五年级的科学
本单元学生研究沉浮的过程:
第65438课+0“物体在水中是沉还是浮”:观察七种物体在水中的沉浮，整理出哪些因素与物体的沉浮有关。探究同一物体在水中的沉浮与它的体积和重量无关，埋下了伏笔。
第二课“涨跌有什么关系？”:研究沉浮与物体重量、体积的关系:相同体积的物体，重的容易沉，轻的容易浮；同样重量，大的物体容易浮，小的物体容易沉。
第三课“橡皮泥在水中的沉浮”:研究重量不变条件下体积与沉浮的关系:物体在水中的沉浮与它排开的水量有关。
第四课“造船”:预习“浮力”一课，认识到水对物体会产生浮力作用。重点询问活动是“哪艘船载的货物多”，进一步强化了物体体积与涨跌的关系。
第五课“浮力”和第六课“下沉的物体会被水浮起吗”:从浮力和重力的关系解释物体沉浮的原因。
第七课“土豆在液体中的沉浮”和第八课“探究土豆沉浮的原因”:探究液体密度(利用比较同体积物体重量的方法)对沉浮的影响，最后揭示本单元的核心概念:物体密度不同影响其沉浮。
从本单元学生研究沉浮现象的过程来看，本课在学生研究过程中的地位是:
在上一课中，学生通过观察七种物体(重的物体下沉，轻的物体漂浮；大物体浮，小物体沉)，我有疑惑。我知道，相同材质的物体在水中的沉浮与它们的重量和体积无关，而不同材质的物体在水中的沉浮似乎与它们的重量和体积有关，但又似乎无关。但是根据经验和预测，大部分同学还是会坚持物体在水中的沉浮以及物体重量和体积的关系。有什么关系？如何帮助学生理清关系，是我们教学首先要解决的问题。
在这节课中，学生将学习变量控制。识别变量，控制变量，利用典型结构材料验证和反思变量控制实验的结果，只是学生辩证思维的第一层次。教学方向是水中物体的起伏与浮力(水中物体排开的水量)和重力的关系。因此，本课程的教学目的之一是解决学生前概念的认知问题，同时进一步发展学生的概念。学生思维发展“模糊”(物体的沉浮与重量和体积无关)->清晰(体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；同样的重量，小物体容易沉，大物体容易浮)->再模糊(小而重的物体容易沉，大而轻的物体容易浮，无法解释物体的起伏)->再清晰(在控制变量的情况下，可以看到重量和体积对物体起伏的影响，否则，看不到；物体在水中的沉浮规律有待进一步学习和研究)，把学生对沉浮的认识引向浮力与重力的关系。
◆教学目标:
科学概念:
1，物体的起伏与自身的重量和体积有关。
2.不同材质的物体体积相同，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；同样重量的小物件容易沉，大物件容易浮。
3.潜水艇应用了物体在水中沉浮的原理。
流程和方法:
1.学会通过绘画和分析来研究影响物体起伏的因素。
2.用控制变量的科学方法探索水中物体起伏的原因。
情感、态度和价值观:
1.理解实验中控制变量的科学方法和思想的意义。
2.感受将科学原理应用于实践的巨大效果。
◆教学重点:用控制变量的科学方法探索水中物体起伏的原因。
教学难点:学会通过作图和分析来研究影响物体起伏的因素。
◆教学准备: (学生实验10组材料，教师1组材料)
学生实验:水槽，四个相同体积不同重量的球，四个相同重量不同体积的圆柱体，带盖的空瓶，可伸缩的圆柱体，绿豆，实验报告。
老师的材料:萝卜、泡沫块、小石头、蜡烛、橡皮、带盖空瓶、回形针、天平、课件。
◆教学过程:
首先，导入:
我们已经知道，同样材质的物体在水中的沉浮与它们的重量和体积无关。那么，不同材质的物体在水中的沉浮与它们的重量和体积有关系吗？
2.物体在水中的沉浮有什么关系？我们将在这节课上学习它。(展示题目)
设计意图:从学生已有的知识概念进行猜测，明确本节课的研究内容。
二、分析物体在水中的起伏:
1.上节课，我们观察了七种物体在水中的沉浮(投影仪显示的是七种物质)。这堂课，我们会用这些材料再分析一遍。
2.将七种材料按从重到轻的顺序排列(排列好后，分开上下)；看一看，能否看出重量对物体起伏的影响？(学生举不出例子)
3.将七种材料按体积由大到小的顺序排列(排列后分开上下)；看一看，能否看出体积对物体起伏的影响？(学生举不出例子)
4.思考:是什么在影响水中物体的起伏？
5.反问句:物体的重量真的不影响物体的起伏吗？物体的大小真的不影响它的起伏吗？
设计意图:
从重量和体积分析七种物质在水中的沉浮，请学生举例说明单靠物体的重量和体积不能影响沉浮，引导学生注意是什么因素在影响物体在水中的沉浮。
评估建议:
从过程来看，学生的直觉思维是主导成分，对事物之间的相互关系缺乏关注。因此，适时设问可以重新定位学生的思维，重新审视自己在设问中的结论，注意设问中的“重”和“量”。反问句激发学生的思维，促使学生在更高的层次上思考，有利于学生理性思维能力的构建。
第三，控制其他研究因素:
1.如何才能看出物体的重量或者物体的体积对起伏的影响？
(导读:科学家在研究中遇到这种情况时，往往会采用控制其他因素的方法来研究某一因素是否对对象产生作用。)
2、对结构材料的理解:
(1)4个体积相同重量不同的小球:你认为4个小球有什么相同的？重量是多少？与天平比较。
(2)重量相同，容积不同的四个气缸:你认为四个气缸有什么不同？重量是多少？与天平比较。
设计意图:
用天平比较四个球和四个圆柱的目的是培养学生在科学探究过程中的经验意识。
第一，如果不使用天平进行比较，学生们会对后面放入水中的四个小球(圆柱体)的起伏不一致产生一些疑惑:真的是因为球的重量不同吗？圆柱体下沉和漂浮真的一样吗？对比天平，学生确实能看到四个球的重量不一样，四个圆柱体的重量一样，排出了学生思维的干扰。
第二，科学讲究示范。课程标准明确指出，让学生在“形成尊重事实、善于质疑的科学态度”、“不迷信权威”、“在科学学习中注重事实”的同时获得知识。因此，在教学中，既要引导学生进行规范的科学实验，又要注重学生经验意识的培养，让学生学会用事实证据说话。
第三，从培养学生思维的角度来说，对比音阶更有利于加强学生“变控”概念的形成。学生实验后反思，是因为实验中的球大小相同，重量不同，圆柱体重量相同，体积不同。
3.预测:你认为如果你把四个球一起放进水里，它们的起伏会一样吗？如果四个圆柱体一起放入水中，它们的沉浮会一样吗？分组预测，将预测结果绘制在记录表上。
4.报告球体和圆柱体的预测结果。
默认:a，全浮动。浮动的情况也是这样吗？接触水的多少和什么有什么关系？
b，有的重，有的浮。哪个重？为什么很重？浮动情况都一样吗？接触水的多少和什么有什么关系？
5.实验要求:
(1)两个实验一个一个做，小球实验后再做圆柱体实验。
(2)将四个小球(圆柱体)一起放入水中，观察它们的起伏，并用图解法记录它们的起伏。
(3)观察后，将球(筒)从水中取出，用抹布擦干。
(4)小组讨论在实验中发现了什么？
6.学生实验操作，教师巡回指导:(先预测，后实验)
“有哪些因素与起伏有关”实验报告(小组)。
实验一:同体积不同重量的球在水中的沉浮。
球的重量(从重到轻):蓝-绿-红-黄
预测(球的状态)
测量(球的状态)
讨论:物体在水中的沉浮和重量有关系吗？什么样的关系？
实验二:相同重量不同体积的圆柱体在水中的沉浮。
球的重量(从重到轻):蓝-绿-红-黄
预测(球的状态)
测量(球的状态)
讨论:物体在水中的起伏和大小有关系吗？什么样的关系？
7、沟通分析:
(1)小球实验:展示一组学生实验记录单，由学生汇报，其他组补充。
预设:a、你觉得球出水多少有什么关系？
b、物体在水中的沉浮和重量有关系吗？什么样的关系？
(2)圆柱体的实验报告与球体的实验报告相同。尽量让学生说话。
(3)从这两个实验中我们可以得出什么结论？
8.反思:为什么一开始对比七种材料看不出物体的重量和体积对起伏的影响，而用这两组材料就能看出物体的重量和体积对起伏的影响？
9.总结:这是我们在科学实验中的变量控制，是科学研究中的重要方法。
设计意图:
四个球和四个圆柱体是结构材料。如何让学生充分了解结构材料的特性，进而预测材料在水中的起伏。通过实验观察，得出物体在水中的起伏与变量控制下的体积有关，这是整堂课教学的重点和难点。因此，在教学预设中，有五个步骤:
第一步:通过观察比较和天平称重比较。让学生真正认识到四个球体积相同，重量不同，四个圆柱体重量相同，体积不同，从而建立深刻的印象。
第二步:小组绘制图片、预测和报告。展示和交流学生对结构化材料下物体起伏的理解。
第三步:实验观察和记录。学生通过自己的实验看到了球和圆柱体在水中的起伏，引发了对原有认知的思考，关注物体的起伏和重量与体积的关系。
第四步:汇报和沟通。从球和圆柱体在水中的沉浮以及它们暴露在水中的程度，帮助学生明确物体的重量和体积对沉浮的影响。当然这是在变量控制的前提下，但是这个时候同学们可能对这个不是很清楚。
第五步:反思。为什么看不到七组材料，却能看到这两组材料？原来是变量控制的结果，同学们恍然大悟。
在这一环节的教学中，学生通过探究前的预测(有教养的猜测)、探究中的观察和思考、结论的解释(新旧知识的衔接，在原有知识的基础上，将经验探究融入原有知识结构，形成新的理解和解释)以及对探究活动的反思，加深对问题的理解，使探究向纵深发展。
评估建议:
用图画来表现结构化材料在学生头脑中的沉浮，有利于学生表达，同时可以使学生更准确地比较同一组材料在水中的不同沉浮。
第四，继续研究变量控制来改变物体在水中的起伏；
1，老师:刚才我们通过控制球的体积和圆柱体的重量，得出了相同体积的物体，重的容易沉，轻的容易浮的结论；重量一样，小物体容易沉，大物体容易浮。结论是否正确还需要进一步检验。老师，这里还有另外两个材料(给我看一个小瓶子和一个伸缩筒，介绍一下伸缩筒)。让我们来看看它们在水中的起伏。
2.你有办法让药瓶下沉吗？怎么会？你为什么这么做？圆筒呢？(指导干燥和滚筒起伏的观察方法)
3.实验要求:
(1)小瓶下沉实验；
a、把绿豆一颗一颗加到小瓶里，观察小瓶的起伏。
b、记下小瓶开始下沉时加入的绿豆数量。
c、将绿豆加入1/2瓶和满瓶，观察下沉情况。
(2)圆柱体浮动实验:
a、一点一点拉开气缸，观察气缸的起伏。
b、用直尺测量圆柱体开始上浮时的高度。
c、然后拔出圆柱体1/2及大部分，观察圆柱体的浮动情况。
4、学生实验，记录分析。
小瓶沉浮实验报告组()
小瓶开始下沉的绿豆数。
谷物绿豆
分析:
(1)在这个实验中，我们控制的因素是小瓶，变化的因素是小瓶。
(2)小瓶里绿豆加得越多，小瓶沉得越快。
汽缸沉浮实验组报告(上)
圆柱体开始浮动时的高度。
厘米
分析:
(1)在这个实验中，我们控制的因子是圆柱形的，变化的因子是圆柱形的。
(2)圆柱体被拉开得越多，圆柱体漂浮的速度越快。
5、沟通分析:
(1)说说小瓶实验吧。(关注:加多少绿豆瓶开始沉？瓶子灌到1/2和满了就沉有什么区别？数一数每组小瓶开始下沉时加入的绿豆数量。)
(2)一小瓶绿豆的加入量和它的涨跌有关系吗？小瓶下沉的实验又证明了什么？
(3)圆柱体实验组的报告与小瓶实验组相同。
6.总结:似乎有几种方法可以改变一个物体在水中的起伏。(提示:在保持不变的情况下)
设计意图:
教材这部分的安排是给空瓶加水，观察空瓶逐渐下沉的过程，感觉改变物体的重量可以改变物体在水中的起伏，而不改变体积。
我的理解是:既然学生在之前的探究活动中得出了两个结论，就要尽量从两个方面去验证，加深对之前探究活动的理解。因此安排两组探究活动，让小瓶子沉下去，圆柱体浮起来，学生分组完成其中一个实验。在报告的基础上，各小组进行交流，提出问题，相互补充。
小瓶里加绿豆的用意是让学生感受到体重的逐渐增加。同时把水变成绿豆，使变量易于控制，同时把变量量化，引导学生注意量变到质变的过程。拉远缸的意图也是如此。
评估建议:
活动的分析总结进一步强化理解，引导学生注意改变物体在水中的起伏。在这个环节中，验证前面探究活动的结论是关键，同时渗透量变到质变。这个环节的探究是科学内部的探究，科学结论是用科学活动来解释的。
动词 （verb的缩写）扩展和延伸:
1.这艘潜艇被称为“海洋中的幽灵”。它是根据什么原理实现在水中自由沉浮的？课件先展示潜艇图，再展示示意图。)
2.学完这一课，你能解释一下什么样的物体在水里容易沉，什么样的物体在水里容易浮吗？
3.根据学生回答“小而重的物体容易沉，大而轻的物体容易浮”，问:
(1)可以用这个定律来解释物体在水中的起伏吗？
(2)展示“橡皮擦”:这是一个什么样的物体？水中的起伏？
(3)如果一个物体比它大一点(小一点)，重一点(轻一点)，它是沉还是浮？依次给我看“萝卜，石头，蜡烛”。有什么问题吗？
4.延伸:为什么我们用物体的重量和体积来解释物体的起伏，还是有问题？似乎在什么情况下可以用物体的重量和体积来解释物体的起伏？物体在水中的沉浮有什么关系？我们需要在未来的课程中进一步研究它。
设计意图:
海底是让学生用科学结论解释现实物体在水中沉浮的方式，把探究活动从一节课引向另一节课。
评估建议:
“什么样的物体容易沉，什么样的物体容易浮”是为了进一步发展学生在思维中对沉浮的认识。但是，从具体的结构化材料中得出的结论并不是普遍规律。这节课的立足点不仅仅是得出结论，还要进一步引导学生思考结论，为后续的课文学习打好基础。教材上对此没有明确要求。但是我们的科学探究应该把学生的视野引向更广阔的领域。所以安排尝试用得到的规律来解释物体在水中的沉浮。解释，说明问题。解释问题不是对结论的怀疑，而是对变量的控制有了更好的理解，从而激起学生探索物体在水中沉浮的兴趣。
◆黑板设计:
2.哪些因素与起伏有关？
轻的还是重的？音量？
小球体积一样:重的物体容易沉，轻的物体容易浮。
可变控制
圆柱体重量一样:小物体容易沉，大物体容易浮。
教学反思:科学与数学的融合
这节课的核心概念是“变量控制”。如何控制一个变量，研究另一个变量，这是学生在思维中首先要解决的问题，类似于数学中分数的比较。因此，本课程将在教学中借鉴数学中的思维和研究方法，对学生的学习和研究产生深刻的印象。
1.变量标识:
当重量和体积都在影响物体的起伏时，如何分析重量或体积对物体起伏的影响？只有控制其中一个变量，才能研究另一个变量对物体起伏的影响。数学中，比较分数的大小时，分母和分子相同，分子和分母相同，也使其中一个量相同(变量控制)。教师在教学中不一定直接讲，但要有意识地引导学生进行知识迁移，将数学方法应用于科学研究。
2.精确的变量控制:
数学上的比较是以数字为基础的，科学上的研究也应该以数字为基础。比如体积相同的球重量不同，体积不同的圆柱体重量相同。通过平衡比较，让学生深刻树立被控变量相同的印象，为后续研究扫清障碍。
3.符号化记录:
数学语言中的图式和符号化非常适合科学课。图式和符号化不仅是一种简单的表示方法，也是一种帮助促进思维的好方法。如果在科学课上引入它们，可以帮助科学老师培养学生的思维。比如在预测涨跌和记录涨跌的时候，利用画图的方法，一方面直观地记录下自己的所思所见，同时也有利于对记录进行分析。
4.数据的统计和分析:
数学是一门基础学科，是研究科学问题的工具。在科学教学中，如果教师能够有意识地引导学生运用数学知识进行统计分析，并将研究成果量化，这是一种有意义的尝试。
比如用数据的测量和统计来研究小瓶中加入的绿豆的数量来观察小瓶的起伏和拉伸圆筒来观察圆筒的起伏。数据结合科学结论来说明问题，印证结论。
小学的理科和数学，在很多教学内容、教学方法、教学理念上都有相似之处。如果能把它们有效地融合起来，取长补短，就会起到知识传递和推广的作用。
◆附:本节课科学探究材料的呈现和学生思维过程的处理。
材料激发学生的科学探究。没有材料，学生的科学探究就成了无源之水。因此，材料的选择和使用成为促进学生思维发展和科学探究的重要保证。
在本课中，材料的选择和加工与学生思维的发展同步，促进了学生思维的发展。
想象一下:如果所有的材料:7种材料，球，圆柱，小瓶，绿豆，水槽等。当初放在学生面前，学生还会想吗？学生还能在不断的思维冲突中前进吗？
因此，重视分布呈现和学生思维的发展是非常重要和必要的。
材料的第一次呈现:7。将物体按重量和体积进行分类，以唤起学生对起伏这一前概念的理解。同时，他们质疑前概念，知道重量和体积这两个变量。
第二种材料呈现:4个球和4个圆柱。这是一种特殊的结构材料。首先让学生了解结构材料的特性，预测结构材料在水中的涨跌，这是在控制变量的前提下，基于学生对涨跌前概念的判断。为什么不让学生直接观察水中的起伏？科学预测是学生原有知识和新知识之间的桥梁，是引起学生思维冲突的过程。精准预测，搭建新旧知识的桥梁。如果预测错了，学生就会在反思中进步。所以在某种程度上，预测比实验更重要。在探究的过程中，要强调预测，重视预测结果的交流，然后让学生在实践中检验，在检验中反思。
第三种材料呈现:小瓶子和圆柱体。这是一套验证性材料，让学生通过自己得出的结论进一步验证结论，同时注意量变到质变的过程。针对五年级学生的理解，不出现“量变”和“质变”的概念，而是让学生测量“几粒绿豆使小瓶沉下去”和“圆柱体浮起时的高度”，实现重量和体积的变化来控制物体在水中的沉浮。
第四种材料呈现:橡胶、萝卜、石头、蜡烛。用结论解释物体在水中的起伏。因为结论是在一个变量的控制下得出的，所以学生还是会把它当成一个笼统的结论。因此，必须使学生认识到，当两个变量都在变化时，不能只从重量和体积来考虑物体在水中的沉浮。这套材料的呈现并不是为了迷惑学生，而是让学生更加意识到，在一定的情况下(变量控制)，我们可以通过物体的重量和体积来判断物体在水中的沉浮。物体在水中的沉浮，有更多的知识和内容需要探索和学习，这将进一步深化学生的探索活动。