小学科学橡皮泥浮沉实验教学设计

在小学科学课程的物质科学领域中，“物体的浮沉”是培养学生实证探究能力的经典主题。橡皮泥浮沉实验通过引导学生动手操作、观察分析，帮助其理解“改变物体形状可影响浮沉状态”的科学原理，同时渗透“控制变量”“基于证据推理”的科学思维方法。以下是该实验的教学设计方案。一、教学目标（一）科学知识学生能通过实验发现：改变橡皮泥的形状（如团成球、捏成船形），可使其在水中的浮沉状态发生变化；初步感知“物体排开的水量（浸入水中的体积）越大，受到的浮力越大”的规律。（二）科学探究1.能自主设计对比实验，控制“橡皮泥质量、水量”等变量，观察不同形状橡皮泥的浮沉现象；2.学会用文字、简图记录实验过程与结果，通过分析实验数据（或现象）归纳科学结论。（三）科学态度与责任1.激发对物体浮沉现象的探究兴趣，体验“猜想—验证—结论”的科学探究乐趣；2.培养小组合作意识，学会倾听他人观点并基于证据表达自己的想法。二、教学重难点（一）教学重点通过实验探究，发现橡皮泥形状改变对其浮沉状态的影响，并尝试解释背后的科学原理。（二）教学难点理解“排开水量（浸入体积）与浮力的关系”，并将实验结论迁移到生活实例（如轮船的设计）中。三、教学准备（一）分组材料橡皮泥（每组1块，质量约20克）；透明水槽（或烧杯）、清水（每组1份，水量以能浸没橡皮泥为宜）；实验记录表（设计为“橡皮泥形状、浮沉状态、浸入水中的体积（描述：全部浸入/部分浸入）”三列）。（二）教师材料演示用大橡皮泥、水槽、水；PPT（含轮船、潜艇等利用浮沉原理的图片，以及实验操作规范示意图）。四、教学过程（一）情境导入：问题驱动探究教师出示一块橡皮泥，提问：“如果把这块橡皮泥放进水里，它会沉还是浮？谁来试一试？”请学生上台将橡皮泥团成球放入水槽，观察到橡皮泥下沉。追问：“橡皮泥一定只能沉在水里吗？有没有办法让它像小船一样浮起来？”引发学生猜想（如“把它捏成扁平的”“做成船的样子”等），顺势导入课题：“今天我们就来探究——橡皮泥的浮沉秘密。”（二）探究活动一：让橡皮泥“浮”起来1.自主尝试，记录方法任务要求：小组合作，用同一块橡皮泥尝试不同的形状，让它浮在水面上。将成功的方法（如“捏成船形”“压成薄片”等）和观察到的现象（如“浮在水面，有一部分露出”）记录在实验表中。2.交流分享，发现共性小组代表汇报方法后，教师引导学生观察：“所有浮起来的橡皮泥，形状有什么共同点？”（大多是“空心”“扁平”“增大了与水接触的面积”）；再对比“下沉的橡皮泥（如球形）”，初步感知“形状改变可能影响浮沉”。（三）探究活动二：对比不同形状的浮沉（核心实验）1.设计对比实验教师引导：“为什么船形的橡皮泥能浮，球形的会沉？我们用实验来验证。”明确实验变量：保持橡皮泥质量（同一块）、水量（同一水槽）不变，改变形状（球形、船形），观察浮沉状态和“浸入水中的体积”。2.实验操作与记录小组分工：1人操作（捏形状、放水槽），1人观察（记录浮沉、浸入体积），1人计时（确保每次实验时间一致，避免水波动影响）。实验后填写表格：橡皮泥形状浮沉状态浸入水中的体积（全部/部分）----------------------------------------------------球形下沉全部浸入船形浮起部分浸入3.分析现象，推导原理提问引导：“船形橡皮泥浸入水中的体积比球形小吗？不，船形虽然浮着，但‘排开的水的体积’其实更大（因为船形占据的水平空间大，相当于‘托起’更多的水）。”结合PPT动画（展示球形和船形橡皮泥排开的水量），帮助学生理解：物体排开的水量越大，受到的浮力越大；当浮力大于重力时，物体就会浮起来。（四）拓展应用：联系生活实例展示轮船、潜艇的图片，提问：“轮船是钢铁做的，为什么能浮在水面？潜艇如何实现浮沉？”引导学生用实验结论解释：“轮船设计成空心（增大排开水量），潜艇通过改变自身重量（吸水/排水）调整浮沉。”（五）课堂总结：梳理探究脉络师生共同回顾：“今天我们通过实验发现，改变橡皮泥的____（形状），可以改变它的____（浮沉状态），原因是____（排开的水量变化，影响浮力）。”鼓励学生课后用橡皮泥设计更多“能浮的造型”，验证结论的普遍性。五、教学评价（一）过程性评价观察学生实验操作的规范性（如是否控制变量、记录是否真实）；倾听小组讨论的深度（如能否基于现象提出合理猜想、能否反驳或补充他人观点）。（二）结果性评价实验记录表的完成质量（现象描述是否准确、结论推导是否合理）；课堂发言的质量（能否用科学语言解释浮沉现象、能否联系生活实例）。六、教学反思1.实验中若学生将橡皮泥捏得过于厚重，可能仍会下沉，需提前提醒“尽量让船形的‘船体’更宽大、更轻薄”；2.对“排开水量”的理解较抽象，可增加“用烧杯测量排开水量”的拓展实验（如将橡皮泥浸入装满水的烧杯，收集溢出的水，对比体积），但需根据学生能力调整难度；3.可延伸探