原创《沉浮问题在小学阶段如何处理》
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赵龙 袁辉 蔡建平
一、课标分析
1.现行课标分析
2001 年版小学科学课程标准（实验稿）,有关沉浮方面的要求如下：
由此可见,现行课程标准在认识材料的沉浮问题上要求上比较浅（没有到“密度”概念的层次）；在“知道浮力”的要求上可浅可深,浅者为知道浮力是一种水对物体向上的托力,深者为知道影响物体沉浮的原因究竟是什么.
2.课标修订情况分析
2010 年,韦钰院士主持了小学科学课程标准修订,其有关沉浮方面的要求如下（三栏依次为分解概念、举例、学习内容目标）：
韦院士在其博客中有如下意见：
物体在水里沉与浮,涉及密度的概念.密度的概念是很重要的,又是很难建立的.看过《居里夫人的科学课》这本书的朋友可以发现,居里夫人花了很大的精力去帮助学生建立密度的概念.
很多课是让学生用橡皮泥来做沉与浮的实验：先让学生把一团橡皮泥丢到水里,看橡皮泥沉入水底了,教师让学生把橡皮泥捏成扁平形状,橡皮泥就可以浮在水上了.这实际上在加强学生一个错误的前概念——物体的形状决定沉浮.
韦院士的意见可以概括为：物体的沉浮涉及密度,但密度概念太难；橡皮泥改变形状影响沉浮,对物体沉浮涉及密度的科学概念的形成不利.
二、各教材关于沉浮的处理
1.对照课标作浅要求
对应课标“ 知道一些生活中常见的力,如…… 浮力……”,作浅要求（未探究沉浮原因）的教材,有：湘版三年级《浮与沉》,青岛版三年级《有趣的浮沉现象》《改变浮和沉》,苏教版三年级《神奇的水》中的一个活动——“会‘托举’的水”,大象版三年级《沉与浮》,冀人版三年级《浮与沉》,鄂教版四年级《玩“ 潜水艇”》《沉浮的秘密》”,粤教科技版三年级《使沉在水里的物体浮起来》《认识船》.
这些教材都只是让学生知道物体有沉有浮,浮力是一种水对物体向上的托力,沉浮可以改变.
2.对照课标作深要求
对应课标“ 知道一些生活中常见的力,如…… 浮力……”,作深要求（探究沉浮原因）的教科版教材,在五年级设立了《沉和浮》单元,该单元有8课：
第1课物体在水中是沉还是浮
讲材料的沉浮性,同样的材料不因分割、堆积、连接等原因而改变沉浮性,即：材料的沉浮与材料的轻重、体积没有关系,
第2课沉浮与什么因素有关
讲物体的沉浮性,指出要研究物体的沉浮,应该走控制变量的思路,即：相同重量下比体积、相同体积下比重量.
第3课橡皮泥在水中的沉浮
以橡皮泥为例,讲物体的沉浮是可以改变的,这需要改变物体排开的水量.
第4课造一艘小船
上节课的应用.
第5课浮力
用上浮的物体（如泡沫块）,感受浮力是水对它的向上托的力,知道浮在水上的物体之所以能浮,是因为受到了浮力.将泡沫块拉入水中的过程,排水量增加,浮力增大；不同大小的泡沫块都拉入水中,排水量越大,所受浮力越大.
第6课下沉的物体会受到水的浮力吗
知道下沉的物体（如石块）也受到了浮力.石块沉入水中的过程,排水量增加,浮力增大；不同大小的石块都沉入水中,排水量越大,所受浮力越大.
第7课马铃薯在液体中的沉浮
讲改变液体（密度）,会影响物体的沉浮.
第8课探索马铃薯沉浮的原因
测量液体改变（密度）后,排开的相同量的不同液体的重量不同,引起了浮力不同.进一步说明材料的沉浮性,实质上是密度的比较.
三、我们的思考
学生很喜欢水,也喜欢把不同的材料放在水里,观察它们是沉还是浮.同时,他们必然产生大量的问题,其中最明显的就是“ 物体为什么在水中有的沉有的浮,到底是什么决定了物体的沉浮？”所以,对这个问题的探究还是有必要的.
物体沉浮问题,从表面上看,变量比较复杂,影响的因素很多,如自重、体积、材料、水（或盐水等）的密度、实心还是空心,等等.
材料沉浮问题是由密度来决定的.可是,教学中经常出现用各种材料作比较,如相同重量比体积、相同体积比重量,就是做不到某种材料与水之间的比较,因为小学生对这一点几乎无法理解.
物体的沉浮真的涉及密度么？
物体的沉浮只取决于物体受到的重力与所受到浮力大小的比较.物体自重不变,决定浮力大小的因素只有一条：排水量.
我们认为,可以从浮力方面入手,以“ 排水量”简洁、直接地解决这个问题,尽量避免纷繁复杂的多变量多因素（非本质的）绕来绕去,尤其应该避免在“材料的沉浮”与“物体的沉浮”之间绕来绕去.
物体的沉浮与材料的沉浮是两个概念,应该清晰地区别开来.
基于此,我们设想了物体的沉浮问题在小学阶段探究的三大步骤：
1.认识浮力,初步探究一种特殊状态下的浮力大小
（1）认识浮力,知道浮力是水对浮在水上的物体的一种向上托的力.可以用向下压水中的气球、泡沫块等方法感受并归纳.
（2）用实验认识在水中下沉物体也受到了浮力.知道浮力是水对物体的一种向上托的力.
（3）通过实验知道,下沉在水中不同深度的同一物体（其排水量不变）,所受到的浮力一样的.
2.探究浮力与物体浸入水中体积（排开水的体积）大小的关系
（1）探究在水中下沉的物体（如砖块）,在浸入水中体积不同时,浮力的变化情况.例如,物体未浸入水中时,浮力为零；浸入体积分别为1/4、1/3、1/2、2/3时,浮力如何变化；全面浸入后,不论沉入水中深浅,排开水的体积不变,浮力不变.
（2）探究浮在水上的物体（如泡沫块、气球）,在浸入水中体积不同时,浮力的变化情况.例如,物体未浸入水中时,浮力为零；浸入体积分别为1/4、1/3、1/2、2/3 时,浮力如何变化；全面浸入后,不论沉入水中深浅,排开水的体积不变,浮力不变.
或许有些老师认为以上步骤有点困难,这里再给出一个替代方案：
①讲解“曹冲称象”故事,重点分析石头或大象运上船后,船吃水到一个新刻度,新产生的浮力大小与石头或大象的重量相等.
②用一个大试管,配重后使其竖直浮在水中.③往试管中加砂粒到一定刻度；试一试2 倍刻度的地方,要加多少砂粒；再试一试3 倍刻度、4 倍刻度,分别要加多少砂粒.
④学生由“曹冲称象”可以迁移理解,试管从初始刻度到新刻度,所产生的新的浮力,就是所加的砂粒的重量.
⑤试管刻度的增加,代表的是排水量的增加.用天平可以准确称出每次所加砂粒的多少.
⑥借鉴现有教材的实验方法,知道泡沫块全面浸入后,不论浸入水中的深浅,排开水的体积不变,浮力不变.
（3）总结浮力与物体排开水的体积的关系.浮在水面上的物体,是其排开水的体积所对应的浮力,已经足够支撑其重量；下沉的物体,是其所有能够排开水的体积所对应的浮力,还不足以支撑其重量,所以沉下去.
（4）结合“ 阿基米德的故事”,进一步拓展认识浮力与排水量的关系.
3.沉浮知识的应用
例如,解释铁船为何能浮,了解如何打捞沉船（并解释为何沉船出水时是最关键和最危险的时刻）,解释生饺子下沉而煮熟的饺子上浮,做沉浮子等.
考虑到以上的研究需要一定的力的知识,内容应该安排在四、五年级,并且先学习重力、弹力、测力计的使用.
四、几点补充
曾经与专家交流,有诸多感概,在此不敢自珍,与大家共享.
作为科学教育,单就认知来说,就是“ 有什么（个体、群体的存在）、什么样（形态、构造、特征）、为什么（原因、变化条件）”三方面.这是科学知识的三个基本层次,是科学教育的三个层次不同的核心内容,也是科学课教学内容的基本层次和基本逻辑.
因为探究以上三方面问题的需要,便发展了探究这三类自然秘密的基本能力,这也决定了课堂教学目标要做到知识与能力相互联系、相互统一、相互协调,同时也决定了一课教学的基本认知过程,即认识对象可能有所不同,但认识同一层次内容的教学目标、基本教学过程大体相同,这就是科学教育在教学内容、教学目标、教学过程方面的规律.符合这个规律,无论课文编写还是课堂教学大体可以不离十；忽视或背离这个规律,编写的课文、设计的教学活动就会不像样.
当前科学教育的发展,在重视科学认知的同时又重视技术教育,这就决定了在“有什么、什么样、为什么”三方面的基础上,又增加了“怎么做”的内容.要教会学生“怎么做”,既有认知方面的规律,又有操作、技能培养方面的规律.从教学来说,既要有从浅入深的“怎么做”的内容,又要有符合认知规律、操作规律、技能培养规律的教学方法,这是当前教材、教学必须认真研究和体现的.
具体到小学阶段沉浮问题的教材处理：
材料的沉浮（密度的影响）,只做到“有什么”层次即可,即知道一些材料会浮、一些材料会沉.
物体的沉浮（排水量的影响）,研究完排水量与浮力的关系后,还只是做到了“什么样”的层次,即：浮力的大小是什么样的——排水量越大,浮力越大.至于为什么排水量与浮力有这种关系,则留给中学物理去解决.
湖南科学技术出版社（410008）
湖南省株洲市教育科学研究院（412007）
湖南省株洲市荷塘区教研室（412000）
阶段如何论文参考资料：
本文结论:本文论述了关于经典阶段如何专业范文可作为沉浮和小学阶段和处理方面的大学硕士与本科毕业论文阶段如何论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献。
