浮力開課基于學(xué)情有效活動設(shè)計

1、基于學(xué)情有效活動設(shè)計 -水的浮力教學(xué)案例與啟示案例背景：科學(xué)教材中，有一定量的課內(nèi)學(xué)生活動，而通過課堂學(xué)生活動來學(xué)習(xí)科學(xué)是最能符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特點(diǎn)。但在當(dāng)前科學(xué)教學(xué)中，很多教師在課堂上較關(guān)注學(xué)生活動的形式，卻較少注意活動的實效性，有時活動只起到事倍功半，既費(fèi)時又費(fèi)力，收效甚微?；谝陨系乃伎己驼J(rèn)識，我校教研室提出“觀察活動，把握學(xué)情，有效教學(xué)?！睘橹黝}的教研活動。現(xiàn)以自己所開設(shè)的一節(jié)公開課八年級科學(xué)第一章第五節(jié)水的浮力課例為依據(jù)，談?wù)勅绾我罁?jù)學(xué)情設(shè)計有效的學(xué)生活動。案例感悟：感悟一：活動設(shè)計著眼學(xué)生興趣培養(yǎng)【教學(xué)片斷】活動一：感受浮力和浮力的方向引題：（出示永嘉男子水上靜漂圖）師：這是

2、今年暑假發(fā)生在我們溫州永嘉的一項打算破吉尼斯紀(jì)錄的事件，一男子能在楠溪江面上靜漂長達(dá)20多個小時。你知道是什么原因使他能漂而不沉嗎？生：水對他有浮力師：很好，你在生活中有感受過水的浮力嗎？ 生：感受過水泳池里（用平常熟悉的事例，學(xué)生就會很自然而然地想起自己暑假游泳的生活經(jīng)驗，使學(xué)習(xí)與學(xué)生的經(jīng)驗交融在一起）師：這里有一只盛有清水的燒杯和一只彩球，請你用手來體驗和感受水的浮力，說說你是怎么做的，并把你的感覺說出來與大家分享。生1：小球像是在杯子里游泳，浮起來生2：我用手壓乒乓球，手有被頂上去的感覺。一放手，它就升上來了。生3：對，手還受到球把它向上的頂?shù)母杏X生4：是水把球向上頂，球才把手往上頂?shù)纳?/p>

3、5：而且，你不動它，球是靜止的，二力平衡生6：重力和浮力是一對平衡力師：有同學(xué)已經(jīng)點(diǎn)出了浮力的方向。生7：和重力相反，豎直向上繼續(xù)追問：浮力的方向果真是豎直向上的嗎？緊接做浮力方向的活動（提醒學(xué)生擺動大燒杯，重物和浮球之間的繩子方向始終不變）問：你從哪里可以看出彩球受到的浮力的方向（引導(dǎo)學(xué)生看繩子始終是豎立的）歸納：浮力的方向總是豎直向上的。（“浮力的方向”教學(xué)本身就是個難點(diǎn)，在常規(guī)教學(xué)中利用二力平衡的分析后得出，非常理性，不利于學(xué)生感悟。本節(jié)通過實驗活動，感受浮力的方向，讓學(xué)生在體驗中理解科學(xué)知識。）【教學(xué)感悟】認(rèn)識事物的過程是遵循由淺入深規(guī)律的，開始時要設(shè)計讓學(xué)生“容易成功”的活動。這有利

4、于培養(yǎng)興趣、激發(fā)興趣，讓學(xué)生在“鼓勵中”發(fā)奮、努力。這也就不會促成某些畏難情緒的產(chǎn)生、降低學(xué)習(xí)興趣。做完活動后，學(xué)生很明顯地有了比原先更能精確表達(dá)的感受，回答老師“拋出的問題”顯得是那么“有感而發(fā)”。 感悟二：活動設(shè)計立足學(xué)生認(rèn)知規(guī)律【教學(xué)片斷】活動二：稱量法測浮力師：前面舉得都是上浮的物體會受到浮力，那下沉的重物會受到浮力嗎？（一邊提問的同時一邊隨手演示小石子在水中下沉）學(xué)生有意見分歧，但大部分孩子還是贊同下沉的物體也受到浮力。師：誰能設(shè)計方案來定量地測出它受到的浮力？生1：可以用彈簧秤稱生2：先稱一下重物，再把重物放在水中稱，兩者減一減生3：重物要全部浸入水中生4：不全部浸入也沒關(guān)系，算出

5、來的浮力就是那浸入的部分受到的浮力學(xué)生活動點(diǎn)評：同學(xué)們的實驗設(shè)計非常充分合理?！胺Q量法”是測浮力的方法中最常見最普遍的一種。（學(xué)生很快、很完整地設(shè)計出了活動方案比我預(yù)測的要順利得多。）歸納：什么浮力？（有學(xué)生表達(dá)不是很到位）師：老師這里有一重物，我們把它掛在彈簧上，你看見了什么現(xiàn)象？生：彈簧發(fā)生形變，被拉長。師：很好，我取一杯水，讓這重物浸入水中，觀察現(xiàn)象？（學(xué)生演示實驗）生：彈簧縮短，物體仿佛被水托起 （這里的設(shè)計與常規(guī)課是不同的，常規(guī)課一般老師會自己用手托一托彈簧秤，說水也有這樣的效果，從而得出“浮力的概念”。本節(jié)直接“用水來托”的活動設(shè)計更形象。）【教學(xué)感悟】有句話叫：“適合的才是最好的

6、”。對任何一個活動、每個活動環(huán)節(jié)的設(shè)計、每次提出的活動等都必須符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。學(xué)生對浮力的大小已有一定的認(rèn)識，很容易設(shè)計“稱量法測浮力”。所以，根本無需為其考慮鋪墊。倒是“浮力的概念”，對學(xué)生而言用很難自己完整概括出來。所以，在此處的教學(xué)順序上做了適當(dāng)調(diào)整-在學(xué)生自己動手體驗完“稱量法測浮力”之后，再利用“稱量法測浮力”的體驗活動來概括出“浮力概念”得出“浸在”、“向上”、“托”等關(guān)鍵詞，這樣更適合學(xué)生對浮力認(rèn)知的建構(gòu)。美國學(xué)者布魯巴克認(rèn)為：“精湛的教學(xué)藝術(shù)，就是讓學(xué)生自己認(rèn)同活動觀點(diǎn)。” 感悟三：活動設(shè)計推進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展【教學(xué)片段】活動三：阿基米德原理師：剛才同學(xué)們在把重物放入水中時

7、，還發(fā)現(xiàn)了什么？生1：水面會升高了 （追問：若燒杯里的水是滿的，會怎樣？溢出來）生2：重物下沉?xí)r，浮力在慢慢變大 （追問：是一直變大嗎？）生3：沉到一定（完全浸沒）時，就不變了 追問：為什么水位會升高？生：重物占了它的空間師：對，物體浸沒部分體積和上升的水位,也就是物體排開水的多少實質(zhì)上是同一回事。那它們的多少一定存在著某種關(guān)系。介紹科學(xué)家阿基米德的小故事。師：通過大量的實驗得出了物體受到的浮力與它排開的水的某一個量剛好相等。你猜是排開水的什么量會和浮力相等呢？（引導(dǎo)得出：體積、質(zhì)量、重力等均可表示物體排開水的多少；排除水的溫度、密度，因為這些量在水位升高時都不變）啟發(fā)：浮力是力,那么上述哪一

8、個表示物體排開水多少的量,能與浮力的大小建立起相等的關(guān)系呢?生：浸在水中的物體受到浮力的大小可能與物體排開的水受到的重力相等師：如何去證明這兩者相等?歸納：把被物體排開的那一部分水取出來,用彈簧秤測出它的重力,然后再與物體受到的浮力進(jìn)行比較。師：怎樣取出這部分水呢?如何收集？請小組討論并設(shè)計取水方案（畫圖表示）。（下面是收集到較典型有創(chuàng)意的四組作品）甲組生：一大一小的燒杯，里面滿出來 （追問：只有大半杯水，滿不出來，怎辦？沒有外面的大燒杯，只有另一只小燒杯，怎辦？）乙組生：杯子上方鉆個洞，水就流到外面的大燒杯里了丙組生：把杯子傾斜，一放入重物，水就滿出來，邊上再放個小燒杯去接 丁組生：杯子上打

9、洞處放條小管，管子另一頭放只燒杯，水不就可以流到小燒杯里了嘛!學(xué)生根據(jù)相應(yīng)的儀器進(jìn)行實驗（實驗儀器有放有帶鉤橡皮泥的彩球、細(xì)線、彈簧秤，用礦泉水瓶自制的接水容器（非常輕），一組給溢水杯，一組是給燒杯和木塊。如圖）    下表師學(xué)生記錄的量：（粗體字為學(xué)生填寫數(shù)據(jù)，詳見附錄二）力的名稱完全浸沒F浮排開水的重力的大小0.6N/0.8N/0.75N0.6N/0.82N/0.73N在結(jié)果匯報時，大部分組是F浮=G排，但也發(fā)現(xiàn)個別組的數(shù)據(jù)有出入（F浮或G排）。追問：造成結(jié)果偏大或偏小的原因是什么？生1：可能彈簧秤沒有調(diào)零生2：原先的小桶里有水滴，沒擦干生3：可能燒杯里的水不

10、是真正意義上的“滿”了生4：水有可能溢出來是會流到外面一些生5：測量中的誤差生6：若是先溢到燒杯里再倒到輕質(zhì)小桶，有水殘留在燒杯里生7：輕質(zhì)小桶質(zhì)量再小也還是存在的，不能忽略不計生8：重物放的時候不小心有水飛濺出來生9：重物上綁著細(xì)繩，細(xì)繩浸入水，也是有排開水的（對“阿基米德原理”的教學(xué)充分留給學(xué)生自己去設(shè)計，包括“取水”、“收集”、“證明F浮=G排”。這系列過程都需要學(xué)生不斷深入地去思考。活動后，不僅僅停留在“證明F浮=G排”，也不是為了獲得結(jié)論去活動。我的教學(xué)重點(diǎn)放在“當(dāng)個別數(shù)據(jù)有異議時”，遵循源于學(xué)生，啟發(fā)學(xué)生，在評價交流中發(fā)展學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生從多角度多層次去思考、解決問題?！皞€別有

11、異議的數(shù)據(jù)”也正是由學(xué)生自己的活動給他們自己創(chuàng)造了思考的機(jī)會。）【教學(xué)感悟】倘若沒有學(xué)生的活動，僅僅老師的演示，很大可能就得不出這樣的數(shù)據(jù)，那么學(xué)生的思維也就不能得到及時、很好地發(fā)展。在教學(xué)中要關(guān)注并解決學(xué)生在活動中出現(xiàn)的問題，而不是急促地邁向結(jié)果，在問題的交流中學(xué)生間的思維自然地碰撞，不斷擦出科學(xué)知識的火花。但這種“迸發(fā)的火花”倘若沒有學(xué)生親手活動做積累，靠“空想”怎能有那么深刻呢？ 案例反思：從第一次試課到最后正式上課，經(jīng)歷四次錄像?；仡欉@一個多月的活動設(shè)計和活動過程，通過自己反復(fù)試課和對照、觀看錄像中的自己在與學(xué)生的交流和學(xué)生活動的情況，結(jié)合每次試課中對學(xué)生課堂活動的參與度、效度、深度的

12、調(diào)查（詳見附錄一、二）出發(fā)，對“科學(xué)課堂中學(xué)生活動設(shè)計的有效性”有了更多、更深地思考?，F(xiàn)就基于“學(xué)生學(xué)情”的活動設(shè)計策略反思如下：一是要基于學(xué)生的已有經(jīng)驗和真實認(rèn)知水平。“適合的才是最好的”。對任何一個活動、每個活動環(huán)節(jié)的設(shè)計、每次為活動提出的問題等都必須符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。如在第二次的錄像課，關(guān)于“探究浮力的大小與什么有關(guān)”的活動設(shè)計，執(zhí)教老師的設(shè)計是讓學(xué)生用四組不同方法（從液體的體積、質(zhì)量、重力等角度）利用阿基米德原理測浮力，并由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案進(jìn)行探究。從學(xué)生的活動反應(yīng)來看，不少學(xué)生合作組面對實驗器材竟素手無策，顯然這樣的設(shè)計超過了學(xué)生的認(rèn)知能力。盡管她精心設(shè)計，企圖引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)思

13、很不錯，但卻不實際。不在學(xué)生“跳一跳，抓得到”的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)，導(dǎo)致活動很難真正實施，從前幾次錄像課可見，執(zhí)教老師曾一直試著想引導(dǎo)學(xué)生自己合作探究“浮力的大小與什么有關(guān)”，并希望由學(xué)生提出問題：“浮力的大小與物體排開水受到的重力相等”，已達(dá)到在思維層面上能更高層次地啟發(fā)、構(gòu)建原理的過程。結(jié)果多次課例的事實證明有關(guān)“阿基米德原理”并不是能用幾句話就能引導(dǎo)學(xué)生去生成探究的問題。通過反復(fù)查資料、思考、試課及和小組老師探討，最后還是得出超佩服阿基米德，不愧為科學(xué)家，他的原理更多地是來自于靈感，來自于常年從事科學(xué)研究的積淀。而不能僅用幾句話或一堂課就能使學(xué)生生成并解決如此有難度的探究問題。在教學(xué)活動的

14、設(shè)計與改進(jìn)中，我們認(rèn)為定位在“驗證原理”和“設(shè)計驗證實驗方案”的基礎(chǔ)上更切實際，更符合當(dāng)前八年級學(xué)生的認(rèn)知水平。所以，并不是一味追求課的深度和廣度就一定會上出一節(jié)好課，尋找適合你自己的學(xué)生的教學(xué)設(shè)計才是關(guān)鍵。再如聽課老師對導(dǎo)入活動的“神速”引題提出質(zhì)疑（學(xué)生能否接受）。事實上從幾次試課及課前的調(diào)查來看，學(xué)生在小學(xué)階段對“浮力”已有相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識，據(jù)市教育教學(xué)研究院陳素平老師做過的一項調(diào)查，兒童基本能對物體在水中沉浮現(xiàn)象作出正確判斷?？梢哉f，沉浮作為一種生活中常見的現(xiàn)象，兒童不難理解。但兒童對使用“浮力”概念具有一定的欺騙性。兒童在一定情境下會使用“浮力”這個詞，但這個詞有三種說法，一種是指物體本身

15、有浮力（把浮力作為物體的一種屬性），一種是水的浮力，還有一種是空氣的浮力······既已有了一定的知識儲備作基礎(chǔ)，故在快速導(dǎo)入課題時節(jié)省很多不必要的時間，使得這節(jié)課節(jié)奏緊湊、效率明顯提高。依據(jù)常規(guī)教學(xué)慣例，在“稱量法測浮力”之前，往往教師會先教浮力概念，以演示“手托彈簧下重物”引導(dǎo)并為“稱量法”做鋪墊。但今天的學(xué)生知識現(xiàn)狀卻出乎我們的意料，他們因豐富的知識做基礎(chǔ)，很容易設(shè)計“稱量法測浮力”。所以，根本無需為其考慮鋪墊，倒是在學(xué)生自己動手體驗完“稱量法測浮力”之后，再利用“稱量法測浮力”的體驗活動來概括出“浮力概念”更適合學(xué)生的知識構(gòu)建

16、。二是要了解學(xué)生對活動的期望值，引發(fā)學(xué)生的探究興趣。在沒有此次觀課教研活動前，我們“想當(dāng)然”地以為學(xué)生對要求能力較低、大家都能做的活動興趣才會更大，如“稱量法測浮力”活動。但經(jīng)過四次四個班的調(diào)查結(jié)果卻出乎意料，無論是學(xué)困生、中等生還是學(xué)優(yōu)生“最感興趣的活動”竟幾乎百分百指向“阿基米德原理”活動具體數(shù)據(jù)可見附錄“深度調(diào)查”結(jié)果：三個活動最感興趣的是選活動三（10月13日的試課中）的優(yōu)秀生占82%；學(xué)困生竟100%感興趣。試想，這么一個讓學(xué)生“心動”卻不“行動”的活動，就僅限于教師演示，豈不會使學(xué)生對科學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的期望值大大降低，學(xué)習(xí)的內(nèi)動力顯著下降嘛？我們教師的責(zé)任不就在于了解學(xué)生的期望值，充分

17、利用學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不斷肯定和激勵他們對科學(xué)的熱愛嗎？因此，在教學(xué)活動設(shè)計時，要設(shè)計一些對學(xué)生具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)活動，以引發(fā)學(xué)生的探究興趣。三是要改進(jìn)實驗器材提升學(xué)生活動效率。實驗活動是科學(xué)課堂的生命，離開了實驗，一節(jié)科學(xué)課就好比植物只在生長卻從不開花結(jié)果般。正如前面提到的，學(xué)生對科學(xué)課的期望值很大程度上是建立在實驗活動上的，而對已有的實驗器材的改進(jìn)使之更適合于學(xué)生活動是本次課例的又一開發(fā)點(diǎn)。根據(jù)前幾次老師聽課記錄的反饋，實驗室原有教師演示實驗器材中“重物”及配套的小桶不合適給學(xué)生課內(nèi)活動使用。一則原來僅滿足于教師演示，改為學(xué)生用不夠，結(jié)果前兩次試課東拼西湊。二則重物還是太小太

18、輕，有懸浮傾向，又恰好與輕質(zhì)小桶體積一致（配套的），學(xué)生實驗的效果不好。三則教材原來的設(shè)計是前面用礦泉水瓶做“上浮的物體會受到浮力”實驗，后面“稱量法測浮力”、“阿基米德原理”又改其它重物。雖然也很生活化，但前后的實驗器材，顯得很雜很多。能否尋找一種物體代替，既能做漂浮，又能做下沉的？于是就有了實驗器材的改進(jìn)-用空心塑料彩球+橡皮泥代替?？招乃芰喜是蛟谕瓿善嶒灪?，打開在其中放入橡皮泥做“稱量法測浮力”、“阿基米德原理”，這樣會使整節(jié)課的三個實驗活動的整體性更強(qiáng)。同時，還能在增加“浮力方向”的演示實驗中統(tǒng)一一致性。自制的輕質(zhì)小桶（飲料瓶改裝），其體積遠(yuǎn)大于加了橡皮泥的彩球重物，替代原塑料桶，為實驗增加準(zhǔn)確性。此外，利用放入空心彩球中橡皮泥的量來控制浮沉、解釋農(nóng)民選種（彩球當(dāng)種子的種皮）等，為第二、三課時的實驗和分析也起到連貫、直觀的作用。證實基于對實驗的改進(jìn)，使學(xué)生在有限的課堂內(nèi)能高效完成，這也體現(xiàn)教師創(chuàng)造性勞動的價值所在。附錄一：調(diào)查表