摸透学生起点 把握教材重点 突破学习难点——浅谈《测量下沉的物体受到水的浮力》实验改进

（浙江省湖州市安吉县第七小学 浙江湖州 313300）

一、调整实验顺序，贴近学生认知

经过上一课《浮力》的研究，同学们已经初步认识了什么是浮力，知道上浮的物体会受到水的浮力的作用，也知道物体在水中受到的浮力大小与物体排开的水量有关。那么下沉物体是否受到水的浮力作用呢？我们先来做一个前测，了解一下学生的想法，大部分学生认为“下沉物体同样受到水的浮力”作用。理由五花八门：有的凭生活经验，有的看过书或者科普类文章，有的看过相关知识的电视节目，还有的则纯粹是猜测。当然，也有一部分同学觉得很难确定，甚至还有极少数同学认为下沉物体是不会受到水的浮力作用。

基于学生这样的认知，我们先增加一个小实验：比较观察同一个钩码在空气中和水中的“重力”大小。如果在水中测得的“重力”小于在空气中的重力，则说明物体受到了水的浮力。此时可以让学生自己总结出一个结论，明确下沉物体的确也会受到水的浮力作用，这一点已经毋庸置疑了，消除了前面少数同学的一些疑虑。那么接下去重点就是研究下沉物体受到的浮力大小究竟是怎样的，跟哪些因素有关。为了更贴近学生的逻辑思维，我们将教材中这两个实验交换顺序，也即先测量大小不同的下沉物体完全浸入水中后受到的浮力大小；再测量同一个下沉物体部分浸入水中后受到的浮力大小。通过三个实验，由浅入深、由易到难、逐步推进。帮助学生建立“①下沉物体在水中受到浮力作用。②下沉物体浸入水中受到的浮力大小与浸入的体积有关，浸入体积越大，受到的浮力就越大。③当物体在水中受到的浮力小于重力时就下沉。”这些科学概念。

二、改进实验设计，降低操作难度

1.添加一根横梁

如右图一所示：将原来的手提测力计测量物体在水中的重力，改成在上方加一根横梁，当将物体浸没在水中又没碰到量杯底部时，再固定在上方的横梁上。横梁可以架在铁架台上（方便调节横梁高度）。

图1

加横梁的设计，避免了学生因手提测力计产生的抖动、碰到杯底杯壁等干扰因素产生的影响，大大降低了操作的难度。因为测力计不再抖动，同学们读数更加方便，误差也会降到最低。同时也解放了提测力计的这位学生，方便他和其他组员一起观察、读数和思考。

2.增加测力计和量杯数量

如右图二所示：在测量大小不同物体在水中受到的浮力时，教师为每组准备三个量杯、三个测力计、三个不同大小的下沉物体，每个量杯里倒入200毫升水（水量可以视量杯大小、下沉物体大小而定）。学生在测量完这三个大小不同的下沉物体在空气中的重力后，做好记录（填在记录表中）。然后按右图所示将它们分别放入三个量杯中，开始实验验证。

图2

这样的设计，三个物体在水中的重力可以同时测量。一则加快实验的推进速度，节省了有限的学习时间。二则避免了只用一个量杯、一个测力连续测量大小不同的三个下沉物体所带来的简单重复，累赘无趣。三则防止了将这三个物体不停地浸入、取出同一量杯导致水量发生变化而带来的误差，提高了数据的精准性。

同样的道理，在测量“同一个下沉物体浸入水中受到的浮力大小”这个实验中（如右图三所示），教师为每组学生准备三个相同的规则的下沉物体、三个测力计、三个量杯，每个量杯里倒入200毫升水。实验的操作方法和设计优点同上。

图3

三、同时呈现现象，有利观察分析

在测量大小不同的下沉物体在水中受到的浮力时，呈现在学生面前的是图二这样的现象。学生除了可以比较方便地分别读出测力计的读数、测出排开的水量外，还很容易横向比较，直观地发现三个量杯水平面的变化。通过观察、测量、比较，得出如下结论：下沉物体浸入水中的体积越小，水平面上升得越少，也就是排开的水量越少，受到的浮力越小；下沉物体浸入水中的体积越大，水平面上升得越多，也就是排开的水量越多，受到的浮力越大。同时呈现实验现象，有利于横向对比，也有利于学生进行观察，从鲜明的对比中更易分析得出科学结论。

四、关注实验细节，有利操作观察

为了更好的开展实验，我们需要注意三个细节：一、无论是测量大小不同的下沉物体受到的浮力，还是测量同一下沉物体受到的浮力，都应该先将物体固定在测力计上，再浸入水中，最后固定在横杆上，这三步顺序不能交换。二、测量同一下沉物体在水中受到的浮力时，选用的器材尽量是规则的，如圆柱体、长方体等，最好标上三分之一、三分之二的刻度线，且弹簧称挂横梁上时控制好高度，使得物体浸入水中要刚好满足三分之一，三分之二。三、如果实验使用烧杯太大而水量变化不明显的话，可以选择量筒。

科学学习是以科学探究为最重要的学习方式。因此教师必须深入研究学生，从便于学生操作、观察、思考和发现的角度精心设计探究活动，让他们亲历知识形成过程，最终实现提高学生科学素养的目的。