小学科学教学实验教具和实验方法的改进和创新

一、教材实验内容

青岛版小学科学《改变浮和沉》一课中为探究改变浮沉的方法安排了几个实验：（1）向小瓶中装沙，让浮着的小瓶沉下去；（2）把塑料泡沫和铁块绑在一起，让浮着的塑料泡沫沉下去；（3）把橡皮泥捏成小船，把牙膏皮展开，使沉下去的物体浮上来；（4）向水中加盐，使下沉的鸡蛋浮上来。实验1和2旨在让学生明白给物体附着下沉的物体可以改变物体的沉浮；实验3旨在让学生明白改变物体的形状可以改变物体的沉浮（该结论实际上是错误的）；实验4旨在让学生明白改变液体的比重，可以改变物体的沉浮。

二、教材中的实验教具和实验方法的不足之处

1、学生在实验中要多次从水中取出物体，导致实验桌上水很多，弄湿课本和实验纪录。

2、实验用品太多，操作太复杂，学生大多无从下手，常常乱做一气，不知所以。

3、实验变量很难控制，导致实验现象不明显或实验失败，出现错误结论。例如：实验1中沙的用量太少，小瓶仍然会浮在水面上，沙的用量学生要多次尝试，用时会很长；实验2中学生如果取的泡沫太大，附着铁块后，仍然浮在水面上；实验3和实验4中学生改变了橡皮泥和牙膏皮的形状后，因为体积改变的太小或体积没有改变，橡皮泥和牙膏皮仍然会沉入水底，还有的学生认为改变形状后会使沉在水底的橡皮泥和牙膏皮上浮；实验4中学生向水中加盐后，因为盐溶解的太慢，加上水槽太大，既造成了食盐的浪费，现象又不明显。

4、这些实验不能为后面探究潜水艇自由沉浮创造条件。

三、实验改进的依据

我们知道物体在水中的浮沉取决与物体重量和物体在水中所受浮力的大下，即：

G物＞F浮   物体下沉

G物＜F浮　 物体上浮

G物＝F浮　 物体悬浮

因此改变物体的浮沉要从两个方面：改变物体的重量和改变物体所受的浮力。改变物体所受的浮力要两个方面：一是改变物体的体积，体积变大，浮力增大，体积变小，浮力减小；二是改变液体的比重，液体比重增大，浮力增大，液体比重减小，浮力减小。

教学参考中改变物体的形状会改变物体沉浮的结论是错误的，因为物体的形状改变，有时并不能改变物体所受浮力的大小，应该是改变物体的体积。

四、实验教具和实验方法的改进和创新

1、改变物体的体积，改变物体的浮沉

实验装置如下图：

图一

1、细线        2、瓶塞               3、配重铁丝   

4、玻璃瓶      5、可移动塑料套管     6、水

实验方法：用可移动塑料套管，改变物体的体积，改变物体的浮沉。

本实验教具和实验方法的优点：

（1）、细线方便取出实验用具，不会弄湿手和实验桌。

（2）、可移动塑料套管，可以任意改变物体的体积。

（3）、现象非常明显。

2、改变物体的重量，改变物体的浮沉

实验装置如下图：

图二

1、细线    2、瓶塞    3、配重铁丝    4、玻璃瓶    5、水

实验方法：将图1中的可移动塑料套管取下，调整配重铁丝的重量，即可改变物体的浮沉。

本实验教具和实验方法的优点：

（1）、细线方便取出实验用具，不会弄湿手和实验桌。

（2）用配重铁丝改变物体的重量，非常方便。

（3）现象非常明显

（4）为学生探究潜水艇自由沉浮的原因创造条件。

3、给物体附着上浮和下沉的物体，改变物体的浮沉

实验装置如下图：

图三

1、细线           2、泡沫或铁块       3、瓶塞

4、瓶塞配重铁丝   5、玻璃瓶           6、水

实验方法：将塑料泡沫或铁块用铁丝系好后，插入玻璃瓶的瓶塞，改变物体的浮沉。

本实验教具和实验方法的优点：

（1）附着上浮和下沉的物体非常方便。

（2）现象明显。

注意事项：本实验中要先调整配重铁丝，使物体的重量略大于所受的浮力。

4、改变液体的比重，改变物体的浮沉

实验方法：向水中加盐，使物体上浮，然后向盐水中加水，使物体下沉。

注意事项：

本实验中要调整配重铁丝，使物体的重量略大于所受的浮力，只要加少量盐和水，就会改变物体的浮沉，现象非常明显。