师:好,同学们,上课!
生:老师好!
师:同学们好,请坐。
生:(有同学故意说)我不坐。
师:好,同学们,大家下午好!今天非常开心和大家一起上一节科学课。这节课原本叫“增加船的载重量”,但老师想换种新的上课方式,给它起了个新名字——“船王争霸赛”,我们通过比赛的形式来认识如何增加载重量。说到船王,我想问大家,你们觉得什么样的船才有资格被叫做船王呢?这位女同学,你试试看。
生:是载重量比较大的。
师:大家同意她这个说法吗?
生:同意。
师:既然叫船王,载重量小肯定不行,所以第一个条件是载重量大。那只是载重量大就可以了吗?还需不需要满足其他条件呢?这位男生,你说说看。
生:稳定性好,稳定性强,就是遇到大风大浪,它不会翻船。
师:很好,总结为稳定性强。没错,同时满足载重量大、稳定性强的船才有资格叫做船王。今天每一位同学都有机会做出一艘船,然后我们比一比,看哪艘船载重量最大。老师给大家的实验材料很简单,每人都一样。每位同学待会会拿到一张12×12厘米的铝箔纸,要用这张铝箔纸做出一艘载重量最大的船,你会怎么做呢?这个问题有点难,老师讲一下,(展示教具)这白色的不是每个同学都能拿到的,每个同学能拿到的就是这样一张铝箔纸,要用它折出一个载重量最大的船,该怎么做?老师给个提示,通过前面几课的学习,我们大概了解了人类造船技术的优化与改进。你们认为船的载重量与船的哪个因素有关?或者说是由哪个因素决定的?这位最边上的男生,你来说说看。
生:浮力越大可能它的载重量就越大,跟船自身的因素,比如体积。
师:我听到他讲到了体积。很多同学都认同他的意见,对吧?那你觉得跟体积有什么样的关系?还是这位男生,完整说一说跟体积有什么样的关系。
生:体积越大载重量就越大,体积越小载重量就越小。
师:好,请坐,这是你的看法。那还有没有其他不同的意见?一艘船除了体积,还有其它因素,会不会跟其它因素有关呢?你说说看。
生:排水量。
师:嗯,这个也有可能。还有没有其他的?跟船的高度你觉得会不会有关系呢?
生:会有,如果说太低的话它很容易进水。
师:跟高度也可能有关系,对吧?那跟高度关系我们完整表达,大家觉得高度越高载重量会越怎么样?
生:越大。
师:好,除了高度,跟轮船的底面积你觉得有没有关系?有什么样的关系?
生:底面积越大载重量越大。
师:你为什么会有这样的判断?谁来说说看?为什么说底面积越大载重量越大?
生:因为底面积越大,它受到的浮力就会越大。
师:你是怎么联想到的呢?
生:它底下那一块面面积那么大,放到水里它受到浮力的面积也是那么大,所以底面积越大,受到浮力面积就会越大。
师:这个类推很合理。就像之前说的独木舟,几个并排在一起,底面积就大了,载重量也就大了,对吧?好,这个猜测合理,请坐。所以我们的推测要有理有据。体积、高度、底面积,貌似都有道理。那我们不禁要想,用这张铝箔纸来造船,有没有可能同时满足体积大、高度大、底面积也大呢?
生:不可能,底面积大了,高度就不可能大。
师:我想先问大家,因为我们要研究究竟哪个因素才是决定船载重量的最关键因素,这个实验要怎么做?这是个非常关键的问题。我们先分析一下这张12×12厘米的铝箔纸,因为要研究体积、高度跟底面积,最好是整数,不然很难计算,对吧?
生:对。
师:保证这艘船的长宽高都是整数,你有几种方案?
生:三种。
师:我听到有同学说三种,能有几种方案保证长宽高都是整数,你能做出来几种?先别说整体数量,你觉得可以怎么做?比如说,你觉得老师,我觉得这个高,先设计成几厘米,那么长跟宽就各是多少厘米了?这位同学,你说说看。
生:如果高是1厘米,那么长和宽都是10厘米。
师:OK,好,请坐,非常好,1号船就出来了。当我们把铝箔纸的高度弯起来就是高度了,高设为1厘米的话,这两边就都是10厘米了,是吧?还有其他可能性吗?还是你们组来。这位男生,你说说看。
生:设定高为2厘米。
师:你设定高是2厘米,那长和宽是多少?
生:8厘米。
师:大家算一算是不是?很好。还有吗?你说说看。
生:船的高度为3厘米。
师:3厘米行不行?长和宽是6厘米,对吧?请坐。还有吗?你犹豫了,说说看。
生:我设计船的高度为4厘米,然后长和宽分别为4厘米。
师:对不对?
生:对。
师:好,请坐。还有吗?
生:没了。
师:确定没了?真的吗?是不是还能高为5厘米?
生:船的高为5厘米。
师:长和宽呢?
生:2厘米。
师:5、2、2也可以,就是这个船底有点小,高度很高,是吧?好了,现在,除了这五个以外还有没有其他的?确定没了?
生:没了。
师:好,我要从这五个里面抽出来三艘船来验证,或者说来探究究竟是体积、高度还是底面积是决定船载重量的关键因素,你会选其中的哪三艘船?小组讨论一分钟。
(小组讨论)
师:好,很烧脑啊。要说出原因,谁要说说看你会选哪三艘船?这位男同学,你说说看。
生:我们组讨论出会选1号、2号和5号。
师:为什么?
生:因为1号船的底面积是最大的。
师:1号船的底面积是多少?
生:100平方厘米。
师:那2号呢?
生:我们选它是因为它的体积是最大的。
师:体积是多少?
生:128立方厘米。
师:那你为什么选5号船呢?
生:因为它的高度是最高的。
师:大家赞同他这个选法吗?
生:赞同。
师:好,这样吧,我给大家每一位同学一分钟的时间,先讲讲我选哪艘船啊。老师选的船,没有选5号,但非常赞同刚刚那个男生的意见,会选择体积最大、高度最高、底面积最大的。那通过这三个比较,如果体积最大的这艘船载重量最大,那就说明决定载重量的关键因素是体积。如果是高度最高的船载重量最大,说明决定载重量的是高度,对吧?但是我选的是1号、2号跟4号。为什么呢?你来说说看。
生:是一个正方体?
师:是正方体,但这是老师选的理由吗?不见得,请坐。我的理由很简单,因为好操作。4号船的形状放东西更方便。所以老师选的是1号、2号、4号。但按照真正的探究来讲,那个男同学讲的是完全正确的,应该选1号、2号跟5号。现在给大家一分钟的时间,每一位同学完成一下这个表,把1号船、2号船、4号船的高度、底面积、体积计算出来,然后把你预测它能够承载的垫片数写下来,一分钟完成,完成马上坐好。每个同学都有一张计算表,应该不会出错,不要马虎。
