在数学实验中培养科学探究方法-----以《体积与容积》一课为例

发表时间:2021/7/14   来源:《中小学教育》2021年3月9期   作者:刘汉村
[导读] 数学活动经验是小学数学四基之一,积累数学活动经验是小学数学阶段中的重要环节。

        刘汉村
        广东省深圳市  深圳市坪山区外国语学校  518060

        【课前思考】
        数学活动经验是小学数学四基之一,积累数学活动经验是小学数学阶段中的重要环节。《体积与容积》是北师大版五年级下册《长方体(二)》单元的第一课时,本节课是在学生已经掌握了长方体和正方体的概念和特征的情况下学习的,学生要理解体积和容积的概念异同点,掌握比较物体体积和容器容积实验方法。
        
        【课堂实录】
        一、激趣引入
        师:同学们,你们学过乌鸦喝水的课文吗?谁能给大家讲讲这个故事?
        生:从前有一只乌鸦口渴了,看到一瓶水,但是水位太低,于是它找来一些石块投入瓶子里,最后他成功喝到水了。
        师:故事说的很好。请同学们思考,水面为什么会上升?
        生:因为石头占据了一部分水的空间。
        师:很棒。今天我们就来研究物体占据空间的问题。
   (设计意图:教学引入是一节课的重要环节。引入的方法有很多,比如谈话引入、微课引入、生活情境引入。本节课通过讲故事引入,通过乌鸦喝水的故事,感受乌鸦喝水的智慧,感受体积知识在生活中的应用,同时也激发了学生的学习兴趣。)

        二、介绍“体积”的概念
        师:请同学们观察:教室里音箱和空调哪个占据空间大?
        生:空调。
        师:你还能举出其他例子吗?
        生:音箱占据空间比老师的手机占据空间大。
        师:物体所占空间大小叫做物体的体积。(板书)
        师:还有一个概念叫容积,你们在生活中听过这个词吗?
        生:听过,比如汽车油箱的容积,水桶的容积。
        师:你觉得什么叫容积?
        生: 就是能装东西的物品能装下的物品的体积总和。
        师:谁还想说?
        生:就是容器能装下的物品的最大的体积,不能有缝隙。
        师:大家的书包里都装了书,大家觉得书包里的书的体积就是书包的容积吗?
        生:不是,因为,书没有填满书包。
        师:很好。谁能给容积下一个准确的定义?
        生:容器所能容纳的物体的体积是容器的容积。
        (设计意图:让学生观察比较教室的部分物体占据空间大小,从学生最熟悉的物品自然而然引出体积的概念,让学生感受数学与生活的密切联系。同时,让学生猜一猜,试一试给容积下定义,感受容积和体积概念的联系和区别。)
         
        三、合作探究
         1.实验一:土豆和红薯哪个体积大?
        师:土豆和红薯哪一个体积大?你需要什么来做实验?你需要用几个烧杯?多少水?还有什么工具?
        学生进行小组讨论(5分钟)。
        师:哪个小组来汇报?
        学生小组1汇报:我们需要1个烧杯,能完全覆盖土豆和红薯的水,还有一支笔。实验过程是:烧杯内先放入水,用笔记录水面位置,然后放入土豆,记录水面,再把土豆捞起来,放入红薯,记录水面,再比较后两次的线哪个高。实验要注意的是把土豆捞起来的时候让把土豆上的水滴回到烧杯内,记录水面的时候要等水面平静后再记录。


        师:大家同意这个小组的实验方法吗?
        生:同意。
        师:这个小组很细心,注意了如何减少实验的误差。希望接下来汇报的小组也要说明如何减少误差。
        学生小组2汇报:我们需要4个烧杯(2个烧杯大一点),2个小一点的烧杯装满水,另外两个烧杯套住这两个装满水的烧杯,再分别放入土豆和红薯,记录两个烧杯溢出的水的水面高度。实验要注意把两个小烧杯拿起来的时候要把水流回大烧杯内,记录水面的时候要等水面平静后再记录。
        师:这个小组的实验方法也是可行的,只是用到的烧杯多了。
        学生小组3汇报:我们需要4个烧杯,2个烧杯分别放入土豆和红薯,第三和第四个烧杯先装一些水(同样多),然后分别倒入放有土豆和红薯的烧杯,加到完全浸没土豆和红薯,再加一些水,加至两个杯子水面要一样高,记录第三和第四个烧杯哪个杯子剩下的水多。实验要注意保证第三和第四个烧杯装的水要一样多。
        师:第三小组的方法也是可行的。看来同学们能想出来很多好办法。现在请同学们选一种最喜欢的方法进行小组实验,记录实验结果。
        学生进行实验(5分钟),然后是学生汇报实验结果。

        2.实验二:两个杯子哪个容积大?
        师:对于红薯和马铃薯哪个体积大,大家想出了很多好办法,现在老师有两个杯子,到底哪个杯子哪个装水多? 请小组讨论,设计一个实验。
        小组讨论(5分钟)
        师:现在来请同学汇报。
        小组汇报1:我们用的方法是,把其中一个杯子装满水,倒入另一个杯子中,看是不够用,还是刚好,还是有剩余。
        小组汇报2:我们用的方法是,找第三个杯子,杯子要比这两个都小,把两个杯子装满水,倒入第三个杯子中,记录第三个杯子中水的情况来知道。
        小组汇报3:我们用的方法是,找第三个比前两个要大的杯子,第三个杯子装满水,倒进两个杯子装满水,记录第三个杯子剩下的水的情况来知道。
        师:看来同学们有很多好方法,下面,我们就来进行实验。
        学生实验(5分钟)然后是学生汇报实验结果。
        
        (设计意图:在两个探究问题中,学生能提出多种实验方法,鼓励学生进行实验方法的创新。提醒学生注意减少实验中的误差,在实验中培养严谨的探究方法和探究精神。)
        
        四、体积与容积的概念辨析
        师:(展示一个矿泉水瓶), 矿泉水瓶的体积和容积哪个大?为什么?
        学生讨论。
        生:矿泉水瓶体积比容积大,因为矿泉水瓶是有厚度的。
        师:你还有举出一些体积比容积大的例子吗?
        生:汽车的体积比容积大,书包的体积比容积大。
        师:体积在不同情景下也有不同的解释,比如,杯子在生产的时候所用原材料的体积是指杯子实体部分的体积,平时说的杯子的体积是包括了杯子中间空置的部分。
        (设计意图:以矿泉水瓶为素材,进行体积和辨析概念。)

        五、课堂小结
        师:通过这节课,你学到了什么?
        生:我学到了进行实验的方法。
        生:我学到了体积和容积的概念。
   (设计意图:通过谈话法进行课堂小结,进行总结提升。)
        
        【课堂反思】
        本节课通过乌鸦喝水的故事引入,然后介绍体积和容积的概念,接着进行实验操作,在实验中培养学生严谨的科学探究方法和精神,学生了积累数学活动经验,最后进行体积和容积概念的辨析和课堂小结。
        
        
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