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：
物体与物质之二：材料的性质与用途
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，可以从浮力方面人手，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；浸人体积分别为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。