对“硬币漂在水面”的实验教学建议

摘要：本文就苏教版科学三年级上册中的“硬币漂在水面”这个实验的教学提出几条建议。第一，要让学生明确，只有往年的铝合金硬币才能靠表面张力浮起来，今天的硬币是不行的。第二，要在准备实验材料上下功夫。最好用硬币，没有硬币，可以用回形针或大头针代替。第三，做这个实验水面最好垫纸片，可以提高成功的概率。第四，要让学生明白，硬币是靠表面张力，不是靠浮力漂起来的。第五，要和下册的“使沉在水里的物体浮起来”区分开来。

关键词：硬币；回形针；水；纸片；表面张力；浮力

最近，看了《关于组织参加十堰市第17届中小学实验教学和装备管理征文活动的通知》，我觉得有必要响应省市的号召，分享一点我自己在实验教学上的经验。

为什么这么说呢？我这几年在教学上是科学、数学轮流着教，同时兼任仪器保管室管理员、实验室管理员、文印员、信息技术骨干，我对实验教学和教育技术装备管理一些个人的见解，我准备陆续把自己的一些不成熟的经验拿出来和大家交流。本文单就苏教版科学三年级上册的一个实验“硬币漂在水面”来提一些自己的建议。

我们都知道，苏教版科学三年级上册第3单元第3课《神奇的水》第二个部分“会'团结’的水”，讲的是水的表面张力。书中提到水黾这样的虫子趴在水面行走。在课堂教学中，我们抓几只虫子去观察它们如何在水面行走，那基本上是不现实的。其实，不光水黾浮在水面靠的是表面张力，硬币、回形针、大头针等小的金属物体浮在水面上，也是靠表面张力。我们的实验册和试卷中经常会出这样的题，问硬币或者针漂在水面上靠的是什么。作业和考试中有这个内容，我们不得不讲。

坦白地说，课本、实验册、试卷中出现这样的内容，我觉得是不合理的。为什么呢？本课后面还有个内容“会'托举’的水”，也就是水的浮力。命题者偏偏喜欢出这些题目，看学生是否分得清，哪些是表面张力，哪些是浮力。作业和考试中，学生确实很容易混淆。为什么水黾、硬币、针漂在水面上是表面张力，而纸、木头、泡沫板漂在水面又是浮力呢？这些东西不好讲，也不好理解。也就是说，课本的编者还有一些命题者，他们确实忽略了刚刚接触科学的三年级学生的实际。可是，既然这些内容回避不了，我们就必须讲清楚。

对于考试中提到“硬币漂在水面”，学生是很不理解的。硬币是金属做的，明明在水里是下沉的，怎么会漂在水面呢？这个实验只有做了，学生印象才会深刻。

就这个实验本身，我准备提下面几条建议：

第一，要让学生明确，只有往年的铝合金硬币才能靠表面张力浮起来，今天的硬币是不行的。往年的硬币，尤其是分币，是铝合金做的，很轻，小于水的表面张力，才能靠表面张力浮起来。而今天的硬币一般都是不锈钢或者铜合金做的，很重，远远大于水的表面张力，靠表面张力当然浮不起来。如果是学生做分组实验，或者自己回家做实验，不了解这一点，就会闹笑话。

第二，要在准备实验材料上动脑筋。我们都知道，往年的铝合金硬币，尤其是分币，如今已经退出了流通领域，市面上很难再见到了。除了少量的有心人会收藏这些硬币外，现在普通人家里一般是没有这样的硬币的。要找往年的硬币，确实是有难度的。

困难肯定是有的，但我们不能因为有困难就不做这个实验，不讲这个内容。其实，如果要找往年的硬币，还是有办法的。我们身边还是有少量的有心人，他们收集的有，我们可以找他们提供。更何况，现在的网络很发达，淘宝网、天猫网等购物网站也可以买到网上的硬币。我本人就在淘宝网上发现，有一个网店花9.9元就可以买到20个一分钱硬币。如今的年轻的家长，一般都会在网上购物，为了教学，他们也会支持孩子的行动。一个班，只要有几个学生买到这样的硬币，上课就可以做分组实验了。学生回家后也可以自己做实验验证。

当然，有的偏远地区如果条件确实很落后，不能收集到这样的硬币，那也好办。我们可以用回形针或者大头针代替，甚至一般家里用的缝衣针都可以。不过针的效果肯定不如硬币。同样是针，回形针比大头针要好。根据我的实际经验，硬币可以漂十几枚，回形针最多可以漂两枚，大头针一般只能漂一枚。学校的仪器保管室也可以采购几盒回形针或者大头针。不光这个实验用得着，其他的地方也用得上。例如，三年级科学上册第1单元第2课做纸鹦鹉站在指尖上的实验就要用到回形针。同样是讲水的表面张力这个部分，还有个实验是在装满水的杯子里放很多枚回形针，水面鼓起来却不溢出来。这个实验也要用到回形针或大头针。

第三，为了确保实验成功的概率，要先在水面垫一张纸片。硬币、针这样的物体毕竟是金属做的，直接徒手放到水面，很容易沉下去。直接放必须小心翼翼，用力稍微过大，物体就会下沉，很难控制这个力度。垫了纸片就可以确保硬币或针放在平面上，不会一下子就切入水中。硬币或针放在纸上后，第二步要用小棒或针轻轻地把纸按到水里。我们要看到的是硬币自己漂在水面，而不是靠纸托在水面。纸完全浸入水中后，我们会发现还是有硬币或针继续稳稳地浮在水面。当然也有一部分沉入水底，但那不会影响整体的实验效果。只要有一枚硬币或针漂起来，我们的实验就是成功的。纸片浸入水底后，我们可以用镊子小心地把纸片夹出来。只要纸片没碰到硬币或针，原来漂起来的硬币或针依然可以继续漂在水面。

注：三个图片都是我做实验后拍摄的，实验成功后纸片和沉入水底的针都夹出来了，因此图中看不到纸片和沉入水底的针，只看到浮起来的针。浮起来的硬币面积很大，盖住了少数的沉入水底的硬币，因此图中也看不到沉入水底的硬币。

第四，要让学生明白，硬币或针是靠表面张力浮起来，而不是靠浮力。单纯地把实验做出来不是目的，关键要让学生明白其中的道理。为了区分表面张力和浮力，我觉得可以做对比实验，一组放硬币或针，另一组放木头或泡沫板。木头或泡沫板这样的材料一般的仪器保管室可以配备，没有的话采集也很方便。我们仔细观察，就会发现二者有明显的区别。硬币或针只接触了水的表面，而没有浸入水中；木头或泡沫板下面有一部分是浸入水中的。表面张力和浮力的含义是不同的。表面张力是说水的表面有一种互相拉着的力，使其表面尽量缩小，因此水面像薄膜一样绷得很紧而不裂开。水面没有裂开，硬币或针就只能接触水面，不会浸入水中。我们还要让学生知道，硬币或针再轻也是金属做的，金属的比重比水大得多，是不能靠浮力浮起来的。表面张力是一种很小的力，经不起震荡，这和浮力很不一样；浮力是一种向上托举的力，这个力比表面张力大得多，不太大的外力对它没什么影响。因此，硬币或针轻轻按一下就会沉下去；而木头或泡沫板由于受到向上托举的浮力，即使往下按，它们也会自动地往起弹。

第五，要和“使沉在水里的物体浮起来”区分开。到了三年级下册第3单元第5课《使沉在水里的物体浮起来》，里面也会提到使硬币、针漂起来，方法也是垫纸片。但两者有本质的区别。用表面张力使硬币或针浮起来，纸只起临时平台的作用，所以要把纸推入水中。而《使沉在水里的物体浮起来》这一课里面，纸是作为漂浮物的，不能推入水中。使沉在水里的物体浮起来，方法包括改变形状、借助漂浮物、改变重量、往水里加盐等。《使沉在水里的物体浮起来》这一课，纸就是借助的漂浮物。利用表面张力使硬币或针浮起来是一种特殊情况，只对重量非常轻的金属物体起作用，这种方法在现实生活中不能普遍推广，因此下册讲使沉在水里的物体浮起来的方法，就没有再提借助表面张力了。我们在教学时一定要把这两者也区分开来，否则学生还是容易混淆。

以上就是我对“硬币漂在水面”这个实验教学所提出的一些建议，希望能对一线的科学老师有帮助。也希望学校的仪器保管室和实验室能够根据实际教学需要，多配备一些教学中需要的实验材料，方便科学实验教学。同时，也应该发动科学教师、学生、家长共同行动，多在生活中收集实验教学中所需要的材料。

作者：李灿  单位：竹坪乡中心小学

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