小学五年级科学（盲教育）《下沉的物体受到水的浮力吗》教学设计

小学五年级科学（盲教育）《下沉的物体受到水的浮力吗》教学设计一、教学基本信息【课题】下沉的物体受到水的浮力吗【教材】盲校义务教育实验教科书·科学（盲文版）五年级下册【课时】2课时（每课时35分钟）【授课对象】小学五年级视力障碍学生（含全盲与低视力）【课程类型】新授课·实验探究课【重要等级】核心概念构建课二、教材与课程定位分析【基础】本课位于教科版（针对盲校适应性修订）科学五年级下册第一单元“沉和浮”的第3课。在前两课的学习中，学生已经通过触觉和直觉建立了“物体在水中有沉和浮”的现象概念，并学习了用弹簧测力计测量物体重力（在空气中）的方法。本课是连接“浮力初步感知”与“浮力大小计算”的关键桥梁。传统明眼学生通过观察水面变化理解排开的水量，而对于盲生，必须将这一视觉概念转化为可触摸、可听觉感知、可操作体验的多感官概念。本课的核心价值在于颠覆学生的前科学概念——即“下沉的物体不受力”或“下沉只是因为重”，从而建立起“任何物体在水中都会受到浮力，浮力方向始终竖直向上”的科学观念，为后续学习阿基米德原理奠定坚实的感性基础。三、学情深度剖析【非常重要】五年级盲生年龄集中在1012岁，正处于皮亚杰认知发展理论中的具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期。他们具备了一定的逻辑思维能力，但思维的开展仍需具体事物的支持。1.认知基础与挑战：学生在生活中（如洗澡、玩水）通过体感已经历过“水里有东西往上托”的感觉，但这种感觉往往与“轻的物体”或“自己的手”联系在一起。对于金属块、石块等“下沉”的物体，大多数学生潜意识里认为它们“一直往下掉，不受力”或者“只受向下的力”。这是本课教学需要着力破除的迷思概念。2.感官代偿优势：盲生的听觉和触觉极为敏锐。在教学中，应充分利用这一特点。例如，通过物体入水时溅起水花的声音大小辅助判断力度；通过触摸弹簧测力计的刻度突起和指针位置精确读数；通过手浸入水中感受水对手掌的推压来类比浮力的存在。3.tactile操作难点：盲生在实验中的主要障碍在于“同时性”信息的获取。例如，在“称重法”测浮力实验中，明眼学生可以一眼看到测力计示数和物体是否浸没，而盲生需要一手稳住测力计，一手触摸指针，同时还要注意物体是否完全没入水中，认知负荷极大。因此，教学设计的核心必须放在“降低认知负荷”和“提供有效的辅助触摸策略”上。四、教学目标设计【核心目标】依据《盲校义务教育科学课程标准（2016年版）》，结合盲生认知特点，制定如下分层目标：1.知识与技能维度：（1）【基础】能通过触觉感知和数据分析，说出下沉的物体在水中也会受到一个竖直向上的力，这个力就是浮力。（2）【重要】能用弹簧测力计，通过“称重法”准确测量下沉物体在空气中的重力（G_air）和在水中的“视重”（G_water），并能计算出浮力的大小（F_浮=G_airG_water）。（3）【难点】能用自己的语言（或盲文）描述并解释为什么下沉的物体会受到浮力。2.过程与方法维度：（1）通过触摸、掂量、观察水位变化等多感官参与，经历“问题—猜想—实验—证据—结论”的科学探究全过程。（2）学会在教师辅助和同伴互助下，设计并操作控制变量的对比实验。3.情感态度与价值观维度：（1）在亲手操作和成功获取数据中，建立科学探究的自信心，克服因视觉缺失带来的操作畏难情绪。（2）培养严谨求实的科学态度，意识到“感觉”不一定可靠，必须依靠“证据”说话。五、教学重难点定位【高频考点】称重法测浮力的操作步骤及计算。【教学重点】通过“称重法”实验，证明下沉的物体在水中也受到浮力。【教学难点】引导盲生理解“视重”变小的原因是受到了一个向上的力；规范、准确地完成包含多个动作环节的实验操作。六、教学准备（一）教具准备（均需考虑盲生触摸识别特征）1.弹簧测力计：选择量程适中（2.5N）、刻度盘上刻度线和数字有显著凸起、指针末端为球状或加粗设计便于触摸读数的特制测力计。每个小组3个，确保手感和精度。2.实验沉块：选择形状规则（长方体或圆柱体）、表面光滑无毛刺的金属块（如铜块、铁块）和塑料块各一块。质量不宜过大，以浸没后测力计读数变化明显为宜。另外准备同体积的泡沫塑料块用于对比。3.盛水容器：使用透明且壁厚均匀的有机玻璃水槽，边缘光滑。水深需能完全浸没沉块。为帮助低视力学生感知水位，可在水槽内侧壁固定一根有显著触感标记的竖杆，杆上有可上下移动的浮标或凸起的刻度点。4.溢水杯（可选）：若涉及排开水量的扩展实验，需准备溢水口平滑的溢水杯和小烧杯。5.触摸示意图：用加粗线条、不同纹理的纸张（砂纸代表力，绒布代表水面等）制作“受力分析简图”的触摸版。6.记录工具：盲文写字板、盲笔、专用记录纸（或带框的厚纸，供学生用盲文笔扎点记录数据，课后转译）。（二）环境准备1.小组座位安排：将课桌拼接成大桌，水槽置于桌子中央，每位学生面前有固定的操作区域和工具摆放区，建立空间秩序感。2.安全提示：实验前需强调水槽摆放稳定，避免打翻；使用测力计时轻拿轻放，避免金属部件伤人。七、教学实施过程（核心环节详细展开）第一课时：感知冲突与实验设计（一）触觉唤醒与问题导入（5分钟）师：同学们，请伸出你们的双手，放在桌面上。现在，老师给每组发一块泡沫和一块金属块。请大家先用手掂一掂，感受它们的重量，然后分别将它们轻轻放入你们面前的水槽里。（学生操作，触摸水面，找到物体）生：（通过触摸感知）泡沫浮在水面，金属沉到水底了。师：非常好。我们都知道，泡沫浮在水面上，是因为它受到了水的浮力（复习旧知）。那现在请把手伸进水里，用手指轻轻托一下那块沉底的金属块，感受一下，水是不是在“帮”你托着它？还是说，你觉得它沉在下面，水对它一点作用力都没有？生：（尝试操作，有的说感觉水有点阻力，有的说不清楚）师：这就是我们今天要探究的核心问题——（缓慢而清晰地说出课题）下沉的物体，到底会受到水的浮力吗？如果受到，我们怎么证明它？如果没受到，那它为什么一直往下掉？（二）大胆猜想，暴露前概念（3分钟）师：请大家小组内交流一下，每个人说说自己的猜测，并简单说说理由。（教师巡视，倾听盲生的讨论。学生可能出现的猜想有：猜想A：不受浮力，因为它沉下去了。猜想B：受一点点，但是太小了，拉不住它。猜想C：受浮力，但是浮力比重力小，所以还是下沉。）师：看来大家意见不统一。科学可不能光凭感觉。我们必须像侦探一样，找到确凿的证据。今天我们要请出一位“力”的测量专家——弹簧测力计。（三）触感训练与复习：认识我们的测量工具（7分钟）师：在寻找证据之前，我们要先和这位老朋友再熟悉一下。请每人拿起一个弹簧测力计。【触觉引导步骤】师：请大家从上往下摸。最上面这个硬硬的环叫“提环”，我们用手提着这里。顺着身体往下摸，这个长长的、扁扁的、有点凉的是“外壳”。再仔细摸外壳的正面，是不是有一条竖着的缝？缝里可以摸到一根竖着的、有凸起刻度的“刻度板”。来，大家用手指尖轻轻摸一摸0刻度在哪里？1牛顿（N）的刻度在哪里？生：（用手触摸寻找，教师逐一检查并纠正触摸姿势，确保能准确识别刻度）师：最下面这个能自由转动的小钩子叫“挂钩”，用来挂我们要测的物体。在测力计的最里面，藏着一根看不见的弹簧。当我们挂上物体时，弹簧就会被拉长，带动外面的指针在刻度板上移动。指针在哪里？请大家在刻度板前面找到那根最细的、能来回动的金属丝或塑料杆，那就是指针。现在请大家提住提环，另一只手轻轻拉一下挂钩，感受弹簧的伸缩，同时用另一只手的食指轻轻触摸指针的变化。【设计意图】通过结构化、顺序化的触摸指导，帮助盲生在脑海中构建测力计的完整表象，为后续精确操作打下基础，这是实验成功的关键。（四）获取证据：第一次测量（重力G_air）（5分钟）师：我们要做的第一个实验很简单，但要求非常精确。请各组一号同学负责操作，二号同学负责辅助读数，三号同学负责在记录纸上扎下数据。【操作指令分解】1.将金属块轻轻挂在测力计的挂钩上。注意听，挂上时要稳，不要碰撞。2.一只手提起提环，将测力计竖直悬空提起。另一只手可以轻轻扶着金属块，让它不要晃动。3.等金属块静止下来，不再晃动时，操作的同学用空着的那只手，用食指的指腹轻轻地、垂直地触摸指针尖端的位置，看看它指在哪个刻度线上。4.辅助读数的同学可以把手轻轻搭在操作同学的手上，一起感受指针的位置，共同确认读数。这个读数就是金属块在空气中的重力，我们记作G_air。（各小组开始测量，教师巡回，重点指导盲生如何在物体晃动的情况下找准静止瞬间进行读数。记录下数据，例如：G_air=1.2N）。（五）核心冲突：第二次测量（视重G_water）（10分钟）师：刚才我们测的是金属块在空气中的重力。现在，我们要测它“在水里”的时候，测力计的读数会是多少。请大家注意，这个实验需要大家手眼（触摸）协调，更要耐心。【操作指令分解与辅助策略】（非常重要）师：请操作的同学保持刚才提着测力计的姿势，让金属块悬空静止。辅助的同学，现在你的任务非常重要！请用你的手轻轻引导操作同学的手，让整个测力计和金属块慢慢向下移动，目标是让金属块“完全浸没”在水中，注意，是金属块的全部身体都要没入水中，但绝对不能碰到水槽的底或壁！同时，眼睛（手）要时刻关注指针的变化。（针对盲生操作困难的解决方案）：1.听觉辅助：当金属块入水时，会发出“噗”的一声。水花溅起的声音大小可以帮助判断速度是否过快。要求慢速，听到连续平稳的入水声。2.触觉辅助一（深度判断）：在水槽边缘固定一个有刻度的触觉标杆，或在操作同学的手腕上系一根细绳，绳子的另一端系一个浮漂。当浮漂浮到水面被拉住时，提示金属块已经到达预设深度。3.触觉辅助二（浸没判断）：让辅助同学的另一只手轻轻放在水面附近。当金属块完全没入时，水面会上升，辅助同学可以触摸到水面上升接触到自己手指的感觉。同时，金属块上端是否没入，可以通过触摸连接金属块的棉线（如果使用棉线悬挂代替直接挂钩，效果更好）是否变松弛来判断。4.触觉辅助三（协同读数）：当确认金属块完全浸没且静止后，操作同学和辅助同学配合，一人负责稳住测力计和物体深度，另一人用最灵敏的指尖去触摸指针的新位置。这时会发现，指针好像“往回缩”了一点，读数变小了。师：大家读到了多少？用手指在空中比划一下数字。生：（尝试操作，可能遇到晃动、没完全浸没等问题，教师耐心指导，必要时进行手把手教学。最终获得数据，例如：G_water=0.8N）。师：大家发现什么规律了？两次读数一样吗？生：不一样！在水里的读数变小了！（六）数据对比与初步结论（5分钟）师：请各小组汇报你们测得的两个数据。（教师将各组数据用盲文或口语汇总在黑板上，数据应基本一致，可能略有误差）师：从这些数据中，我们能得出什么铁一般的证据？在空气中的重力是1.2N，在水中的“重力”（我们科学上叫“视重”）变成了0.8N。变小的那部分力哪去了？是被水吃了吗？生：是被水向上托起来了！师：非常正确！这个向上托的力，就是浮力。它抵消了一部分重力，所以我们手里的测力计感觉变轻了。大家现在能不能计算一下，这个浮力有多大？生：（思考后回答）1.2N减去0.8N等于0.4N。师：太棒了！这就是我们今天的核心发现：下沉的物体在水中也会受到浮力，浮力的大小等于物体在空气中的重力减去它在水中的视重。请大家在自己的盲文记录本上写下这个公式：F_浮=G_物G_液。并且，用手浸入水中，感受一下手掌被水托起的感觉，再把刚才实验的金属块握在手里，想象它在水中也被无数只手轻轻托着。第二课时：深化探究与规律总结（七）复习引入与新的猜想（5分钟）师：上节课我们通过称重法发现了一个惊天秘密——下沉的物体也受浮力。请大家回忆并触摸我们上节课记录的公式盲文。那老师现在有个新问题：浮力的大小会改变吗？它和什么因素有关？是物体的重量？还是它的大小（体积）？还是它沉入水中的深浅？生：（展开讨论，提出各种猜想）师：今天我们就继续当侦探，探究影响浮力大小的因素。（八）进阶实验一：改变浸没体积（10分钟）【设计意图】为盲生理解“排开的水量”做铺垫，将视觉的“排水量”转化为触觉的“水位变化”和“力的变化”。【实验材料】同上的弹簧测力计、金属块、水槽。【操作步骤】（教师示范，小组同步）师：请继续使用刚才的装置，但这次我们不一下子把金属块全没入水中。辅助的同学请拉住操作同学的手，非常缓慢地向下放。请大家注意感受两点：第一，随着金属块慢慢入水，你提着测力计的手感有什么变化？第二，水面是不是在往上升？1.阶段一：金属块刚接触水面（还没浸入）时，读数是G_air。2.阶段二：金属块一部分浸入水中（比如一半）。辅助同学用手指触摸标记水面上升了多少，操作同学触摸指针读数变化。大家会发现，还没完全没入时，读数就已经开始变小了！3.阶段三：完全浸没后，再继续向下放，改变深度。大家感受一下，在完全浸没后，不管金属块在水里有多深，指针的读数还变吗？（学生通过反复操作、触摸感受，会发现：在部分浸没阶段，浸入越多，读数越小，浮力越大；一旦完全浸没，再加深深度，读数和手感都不再变化。）师：这个现象告诉了我们什么秘密？生：（在教师引导下得出）浮力的大小只跟物体浸入水中的那部分“体积”有关，跟它在水下的深度没关系。（九）进阶实验二：改变液体的密度（8分钟）【材料准备】一杯清水、一杯浓盐水（浓度高，浮力效果差异明显，可通过触觉感知液体的粘稠度差异）。【操作】师：现在我们保持金属块完全浸没的状态，但把清水换成浓盐水。请大家重复“称重法”测量在盐水中的视重。比较一下，在盐水中受到的浮力和在清水中一样吗？（学生操作，会发现盐水中的视重更小，也就是浮力更大）师：这又是为什么？因为盐水比水“浓”，也就是密度大。所以我们又发现一个规律：浮力的大小还和液体的“稠密程度”——科学上叫“密度”有关。液体密度越大，浮力越大。（十）全课总结与知识建模（7分钟）师：通过两节课的探究，我们已经掌握了下沉物体的浮力秘密。现在请大家闭上眼睛（或全盲学生进行表象回忆），跟着老师的描述，在脑海中构建一幅画面：一个金属块悬挂在弹簧测力计下，慢慢放入水中。当它入水的那一刻，无数看不见的小手从四面八方托住了它，测力计的指针往回缩。它入水越多，托着它的小手就越多，指针缩得越厉害。当它全身都没入水中后，小手不再增加了，指针也就不动了。如果我们把水换成更粘的盐水，每只小手的力气变得更大了，指针就缩得更厉害了。师：这就是浮力的本质。我们不仅证明了它存在，还找到了影响它大小的两个关键因素：物体浸入液体中的体积（V_浸）和液体的密度（ρ_液）。这两个因素乘积越大，浮力就越大。八、板书与触摸图设计【盲文板书设计】（分左右两块，左为主板，右为副板）（主板）6下沉的物体受到水的浮力吗一、称重法测浮力：1.空气中重力：G_空=（例：1.2N）2.水中视重：G_水=（例：0.8N）3.浮力大小：F_浮=G_空G_水（例：F_浮=1.2N0.8N=0.4N）（副板）二、影响浮力大小的因素（触觉示意图）：1.浸入液体中的体积（V_浸）：↑V_浸，↑F_浮（完全浸没后不变）2.液体的密度（ρ_液）：↑ρ_液，↑F_浮【触觉图设计】用带有纹理的纸张制作：用粗线条画出测力计、水槽。用波浪线表示水面。用不同纹理的纸片剪出金属块的形状。用凸起的箭头表示力：向下的长箭头（重力），向上的短箭头（浮力）。让学生通过触摸理解力的平衡关系。九、