浮力开课基于学情有效活动设计

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1、基于学情有效活动设计 -水的浮力教学案例与启示案例背景：科学教材中，有一定量的课内学生活动，而通过课堂学生活动来学习科学是最能符合学生的认知规律和心理特点。但在当前科学教学中，很多教师在课堂上较关注学生活动的形式，却较少注意活动的实效性，有时活动只起到事倍功半，既费时又费力，收效甚微。基于以上的思考和认识，我校教研室提出“观察活动，把握学情，有效教学。”为主题的教研活动。现以自己所开设的一节公开课八年级科学第一章第五节水的浮力课例为依据，谈谈如何依据学情设计有效的学生活动。案例感悟：感悟一：活动设计着眼学生兴趣培养【教学片断】活动一：感受浮力和浮力的方向引题：（出示永嘉男子水上静漂图）师：这是

2、今年暑假发生在我们温州永嘉的一项打算破吉尼斯纪录的事件，一男子能在楠溪江面上静漂长达20多个小时。你知道是什么原因使他能漂而不沉吗？生：水对他有浮力师：很好，你在生活中有感受过水的浮力吗？ 生：感受过水泳池里（用平常熟悉的事例，学生就会很自然而然地想起自己暑假游泳的生活经验，使学习与学生的经验交融在一起）师：这里有一只盛有清水的烧杯和一只彩球，请你用手来体验和感受水的浮力，说说你是怎么做的，并把你的感觉说出来与大家分享。生1：小球像是在杯子里游泳，浮起来生2：我用手压乒乓球，手有被顶上去的感觉。一放手，它就升上来了。生3：对，手还受到球把它向上的顶的感觉生4：是水把球向上顶，球才把手往上顶的生

3、5：而且，你不动它，球是静止的，二力平衡生6：重力和浮力是一对平衡力师：有同学已经点出了浮力的方向。生7：和重力相反，竖直向上继续追问：浮力的方向果真是竖直向上的吗？紧接做浮力方向的活动（提醒学生摆动大烧杯，重物和浮球之间的绳子方向始终不变）问：你从哪里可以看出彩球受到的浮力的方向（引导学生看绳子始终是竖立的）归纳：浮力的方向总是竖直向上的。（“浮力的方向”教学本身就是个难点，在常规教学中利用二力平衡的分析后得出，非常理性，不利于学生感悟。本节通过实验活动，感受浮力的方向，让学生在体验中理解科学知识。）【教学感悟】认识事物的过程是遵循由浅入深规律的，开始时要设计让学生“容易成功”的活动。这有利

4、于培养兴趣、激发兴趣，让学生在“鼓励中”发奋、努力。这也就不会促成某些畏难情绪的产生、降低学习兴趣。做完活动后，学生很明显地有了比原先更能精确表达的感受，回答老师“抛出的问题”显得是那么“有感而发”。 感悟二：活动设计立足学生认知规律【教学片断】活动二：称量法测浮力师：前面举得都是上浮的物体会受到浮力，那下沉的重物会受到浮力吗？（一边提问的同时一边随手演示小石子在水中下沉）学生有意见分歧，但大部分孩子还是赞同下沉的物体也受到浮力。师：谁能设计方案来定量地测出它受到的浮力？生1：可以用弹簧秤称生2：先称一下重物，再把重物放在水中称，两者减一减生3：重物要全部浸入水中生4：不全部浸入也没关系，算出

5、来的浮力就是那浸入的部分受到的浮力学生活动点评：同学们的实验设计非常充分合理。“称量法”是测浮力的方法中最常见最普遍的一种。（学生很快、很完整地设计出了活动方案比我预测的要顺利得多。）归纳：什么浮力？（有学生表达不是很到位）师：老师这里有一重物，我们把它挂在弹簧上，你看见了什么现象？生：弹簧发生形变，被拉长。师：很好，我取一杯水，让这重物浸入水中，观察现象？（学生演示实验）生：弹簧缩短，物体仿佛被水托起 （这里的设计与常规课是不同的，常规课一般老师会自己用手托一托弹簧秤，说水也有这样的效果，从而得出“浮力的概念”。本节直接“用水来托”的活动设计更形象。）【教学感悟】有句话叫：“适合的才是最好的

6、”。对任何一个活动、每个活动环节的设计、每次提出的活动等都必须符合学生的认知发展规律。学生对浮力的大小已有一定的认识，很容易设计“称量法测浮力”。所以，根本无需为其考虑铺垫。倒是“浮力的概念”，对学生而言用很难自己完整概括出来。所以，在此处的教学顺序上做了适当调整-在学生自己动手体验完“称量法测浮力”之后，再利用“称量法测浮力”的体验活动来概括出“浮力概念”得出“浸在”、“向上”、“托”等关键词，这样更适合学生对浮力认知的建构。美国学者布鲁巴克认为：“精湛的教学艺术，就是让学生自己认同活动观点。” 感悟三：活动设计推进学生思维发展【教学片段】活动三：阿基米德原理师：刚才同学们在把重物放入水中时

7、，还发现了什么？生1：水面会升高了 （追问：若烧杯里的水是满的，会怎样？溢出来）生2：重物下沉时，浮力在慢慢变大 （追问：是一直变大吗？）生3：沉到一定（完全浸没）时，就不变了 追问：为什么水位会升高？生：重物占了它的空间师：对，物体浸没部分体积和上升的水位,也就是物体排开水的多少实质上是同一回事。那它们的多少一定存在着某种关系。介绍科学家阿基米德的小故事。师：通过大量的实验得出了物体受到的浮力与它排开的水的某一个量刚好相等。你猜是排开水的什么量会和浮力相等呢？（引导得出：体积、质量、重力等均可表示物体排开水的多少；排除水的温度、密度，因为这些量在水位升高时都不变）启发：浮力是力,那么上述哪一

8、个表示物体排开水多少的量,能与浮力的大小建立起相等的关系呢?生：浸在水中的物体受到浮力的大小可能与物体排开的水受到的重力相等师：如何去证明这两者相等?归纳：把被物体排开的那一部分水取出来,用弹簧秤测出它的重力,然后再与物体受到的浮力进行比较。师：怎样取出这部分水呢?如何收集？请小组讨论并设计取水方案（画图表示）。（下面是收集到较典型有创意的四组作品）甲组生：一大一小的烧杯，里面满出来 （追问：只有大半杯水，满不出来，怎办？没有外面的大烧杯，只有另一只小烧杯，怎办？）乙组生：杯子上方钻个洞，水就流到外面的大烧杯里了丙组生：把杯子倾斜，一放入重物，水就满出来，边上再放个小烧杯去接 丁组生：杯子上打

9、洞处放条小管，管子另一头放只烧杯，水不就可以流到小烧杯里了嘛!学生根据相应的仪器进行实验（实验仪器有放有带钩橡皮泥的彩球、细线、弹簧秤，用矿泉水瓶自制的接水容器（非常轻），一组给溢水杯，一组是给烧杯和木块。如图） 下表师学生记录的量：（粗体字为学生填写数据，详见附录二）力的名称完全浸没F浮排开水的重力的大小0.6N/0.8N/0.75N0.6N/0.82N/0.73N在结果汇报时，大部分组是F浮=G排，但也发现个别组的数据有出入（F浮或G排）。追问：造成结果偏大或偏小的原因是什么？生1：可能弹簧秤没有调零生2：原先的小桶里有水滴，没擦干生3：可能烧杯里的水不是真正意义上的“满”了生4：水有可能

10、溢出来是会流到外面一些生5：测量中的误差生6：若是先溢到烧杯里再倒到轻质小桶，有水残留在烧杯里生7：轻质小桶质量再小也还是存在的，不能忽略不计生8：重物放的时候不小心有水飞溅出来生9：重物上绑着细绳，细绳浸入水，也是有排开水的（对“阿基米德原理”的教学充分留给学生自己去设计，包括“取水”、“收集”、“证明F浮=G排”。这系列过程都需要学生不断深入地去思考。活动后，不仅仅停留在“证明F浮=G排”，也不是为了获得结论去活动。我的教学重点放在“当个别数据有异议时”，遵循源于学生，启发学生，在评价交流中发展学生的思维，引导学生从多角度多层次去思考、解决问题。“个别有异议的数据”也正是由学生自己的活动给

11、他们自己创造了思考的机会。）【教学感悟】倘若没有学生的活动，仅仅老师的演示，很大可能就得不出这样的数据，那么学生的思维也就不能得到及时、很好地发展。在教学中要关注并解决学生在活动中出现的问题，而不是急促地迈向结果，在问题的交流中学生间的思维自然地碰撞，不断擦出科学知识的火花。但这种“迸发的火花”倘若没有学生亲手活动做积累，靠“空想”怎能有那么深刻呢？ 案例反思：从第一次试课到最后正式上课，经历四次录像。回顾这一个多月的活动设计和活动过程，通过自己反复试课和对照、观看录像中的自己在与学生的交流和学生活动的情况，结合每次试课中对学生课堂活动的参与度、效度、深度的调查（详见附录一、二）出发，对“科学

12、课堂中学生活动设计的有效性”有了更多、更深地思考。现就基于“学生学情”的活动设计策略反思如下：一是要基于学生的已有经验和真实认知水平。“适合的才是最好的”。对任何一个活动、每个活动环节的设计、每次为活动提出的问题等都必须符合学生的认知发展规律。如在第二次的录像课，关于“探究浮力的大小与什么有关”的活动设计，执教老师的设计是让学生用四组不同方法（从液体的体积、质量、重力等角度）利用阿基米德原理测浮力，并由学生自己设计实验方案进行探究。从学生的活动反应来看，不少学生合作组面对实验器材竟素手无策，显然这样的设计超过了学生的认知能力。尽管她精心设计，企图引导学生构思很不错，但却不实际。不在学生“跳一跳

13、，抓得到”的“最近发展区”内，导致活动很难真正实施，从前几次录像课可见，执教老师曾一直试着想引导学生自己合作探究“浮力的大小与什么有关”，并希望由学生提出问题：“浮力的大小与物体排开水受到的重力相等”，已达到在思维层面上能更高层次地启发、构建原理的过程。结果多次课例的事实证明有关“阿基米德原理”并不是能用几句话就能引导学生去生成探究的问题。通过反复查资料、思考、试课及和小组老师探讨，最后还是得出超佩服阿基米德，不愧为科学家，他的原理更多地是来自于灵感，来自于常年从事科学研究的积淀。而不能仅用几句话或一堂课就能使学生生成并解决如此有难度的探究问题。在教学活动的设计与改进中，我们认为定位在“验证原

14、理”和“设计验证实验方案”的基础上更切实际，更符合当前八年级学生的认知水平。所以，并不是一味追求课的深度和广度就一定会上出一节好课，寻找适合你自己的学生的教学设计才是关键。再如听课老师对导入活动的“神速”引题提出质疑（学生能否接受）。事实上从几次试课及课前的调查来看，学生在小学阶段对“浮力”已有相当的认识，据市教育教学研究院陈素平老师做过的一项调查，儿童基本能对物体在水中沉浮现象作出正确判断。可以说，沉浮作为一种生活中常见的现象，儿童不难理解。但儿童对使用“浮力”概念具有一定的欺骗性。儿童在一定情境下会使用“浮力”这个词，但这个词有三种说法，一种是指物体本身有浮力（把浮力作为物体的一种属性），

15、一种是水的浮力，还有一种是空气的浮力既已有了一定的知识储备作基础，故在快速导入课题时节省很多不必要的时间，使得这节课节奏紧凑、效率明显提高。依据常规教学惯例，在“称量法测浮力”之前，往往教师会先教浮力概念，以演示“手托弹簧下重物”引导并为“称量法”做铺垫。但今天的学生知识现状却出乎我们的意料，他们因丰富的知识做基础，很容易设计“称量法测浮力”。所以，根本无需为其考虑铺垫，倒是在学生自己动手体验完“称量法测浮力”之后，再利用“称量法测浮力”的体验活动来概括出“浮力概念”更适合学生的知识构建。二是要了解学生对活动的期望值，引发学生的探究兴趣。在没有此次观课教研活动前，我们“想当然”地以为学生对要求

16、能力较低、大家都能做的活动兴趣才会更大，如“称量法测浮力”活动。但经过四次四个班的调查结果却出乎意料，无论是学困生、中等生还是学优生“最感兴趣的活动”竟几乎百分百指向“阿基米德原理”活动具体数据可见附录“深度调查”结果：三个活动最感兴趣的是选活动三（10月13日的试课中）的优秀生占82%；学困生竟100%感兴趣。试想，这么一个让学生“心动”却不“行动”的活动，就仅限于教师演示，岂不会使学生对科学学科学习的期望值大大降低，学习的内动力显著下降嘛？我们教师的责任不就在于了解学生的期望值，充分利用学生的好奇心，激发学生的学习兴趣，不断肯定和激励他们对科学的热爱吗？因此，在教学活动设计时，要设计一些对

17、学生具有挑战性的科学活动，以引发学生的探究兴趣。三是要改进实验器材提升学生活动效率。实验活动是科学课堂的生命，离开了实验，一节科学课就好比植物只在生长却从不开花结果般。正如前面提到的，学生对科学课的期望值很大程度上是建立在实验活动上的，而对已有的实验器材的改进使之更适合于学生活动是本次课例的又一开发点。根据前几次老师听课记录的反馈，实验室原有教师演示实验器材中“重物”及配套的小桶不合适给学生课内活动使用。一则原来仅满足于教师演示，改为学生用不够，结果前两次试课东拼西凑。二则重物还是太小太轻，有悬浮倾向，又恰好与轻质小桶体积一致（配套的），学生实验的效果不好。三则教材原来的设计是前面用矿泉水瓶做

18、“上浮的物体会受到浮力”实验，后面“称量法测浮力”、“阿基米德原理”又改其它重物。虽然也很生活化，但前后的实验器材，显得很杂很多。能否寻找一种物体代替，既能做漂浮，又能做下沉的？于是就有了实验器材的改进-用空心塑料彩球+橡皮泥代替。空心塑料彩球在完成漂浮实验后，打开在其中放入橡皮泥做“称量法测浮力”、“阿基米德原理”，这样会使整节课的三个实验活动的整体性更强。同时，还能在增加“浮力方向”的演示实验中统一一致性。自制的轻质小桶（饮料瓶改装），其体积远大于加了橡皮泥的彩球重物，替代原塑料桶，为实验增加准确性。此外，利用放入空心彩球中橡皮泥的量来控制浮沉、解释农民选种（彩球当种子的种皮）等，为第二、

19、三课时的实验和分析也起到连贯、直观的作用。证实基于对实验的改进，使学生在有限的课堂内能高效完成，这也体现教师创造性劳动的价值所在。附录一：调查表：几次试课学生活动的参与度、深度、效度调查数据对照 参与度调查 效度调查 深度调查 附录二：水中的浮力 活动记录单 合作成员： 活动一：感受浮力活动二：浮力的测量 观察到的数据：物重G物拉力F拉浮力F浮约一半浸入完全浸没方法（关系式）： 方法的名称： 活动三：浮力的大小与 相等小组器材： 设计方案：（或文字描述或绘图说明）记录的量：力的名称完全浸没F浮力的大小实验结论（关系式）： 温馨提醒：同学们别忘了将今天学习的收获及学了今天的知识后又产生哪些新的疑惑记录下来上交给张老师，为以后的课堂活动准备！今天收获： 新的疑惑：