小學科學沉浮教具的發展與創新

◇李國歡 李婉欣 陳 昊

在新課標理念的指導下，小學科學課程不再僅僅是學習課本知識的傳統講授教學方式，逐漸被“做科學，玩科學”的探索性教學所取代。科學教具作為教師在課堂教學活動中直觀演示科學現象、激發學生學習興趣和創新欲望的重要工具，愈發凸顯其重要性。按照現行教材教學，學生不能清晰完整地經歷物體的沉浮全過程，因此對物體的“上浮”“下沉”現象體驗不深刻。為此筆者在教學實踐中對物體沉浮條件的實驗進行了創新設計，取得良好的實驗效果。

一、教具創新設計案例

（一）丑小魚的沉與浮

1.準備器材

3DPEN-2一支，pla線若干捆，規格為28cm*26、28cm*8cm、26cm*8cm的亞克力板各為2、2、1塊，100ml注射器一支，彈力球一個，一條導管30cm，A4紙1張，馬克筆一支，AB膠2套，回形針若干個，水適量。

2.制作步驟

A．組裝魚缸：用AB膠將5塊亞克力板組裝成一個魚缸（注意：因為AB膠干后不透明，所以在黏合過程中要小心，別抹到板上，影響美觀。）

B．丑小魚制作：先拿出一張A4紙，在紙上畫一條簡筆畫魚，用黑色的材料沿著線進行描畫，各個部分根據自己的喜好進行上色（因為材料比較脆弱，所以在上色的時候，線條盡量保持無縫狀態，這樣會比較穩固）。畫好丑小魚后，反過來，在背面按照剛剛的步驟再畫一條一模一樣的魚，畫好后，沿著魚的外圈按照一定的距離鉆小孔（規格為直徑3mm）。

C．裝置整合：

將兩條丑小魚的底部用回形針聯合起來，將彈力球塞進兩條魚之間的縫隙中，將注射器的針頭插入小球中，用回形針在把兩條魚的背部聯合起來，用導管將注射器的針頭與注射器連接起來。

3.進行實驗

將魚縫中的小球里面的氣體都抽干，此時令注射器的初始刻度在50ml，將小魚放入魚缸中，開始小魚是沉在水底的，慢慢地往里推注射器，刻度值越來越小，魚縫中的小球越來越大，整條小魚的體積越來越大，魚慢慢地浮起來了；慢慢地往外拉注射器，刻度值越來越大。

4.目的：

演示質量不變，體積變化時對物體沉浮的影響。

（二）瓶子的沉與浮

1.準備器材

一個100ml布丁瓶，一瓶色素，一條30cm導管，20ml注射器一只，規格為28cm*26、28cm*8cm、26cm*8cm的亞克力板各位2、2、1塊，水適量。

2.調試器材

A.組裝魚缸：

用AB膠將5塊亞克力板組裝成一個魚缸。

B.制作瓶子：

將布丁瓶蓋子中間鉆一個洞，這個洞能夠通過導管，將插進瓶子的導管一端觸碰到瓶子底部，在瓶子外面的另外一端導管與注射器相連接。

3.進行實驗

瓶子最初只裝一半的水，蓋好蓋子，放入水中，起始讓瓶子沉在水底，慢慢地往外拉注射器，瓶子里面的水量越來越少，質量越來越輕，瓶子就會上浮；接著慢慢地往回推注射器，往里面注水，瓶子的質量越來越重，瓶子就沉下去了（在這個過程，瓶子的起始水位很關鍵，保證在20ml之內引起的質量的變化能夠引起沉浮現象的改變）。

4.目的：

演示體積不變，質量變化時對物體沉浮的影響。

二、教具設計的反思

（一）教材上的缺陷。首先，在小學科學教材上，缺乏了體積的改變對物體沉浮的影響，相關的文獻也很缺乏；其次，在教材中，改變質量對物體沉浮的影響的試驗中，每一次都要從水里撈出瓶子，打開瓶蓋，加入或倒出一部分的水，給實驗操作帶來不便。

（二）改進（創新點）。第一，設計兩個實驗方案，進行對比，很明顯能夠演示沉浮的動態過程，并且能夠清晰地觀察到其中一個因素改變對現象的影響。第二，有助于學生區別魚和潛水艇的工作原理。魚是通過改變體積來實現自由游來游去的，而潛水艇是利用壓載艙改變質量來實現上浮下沉的，方便學生理解潛水艇是按照魚的原理制成的誤區。真正實現化難為易，化抽象為具體，選材方便，都是身邊的物品，學生就地取材，激發探究興趣，增強感性認識，培養動手能力，在實踐中掌握知識，真正體現從生活走向物理的理念。