大小究竟是怎樣的，跟哪些因素有關。為了更貼近學生的邏輯思維，我們將教材中這兩個實驗交換順序，也即先測量大小不同的下沉物體完全浸入水中后受到的浮力大?。辉贉y量同一個下沉物體部分浸入水中后受到的浮力大小。通過三個實驗，由淺入深、由易到難、逐步推進。幫助學生建立“①下沉物體在水中受到浮力作用。②下沉物體浸入水中受到的浮力大小與浸入的體積有關，浸入體積越大，受到的浮力就越大。③當物體在水中受到的浮力小于重力時就下沉?！边@些科學概念。

二、改進實驗設計，降低操作難度

1.添加一根橫梁

如右圖一所示：將原來的手提測力計測量物體在水中的重力，改成在上方加一根橫梁，當將物體浸沒在水中又沒碰到量杯底部時，再固定在上方的橫梁上。橫梁可以架在鐵架臺上（方便調節(jié)橫梁高度）。

圖1

加橫梁的設計，避免了學生因手提測力計產生的抖動、碰到杯底杯壁等干擾因素產生的影響，大大降低了操作的難度。因為測力計不再抖動，同學們讀數更加方便，誤差也會降到最低。同時也解放了提測力計的這位學生，方便他和其他組員一起觀察、讀數和思考。

2.增加測力計和量杯數量

如右圖二所示：在測量大小不同物體在水中受到的浮力時，教師為每組準備三個量杯、三個測力計、三個不同大小的下沉物體，每個量杯里倒入200毫升水（水量可以視量杯大小、下沉物體大小而定）。學生在測量完這三個大小不同的下沉物體在空氣中的重力后，做好記錄（填在記錄表中）。然后按右圖所示將它們分別放入三個量杯中，開始實驗驗證。

圖2

這樣的設計，三個物體在水中的重力可以同時測量。一則加快實驗的推進速度，節(jié)省了有限的學習時間。二則避免了只用一個量杯、一個測力連續(xù)測量大小不同的三個下沉物體所帶來的簡單重復，累贅無趣。三則防止了將這三個物體不停地浸入、取出同一量杯導致水量發(fā)生變化而帶來的誤差，提高了數據的精準性。

同樣的道理，在測量“同一個下沉物體浸入水中受到的浮力大小”這個實驗中（如右圖三所示），教師為每組學生準備三個相同的規(guī)則的下沉物體、三個測力計、三個量杯，每個量杯里倒入200毫升水。實驗的操作方法和設計優(yōu)點同上。

圖3

三、同時呈現現象，有利觀察分析

在測量大小不同的下沉物體在水中受到的浮力時，呈現在學生面前的是圖二這樣的現象。學生除了可以比較方便地分別讀出測力計的讀數、測出排開的水量外，還很容易橫向比較，直觀地發(fā)現三個量杯水平面的變化。通過觀察、測量、比較，得出如下結論：下沉物體浸入水中的體積越小，水平面上升得越少，也就是排開的水量越少，受到的浮力越??；下沉物體浸入水中的體積越大，水平面上升得越多，也就是排開的水量越多，受到的浮力越大。同時呈現實驗現象，有利于橫向對比，也有利于學生進行觀察，從鮮明的對比中更易分析得出科學結論。

四、關注實驗細節(jié)，有利操作觀察

為了更好的開展實驗，我們需要注意三個細節(jié)：一、無論是測量大小不同的下沉物體受到的浮力，還是測量同一下沉物體受到的浮力，都應該先將物體固定在測力計上，再浸入水中，最后固定在橫桿上，這三步順序不能交換。二、測量同一下沉物體在水中受到的浮力時，選用的器材盡量是規(guī)則的，如圓柱體、長方體等，最好標上三分之一、三分之二的刻度線，且彈簧稱掛橫梁上時控制好高度，使得物體浸入水中要剛好滿足三分之一，三分之二。三、如果實驗使用燒杯太大而水量變化不明顯的話，可以選擇量筒。

科學學習是以科學探究為最重要的學習方式。因此教師必須深入研究學生，從便于學生操作、觀察、思考和發(fā)現的角度精心設計探究活動，讓他們親歷知識形成過程，最終實現提高學生科學素養(yǎng)的目的。