小学科学沉浮教具的发展与创新

◇李国欢 李婉欣 陈 昊

在新课标理念的指导下，小学科学课程不再仅仅是学习课本知识的传统讲授教学方式，逐渐被“做科学，玩科学”的探索性教学所取代。科学教具作为教师在课堂教学活动中直观演示科学现象、激发学生学习兴趣和创新欲望的重要工具，愈发凸显其重要性。按照现行教材教学，学生不能清晰完整地经历物体的沉浮全过程，因此对物体的“上浮”“下沉”现象体验不深刻。为此笔者在教学实践中对物体沉浮条件的实验进行了创新设计，取得良好的实验效果。

一、教具创新设计案例

（一）丑小鱼的沉与浮

1.准备器材

3DPEN-2一支，pla线若干捆，规格为28cm*26、28cm*8cm、26cm*8cm的亚克力板各为2、2、1块，100ml注射器一支，弹力球一个，一条导管30cm，A4纸1张，马克笔一支，AB胶2套，回形针若干个，水适量。

2.制作步骤

A．组装鱼缸：用AB胶将5块亚克力板组装成一个鱼缸（注意：因为AB胶干后不透明，所以在黏合过程中要小心，别抹到板上，影响美观。）

B．丑小鱼制作：先拿出一张A4纸，在纸上画一条简笔画鱼，用黑色的材料沿着线进行描画，各个部分根据自己的喜好进行上色（因为材料比较脆弱，所以在上色的时候，线条尽量保持无缝状态，这样会比较稳固）。画好丑小鱼后，反过来，在背面按照刚刚的步骤再画一条一模一样的鱼，画好后，沿着鱼的外圈按照一定的距离钻小孔（规格为直径3mm）。

C．装置整合：

将两条丑小鱼的底部用回形针联合起来，将弹力球塞进两条鱼之间的缝隙中，将注射器的针头插入小球中，用回形针在把两条鱼的背部联合起来，用导管将注射器的针头与注射器连接起来。

3.进行实验

将鱼缝中的小球里面的气体都抽干，此时令注射器的初始刻度在50ml，将小鱼放入鱼缸中，开始小鱼是沉在水底的，慢慢地往里推注射器，刻度值越来越小，鱼缝中的小球越来越大，整条小鱼的体积越来越大，鱼慢慢地浮起来了；慢慢地往外拉注射器，刻度值越来越大。

4.目的：

演示质量不变，体积变化时对物体沉浮的影响。

（二）瓶子的沉与浮

1.准备器材

一个100ml布丁瓶，一瓶色素，一条30cm导管，20ml注射器一只，规格为28cm*26、28cm*8cm、26cm*8cm的亚克力板各位2、2、1块，水适量。

2.调试器材

A.组装鱼缸：

用AB胶将5块亚克力板组装成一个鱼缸。

B.制作瓶子：

将布丁瓶盖子中间钻一个洞，这个洞能够通过导管，将插进瓶子的导管一端触碰到瓶子底部，在瓶子外面的另外一端导管与注射器相连接。

3.进行实验

瓶子最初只装一半的水，盖好盖子，放入水中，起始让瓶子沉在水底，慢慢地往外拉注射器，瓶子里面的水量越来越少，质量越来越轻，瓶子就会上浮；接着慢慢地往回推注射器，往里面注水，瓶子的质量越来越重，瓶子就沉下去了（在这个过程，瓶子的起始水位很关键，保证在20ml之内引起的质量的变化能够引起沉浮现象的改变）。

4.目的：

演示体积不变，质量变化时对物体沉浮的影响。

二、教具设计的反思

（一）教材上的缺陷。首先，在小学科学教材上，缺乏了体积的改变对物体沉浮的影响，相关的文献也很缺乏；其次，在教材中，改变质量对物体沉浮的影响的试验中，每一次都要从水里捞出瓶子，打开瓶盖，加入或倒出一部分的水，给实验操作带来不便。

（二）改进（创新点）。第一，设计两个实验方案，进行对比，很明显能够演示沉浮的动态过程，并且能够清晰地观察到其中一个因素改变对现象的影响。第二，有助于学生区别鱼和潜水艇的工作原理。鱼是通过改变体积来实现自由游来游去的，而潜水艇是利用压载舱改变质量来实现上浮下沉的，方便学生理解潜水艇是按照鱼的原理制成的误区。真正实现化难为易，化抽象为具体，选材方便，都是身边的物品，学生就地取材，激发探究兴趣，增强感性认识，培养动手能力，在实践中掌握知识，真正体现从生活走向物理的理念。