智慧在雙手中綻放

陳琴

[案例背景]

《水的浮力》是初中浙教版科學八年級上冊第1章第3節的知識。這一節知識與生活聯系緊密，在生活中應用廣泛。課本中有很多小實驗、小方法，蘊含著非常多的科學道理。若單純的運用知識講述式教學方式，可能學生記住了科學知識，但不會知其所以然，也難以發展學生的學習能力與核心素養。在素質教育和核心素養培養目標導向下，有必要創新教學方法，將課堂還給學生，讓學生成為探究的主人，在合作探究、趣味活動中，運用雙手，合作交流、實踐探索，自主發現科學知識，總結出科學規律與方法，發展學生核心素養。

[案例呈現]

課件呈現“死海不死”，人在死海上漂浮，“水能載舟，亦能覆舟”，“水底下的乒乓球慢慢地浮到水面”。導入新課。

師：為什么會有這些現象呢？處在液體中，似乎有一雙無形的手將人、船和乒乓球托起，以致它們不會下沉，這是因為受到了什么力所導致的？

觀看視頻和圖片，激發了學生的探索興趣。在興趣導向下，展開新課探究。

片段一：物體放入水中受到了什么力？

1. 激趣導入，引出浮力

教師借助多媒體再次展示一些生活中的圖片，緩緩上升的氫氣球、浮在空中的汽艇、水中的天鵝、遠洋的輪船等。

師：為什么氫氣球會上升，輪船漂浮在水面上靠的是什么力呢？

生：浮力。

師：是呀，受到了浮力的作用，浮力就是那雙無形的手，將氫氣球、輪船往上托。正如我們進入水中，會感覺到人變輕了，是因為浮力將我們往上托。

師：現在我們來做個小實驗，探究這些問題，浮力的方向？浮力的測量方法？液體對哪些物體會產生浮力呢？

2. 動手探究，發現知識

在任務導向下，學生展開合作探究，準備工具，彈簧測力計、實心木塊、裝有水的水槽。學生分為4人一組，分工合作、責任到人，制定探究計劃，展開動手實踐探究。學生根據實驗方案展開動手實驗，記錄實驗過程。

學生動手實踐探究，步驟如下：

（1）先將實心木塊放在彈簧測力計下，測出它的重力。讀出示數1.2牛。

（2）再將實心木塊浸入水中，不浸沒，只有一半浸入，發現彈簧測力計示數變化，變為了0.6牛，讀出示數并記錄。

（3）觀察記錄、合作分析，猜想實驗結果。

學生動手實踐后，分享實驗結果，發現兩次彈簧測力計示數不同，第二次示數變小了，說明沉入水中的物體受到了向上的浮力。

計算得出浮力大小為：1.2-0.6=0.6牛。

師：能回答之前提出的問題了嗎？

生：受到的浮力方向向上，放入水中的物體會受到浮力，這次用的稱量法。

3. 延伸拓展，總結規律

師：大家的結論是正確的，但還有個疑問，所有放入水中的物體都會受到浮力嗎？根據剛才這個實驗，并不能得出來呀？

根據教師的質疑，學生進一步實驗，將實心木塊由沒浸入到慢慢浸沒，發現示數在不斷減小，說明重要接觸到水，物體就會受到浮力。

并根據汽水瓶壓入水中會快速上升、彈簧測力計下的小鐵球浸入水中后，示數也會變小。說明放入水中的物體都會受到向上的浮力。

師：水能對放入水中的物體產生浮力，那么其他液體呢？

不斷的質疑下，學生進一步探究，將水換成了酒精、食鹽水，發現彈簧測力計也會有示數減小的情況。說明進入液體的物體都會受到液體的浮力。

師：大家還可以提出什么問題呢？根據自己提出的問題，運用實驗來驗證。

……

片段二：受到的浮力與排開水的關系？

1. 提出問題，引出猜想

師：剛才這個實驗，大家用雙手獲得了智慧，總結出了科學知識。現在老師有新的問題給大家。你們躺在浴缸里會有什么感覺？水面會發生什么變化？

生：人會感覺輕了一些，水面會上升。

師：是呀，你回答得非常棒，為什么會產生這些現象呢？

生：人受到了水的浮力，所以感覺變輕了。人進入后，水就會漫上來。

師：你的觀察能力很棒，在人進入浴缸，水面會上升，是因為人排開了一部分的水。根據這個大家猜想下，物體受到浮力的大小可能與哪些因素有關系呢？

學生合作交流，互動猜想：

（1）與液體的密度有關吧？雞蛋放入鹽水中會下沉。雞蛋浮沉就能說明。

（2）是不是跟放入水中的深度有關呢？

（3）物體的體積越大，受到的浮力越大吧？

（4）與物體的重力有關，越重的物體受到的浮力越大。

（5）與物體的形狀有關，把橡皮泥捏成不同形狀，它會沉下去漂浮。

……

在這么多猜想下，學生創意思考。教師組織學生通過雙手來驗證猜想。

2. 動手探究，驗證猜想

B小組認為物體受到的浮力大小與排開水的多少有關。于是展開探究。

假設：浮力大小與排開的那部分水的多少有關系，排開水越多受到浮力越大。

B小組設計實驗方案，分工合作，開始動手探究這個問題。

（1）在溢水杯中裝滿水，將小燒杯放在它的出水口下面。

（2）把實心木塊放在彈簧測力計上，得出它的重力G物。

（3）把實心木塊放在溢水杯的水中，完全浸沒，得出測力計示數F拉，計算出物體受到的浮力F浮=G物-F拉。

（4）將小燒杯中收集到的溢水杯溢出來的水放入量筒中，測出它的體積V排液，算出排開的水的重力。G排液=ρ液gV排液。

通過B小組記錄下每一步實驗得出的數據，并對比物體受到的浮力和排開水的重力，發現F浮=G排液=ρ液gV排液。

也就是說，浮力與液體的密度和排開液體的體積有關系。（這里的液體是水。）

其他小組驗證了自己的猜想，發現物體進入液體后，受到浮力大小與物體進入液體的深度、物體的形狀、物體的重力、質量、密度、形狀無關。

[案例分析]

“智慧，在雙手中綻放”。在《水的浮力》這一小節科學知識教學時，教師踐行了以生為本的理念，關注了學生的動手實踐與合作探究，將知識教學變成了學生合作探究問題的學習過程。探究過程中，學生運用雙手，在大腦思考與互動交流下，綻放創意思維，動手探究，運用科學知識與方法，說明了生活中很多現象的原因，也解決了很多科學問題，獲得了知識與方法，發展了核心素養。

結合本次教學案例，總結的經驗如下：

1. 要創造機會讓學生動手

“實踐出真知”，“教學做合一”都指出，動手實踐是檢驗真理的過程。科學只有在動手實踐中才能被發現和總結出來，初中科學教學，需要為學生創造機會讓學生動手。很多情況下，由于時間限制和學習任務重，教師將一些知識以傳授式直接傳給學生，或運用多媒體來呈現，這對學生來說，印象都不深刻，沒有學生自主思考與動手探究的過程，學生的綜合能力和核心素養難以得到提升。教師需要為學生創造機會讓學生動手實踐，在動手中探究，獲得真知。

2. 要給予恰當的介入指導

學生的自主或分組合作，踐行了以生為本的理念。生本理念下，并不是說教師就不起作用了，也不是說教師可以完全不管了。而是應該由教師科學預設、恰當引導、適當介入。在學生遇到困難、發現問題、難以繼續時，教師要給予情感激勵、方法點撥、提問引導，讓學生獲得進一步探究的勇氣和決心，也讓他們在教師輔助下，找到解決問題的方法，發現突破口，進一步探究解決問題。

3. 要鼓勵總結規律與方法

每一步動手探究，都是學生動手實踐的過程，學生都會有一些思考、觀察，教師需要鼓勵學生記錄好每一步的操作步驟、遇到的問題、解決方法，及觀察到的現象，通過總結規律和方法，收獲科學知識與方法，發展學生學習能力。總結是非常必要的，“學而不思則罔”，總結也是互動交流和反思的過程，在總結中才能逐步建構出更加完善的科學知識網絡。

結合本次案例進行分析，還存在不足的地方：

1. 與實際生活結合得還不夠

本次教學案例研究的問題是《水的浮力》，這個課題與生活息息相關。因為將重點放在了學生動手探究中，讓學生在動手中綻放智慧和發現知識，所以，在與實際生活結合方面遠遠不夠。只是通過多媒體視頻和圖片呈現，及舉例子時與生活結合了起來。利用學生生活經驗，契合生活實際，鼓勵解決生活問題這些方面，與實際生活結合不夠，需要進行改進。

2. 學生創新思維發展還不夠

此次教學設計，重在將課本中的知識、實驗，由學生自主探究和合作互動得出科學知識與方法。但是在教學設計上，較多的運用了課本中的實驗步驟與方法。學生的創新思維挖掘和激勵方面還遠遠不夠。素質教育背景下，需要關注學生創新思維的培養，所以需要在創新思維的引導和挖掘方面，還要下功夫。

3. 學生質疑能力培養還不夠

“學源于思，思源于疑”，沒有疑問就沒有思考和探究，就難以激活學生探究的興趣，讓學生契合生活，在動手實踐中發現科學道理。本次教學案例，較多的是教師提出問題，提出探究主題，學生的自主質疑卻很少。在今后的教學設計中，要多鼓勵學生自主質疑，讓學生自己質疑并提出探究主題，發展學生核心素養。質疑能力的培養存在于科學教學的每個環節，需要教師多研究和實踐。