[水的表面张力的研究] 教学设计
李中青

一、教学理念
  小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程,让学生亲身经历科学探究的过程,从中获得科学知识,增长才干,体会科学探究的乐趣,理解科学的真谛,这便是科学教学的全过程。
  本课从学生熟悉的水入手,将科学教育走近它的原生态——科学探究。学生在已有知识经验、认知基础上,通过预测——验证——操作活动,经历一次典型意义的科学探究。结果的出人意料,在于培养学生的科学态度,根据已有经验的预测,未必正确,要经过实践来验证;认真观察、细心操作、合作交流,在于促进学生科学素养的形成。
  在探究活动中,让学生体验正确认识是怎样产生的,去感悟、理解科学是怎么一回事。激发学生在生活中发现科学的欲望,让学生体会到身边处处有科学,生活中处处是科学,并让学生在科学探究的过程中培养学生的合作意识,学会合作学习。
  二、教学目标:
  ▲过程与方法
  能在观察与探究中发现水的性质——表面张力。
  能够进行预测,并能通过实验进行检验。
  ▲知识与技能
  知道水的表面具有表面张力。
  知道人的经验和认识是不可靠的,要经过实验来检验。
  能够做放回形针、硬币浮于水面上的实验。
  ▲情感态度价值观
  在探究的过程中,能够认真仔细地做实验,能细心观察、思考、记录。
  能够尊重事实,尊重别人的意见。
  喜欢研究与水有关的事情,愿意与人合作,与人交流。
  三、设计思路:
  本课的设计是从学生最为熟悉的水入手,进行一组探究活动:从装满一杯水入手——向一满杯水放回形针——硬币浮在水面上。本课依据美国科学教育专家兰本达教授关于结构化材料设计的思想,选取简单而有代表性的材料:水、回形针、硬币三种典型的材料,把对水的表面张力的探究逐步引向深入。用“向水里加入少许洗洁精后,再来做放回形针的实验会怎样?”把学生探究的欲望引向课后。
  水随处可见,是一种很平常的物质,但是如果深入研究,却会发现它有许多奇妙的地方。通过预测与检验,让学生体会到预测需要通过实验来检验,让学生体会到实验探究的重要性。
  (一)、以熟悉的事物引发探究。
  课前在学生的小组座位上放好水及用具,给学生研究水的暗示,直切课题。通过让学生谈谈对水的认识和玩水的经历,引出新的研究——装满一杯水,学生会产生装满一杯水太简单了吧,那接下来会干什么呢?进而引发学生想继续探究的欲望。
  (二)、学生通过装水——预测——放回形针活动来初识水的表面张力。
  装满一杯水,听起来很容易,做起来也不难,建议学生用滴管来帮忙,让学生把水装得满满的。这么满的水杯里还能放回形针吗?能放多少枚呢?根据自己的经验来猜猜看,小组讨论进行预测,并说说理由。加入学生采访听课教师,让教师参与猜测的活动,可增强学生的兴趣,增加探究的欲望。学生在预测之后急于知道结果,这时进行小组探究,教师要提出一些要求,注意培养学生的科学态度、合作意识。汇报交流,记录数据,并说明观察到的现象,认识表面张力。从出人意料的数据,对学生的经验与认识会产生强烈的冲击,这是科学教育的最好时机。
  (三)、通过水面滑行高手——水黾的介绍及向水面上放硬币的活动来实现表面张力的内化。
  结合照片,介绍水黾,被誉为滑水高手的水黾的身体密度比水大,为什么不会沉进水里去呢?进而引发表面张力有多大的探究。一枚硬币放入水中,会沉入水底;但是水的表面张力却足已使它浮在水面。学生会产生疑问,真的吗?再组织实验,从而加深了学生对表面张力的认识,这个实验要求细心,是培养学生科学态度与精神的好时机。
  这时再介绍有关表面张力的应用,就水到渠成了。
  (四)、总结、拓展
  让学生谈本节课的收获及感受,让学生知道认识一个科学问题要先预测再到实验去检验。
  用水中放洗洁精或肥皂水的问题,引发学生课后的探究,把学生的科学探究引向课外,引向深入。
  三、
  四、教学准备
  烧杯、滴管、水杯、回形针、硬币、叉子、抹布等。
  学生活动记录表。
  五、教学活动
  (一)、创设情境,引入新课
  1、大家看到桌上的物品,就会猜到我们这节课要研究什么呢?你们猜猜看。(对,研究水。)
  2、水是大家再熟悉不过的了,你们有过什么研究吗?玩过水吗?是怎样玩的?
  3、这节课我们来个新奇玩法,来研究水的问题。
  (二)、探究表面张力活动
  活动1:向满杯水里放回形针
  1、装满一杯水。
  请各组同学装满一杯水,可以先用杯倒,再用滴管来滴加。
  注意:保持桌面的清洁。
  问题:水装满了吗?满到什么程度?(再装就洒出来了)
  2、向这杯水里能加回形针吗?(出示回形针)猜猜最多能加多少枚呢?
  小组预测、记录。
  各小组汇报预测数目,并说明预测的理由。
  到底能放多少枚呢?怎样才能知道?(做实验)
  3、学生活动。
  要求:(1)各组同学一枚一枚地轮流放。
  (2)动作要轻,不要碰到水面,要合作。
  (3)边放边记数,放到水流出为止,记数为流出前的数字。
  (4)注意观察水(从侧面、正面)有什么变化?
  (5)注意桌面卫生。
  4、学生汇报。
  你们组放了多少枚?你们猜准了吗?实验中你们观察到了什么?有什么发现?有什么问题?
  5、总结分析:
  预测的数字和实验的结果差别很大,而且同学们也发现了水面都鼓起来。
  对不同组别的数字进行分析,指出科学方法和科学态度问题或合作方面的问题。对好的组进行表扬,对有问题的组分析原因。
  水的表面有一种收缩拉紧的力,叫表面张力。
  过渡问题:

  
  被誉为滑水高手——水黾的身体密度比水大(比水重),为什么不会沉进水里去呢?
  水的表面张力有多大呢?
  活动2:让一枚硬币浮在水面上。
  1、(师举起一枚一角的硬币)大家知道,它放入水中是浮还是沉?(沉的),但水的表面张力可以让它浮在水面上。
2、   学生活动。以下方法大家可以参考。
  A、用叉子将硬币放在水面上,硬币会浮。
  B、用纸张先将硬币托在水面上,然后让纸张下沉,硬币会继续浮在水面上。
  C、用手指轻轻放平在水中,也可能成功。
  (三)、总结、应用、拓展。
  1、表面张力的应用:表面张力是水表面的一个重要性质,毛细现象就是由表面张力产生的。平常所见到的用毛巾擦汗、粉笔吸干纸上墨水、酒精灯等现象都可用毛细现象来说明,毛细现象对植物生长也具有很重要的意义,它们所需要的养分和水分就是由根、叶子和茎中的小管从土壤中吸上来,输送到绿叶里的。表面张力的用途远不止以上所谈到的这些,在生物学、医学及微循环系统中,它也有着广泛的应用;玩具制造厂也常利用它生产出各种有趣的玩具。
  2、这节课你有什么收获?有什么感想?
  3、拓展问题:如果向水里加几滴洗洁精,再装满水放回形针会怎样呢?大家课后试试,下节课告诉我。