画图还原 实验唤醒 导图促思

徐佳燕

【摘   要】教科版五下《沉和浮》单元的教学内容注重学生力学概念、科学思维的培养。学生在作业中暴露出概念不清、技能不熟、逻辑混乱等问题，因此作业评析显得至关重要。教师可以通过画图、做实验和画思维导图等方式来帮助学生还原知识，唤醒原型，梳理内在逻辑，从而快速找到解题突破口，最终形成完善的科学概念体系。

【关键词】沉和浮;作业评析;画图还原;实验唤醒

教科版五下《沉和浮》单元的作业评析是教师的一大教学难点。首先，该部分作业的题干文字内容多、信息量大，五年级的学生难以捕捉到有用的信息。其次，本单元涉及的实验较多，在作业中表现为变式多，需要学生融会贯通、举一反三。最后，是与浮力相关题目的逻辑性强，需要学生利用阿基米德定律或沉浮判断依据进行判断。因此本单元亟需高效、及时的作业评析方式来有效地帮助学生梳理单元知识结构，形成较为完善的科学概念体系。教师可以利用画图，还原受力分析，使抽象知识具象化;调用课堂中的实验进行知识的整理、联结，唤醒、深化科学原理;借助画思维导图、追問等方式提升学生的理性思维，以此提升作业评析的效率，帮助学生形成完善的科学概念体系。

一、通过画图，还原知识，使抽象知识具象化

在科学教学中常用的思维方法有形象思维、直觉思维和抽象思维等。该学科有许多需要理解和掌握的抽象知识点，对于部分学生而言难度较大。鉴于此，教师在教学的过程中可以让学生调动各种感觉器官，如动眼、动口、动手。以《沉和浮》单元为例，该单元的科学概念比较抽象，比如排开的水量、沉与浮、比重、浮力等，学生较难深入理解。在作业评析中如何让学生对冗长的题干内容进行提炼、理解，是教师需要思考和解决的难题。对于此类题目，教师可以通过画图的方式来完成知识点的还原，加强学生的理解，同时让学生结合受力分析，简化题干信息，抓住重点。

【案例1】

三个容器中分别盛有水、花生油、盐水，将三个相同的木块分别放入三种液体中，木块均浮在液面上。但木块在甲容器中露出最多，乙容器中露出较少，丙容器中露出最少，那么盛花生油的容器是（   ）。

A.甲容器   B. 乙容器   C. 丙容器   D. 无法判断

此题题干的文字内容较多，对于五年级的学生而言，准确审题是解题的难点之一。因此，教师在评析时就通过画图还原题目的方式构建模型，非常直观地呈现了题干信息（如图1）。从图中可以清晰地发现，甲容器中木块排开的液体体积最少、丙容器最多，且三个容器中的木块都是浮在水面上的。由“浮力=木块的重力=排开的液体的重力”的原理可知，在三者浮力相同的情况下，花生油需要排开更多的液体才能符合条件，故选C。

再者，在科学的学习方法中，最重要的是观察与实验。然而，许多在课堂演示中或实验室中做过的实验，学生在复习时不可能都去重做，而作图可以帮助学生在纸上和脑海里重现实验过程，加深理解，加强记忆，收到事半功倍的效果。利用画图还原的方法可以帮助学生在脑海中建立模型，同时也更直观地理解题目。

【案例2】

完全浸没在水中的乒乓球，放手后，球从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况是（     ）。

A.浮力不断变大，但小于重力

B.浮力不变，但浮力大于重力

C.浮力先不变，但始终大于重力，直至静止时，浮力才等于重力

D.浮力先大于重力，后小于重力

在评析时，教师可以作图还原乒乓球的运动状态，并进行标记：完全浸没到水底为C状态，上浮至中间为B状态，浮到水面静止为A状态。画图还原乒乓球的运动过程如图2所示。学生由此可以清晰地看到其排开水量的变化情况：未浮到水面前，排开的水量不变，则浮力不变，且大于重力。静止后，因为漂浮，浮力=重力。

《沉和浮》单元的作业往往综合性较强，考查学生的综合运用能力，如案例3考查的就是学生对沉浮判断及阿基米德定律的应用能力。在完成作业的过程中，很多学生出现了理解不了题目的情况，导致思维混乱，解题失败。

【案例3】

小明对上浮物体受力情况进行研究，他把一块体积为150立方厘米的木块放入水中，在木块上放了一个50克的钩码，这时木块恰好没入水中。（1立方厘米水重1克  1牛≈100克力）

①此时，木块受到的浮力是多少牛？

②木块重多少牛？

③如果把这个钩码拿走，则木块露出水面的体积为多少立方厘米？

作图和受力分析能清晰地将力的变化过程呈现出来（如图3），即钩码与木块作为一个整体时，处于漂浮的状态，浮力=钩码的重力+木块的重力=木块排开水的重力。撤去钩码时，木块处于漂浮状态，则浮力=木块的重力=木块排开水的重力。

通过对题干信息的提取，画图还原以及受力分析，学生化繁为简，降低答题难度，更清晰地看透题目的考点，找到正确、高效的解题方法。

二、通过实验，唤醒原型，使科学原理得以深化

在小学科学教学中，实验探究占据着重要的分量。在作业评析阶段，教师可以借助实验来唤醒学生的知识体系。尤其是计算浮力大小等题目，其内容较为抽象，需要通过实验来对原理进行直观呈现，进而引导学生理解原理，内化、吸收知识点。

对于沉和浮的判断这一内容，学生对于判断“相同体积的物体的浮力大小”和“相同轻重的物体的浮力大小”往往存在困难。如何更好地帮助学生掌握这些难点？教师可以在画图还原的基础上加入实验，唤醒学生对科学原理的认知（如图4）。

除此之外，教师也可以通过对教材中的实验进行整理、分析帮助学生理解题意。比如《沉和浮》单元中关于浮力测量方法的实验中，上浮和下沉的物体都会受到浮力，且测量的方式不同。这两种方法可以演变出很多种实验探究的题型，但其原理只有一个，即上浮物体：浮力=重力+拉力;下沉物体：浮力=重力-拉力（如图5）。

【案例4】

小明用如下图①②③所示的实验，探究影响物体所受浮力大小的因素（如图6）。

1.要测量出该物体在水中受到的浮力大小，要选择哪两幅图的实验进行操作？

2.进行②和③两步实验，小明想验证的猜想是“同一物体在不同液体中受到的浮力大小不同”。

3.小明研究浮力大小与深度的关系时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计的读数F与物体下表面所处深度h的关系的图像，如图④所示。根据图像可以判断：

（1）当物体下表面刚碰到水面，但没浸入水中时受到的浮力是_____________________________________。

A. 0N B. 4.5N C. 3N

（2）当物体浸入水中8厘米时，受到的浮力是_____________________________________ 。

A. 4.5N B. 3N C. 1.5N

（3）当整个物体完全浸入水中继续下沉到未碰到杯底前，浮力_____________________________________ 。

A.越来越小 B.越来越大 C.不变

此题的原型就是实验探究中关于下沉物体在水中的浮力測量方法，以及不同液体中浮力变化的实验。因此通过实验可以有效地唤醒学生对科学原理的认知，帮助学生理解题意，快速找到解题突破口。此外，实验还能唤醒学生在科学学习中的问题意识、探究意识。

三、通过画思维导图，梳理脉络，使理性思维得以培养

通过对小学科学作业的评析，教师能够提升学生的逻辑思维能力，同时培养学生提炼教材知识体系的能力。笔者在进行作业评析时，时常借助思维导图软件指导学生梳理知识脉络，进而提升理性思维。在作业讲解的过程中，教师应注重追问，以提问和追问进一步引发学生的思考，做到举一反三。

【案例5】

一艘轮船从长江驶入东海，船的情况是（      ）。

A.浮力不变，船身下沉些

B.浮力不变，船身上浮些

C.浮力减少，船身下沉些

D.浮力增大，船身上浮些

如图7所示，在评析时，教师帮助学生整理知识体系，厘清沉与浮的关系，让学生在解题时可以对号入座，找准知识点，实现精准化答题。由于轮船在长江和东海中都处于漂浮状态，可得轮船受到长江水和海水的浮力都等于轮船受到的重力G，即所受浮力不变。但由于江水的比重更小，因此轮船在江水中排开水的体积更大，排开海水的体积更小，因此船身会上浮。

之后教师继续提问：在液体比重变大后，浮力如何做到不变呢？如果把比重计放在不同的液体中，浮力如何变化？如果是潜水艇从长江潜行到东海，受到的浮力会如何变化？

在这一题的评析中，教师及时追问，合理拔高层次。学生逐渐掌握了此类题目的解法，之后再次遇到浮力问题的变式，也可以进行解答，由点到线，再到面，学生的思维含量得以提升。通过追问和制作思维导图的方式，教师可以进一步培养学生挖掘知识内涵的习惯，激发其对科学进一步探究的欲望，帮助其形成对科学问题的持久研究能力。学生通过一类题目的知识梳理，达到思维提升的目的，有利于摆脱题海战术。

对于小学五年级学生而言，《沉和浮》单元的学习难度较大。学生如果不能准确提取题干信息，难以解题。因此，在作业评析时，教师要通过画图还原，进行知识具象化呈现，并从课堂的实验探究中找到题目原型，再用思维导图对《沉和浮》单元的知识进行由点及线、由线及面的梳理。学生通过一题，复习一类知识，从而更好地掌握与浮力相关的内容，进而对力学知识融会贯通。

（浙江省杭州市余杭区光华外国语学校   310000）