乌鸦喝水：水位上升大挑战
大班科学
设计意图
《3-6岁儿童学习与发展指南》在科学领域明确指出，大班幼儿应“能经常动手动脑寻找问题的答案”“能用一定的方法验证自己的猜测”。大班幼儿正处于好奇心旺盛、喜欢动手操作的阶段，他们对周围事物的变化充满探究欲望。已具备初步的逻辑思维和问题解决能力，开始尝试用多种方法达成目标。基于以上分析，我设计了本次活动。以“帮助小乌鸦喝到水”为任务驱动，引导幼儿经历“猜想—验证—设计—优化”的完整科学探究过程。活动从“哪些材料能让水位上升”的广泛感知，到“用最少材料让水位上升到瓶口”的挑战任务，层层递进，让幼儿在动手操作中理解“占据空间”的科学原理，在试错反思中体验“优化方案”的思维过程，培养幼儿的科学探究能力与问题解决能力。
活动目标
l积极参与实验，体验解决问题的成就感。
l感知并理解石头、玻璃珠等材料放入水中会占据水的空间，导致水位上升。
l运用观察、比较、记录等方式探究，尝试自主设计操作方案并优化方案。
活动重难点
l重点：通过操作发现并理解石头等材料沉底后占据水的空间，使水位上升的现象。
l难点：尝试围绕“用最少材料使水位上升到瓶口”的目标自主设计操作方案并尝试优化。
活动准备
l课件准备：《乌鸦喝水：水位上升大挑战》PPT。
l纸面教具：《“乌鸦喝水”记录表》《我的水位挑战方案》。
l材料准备：
1.第一次操作：6个装有半瓶水且画好初始水位线的塑料瓶；大石头、小石子、玻璃珠、树枝、棉花、树叶等材料若干。
2.第二、三次操作：每位幼儿一瓶装有半瓶水且画好初始水位线的塑料瓶；幼儿人手一份大石头、小石子、玻璃珠、树枝等材料。
活动过程
一、故事情节导入，引出问题。
幼儿观察图片，发现乌鸦困境，思考解决问题的方法。
——一只小乌鸦口渴了，正在到处找水喝，终于在一个瓶子里发现了水！小乌鸦把嘴伸进去，可怎么也喝不到水。
——小乌鸦为什么喝不到水？（瓶子里只有一些水、瓶口太细了……）
——瓶子里的水太少了，瓶口又太细，有什么好办法能让小乌鸦喝到水？
——大家想到了很多办法！瞧，小乌鸦叼回来了许多材料，我们来试试这些材料能不能帮小乌鸦喝到水吧！
二、感知现象，初探原理：大胆猜想并验证能让水位上升的材料。
1.幼儿观察操作材料，大胆猜想并记录。
——看看小乌鸦叼回来了哪些材料？
——哪些材料放进水里，能让水位上升？哪些不能？XXX可以吗？
Ø活动建议：教师可带领幼儿猜想，在屏幕上记录幼儿的猜想结果，认为可以的打“√”，认为不可以或效果不好的打“×”，有不同意见的打“？”。幼儿也可人手一份记录表，进行记录。
2.教师出示6个装有半瓶且初始水位线一致的塑料瓶，依次邀请6名幼儿上前尝试，观察瓶内水位是否上升，验证猜想。
——猜得对不对呢？我们需要动手试一试。谁愿意先来尝试？
——结果怎么样？请在屏幕上记录下你的操作结果。
Ø活动建议：教师可以自己画初始水位线，也可以请幼儿画。在操作时，提醒幼儿要一手扶好瓶子，不要把瓶子弄倒。
3.幼儿根据实验结果讨论。
——哪些材料能让瓶子里的水升高？哪些不能升高或者升高得不明显？
——为什么棉花/树叶放进水里，水位升高不明显？
小结：石头、玻璃球、树枝等材料能够沉到水底，它们能占据较多的水的空间，水就只能往上爬，水位就上升了。而棉花会吸水、树叶会浮在水面上，所以水位上升不明显。
三、应用原理，设计方案：自主设计方案用最少的材料让水位到达瓶口。
1.幼儿围绕目标自主设计方案，思考要放入水中的材料种类、大致数量等。
——通过刚刚的实验我们发现石头、玻璃球、树枝能让水位上升，但它们有的用得多，有的用得少。我们再来试试用最少的材料让水位上升，帮助小乌鸦更快喝到水吧。
——请大家认真思考要用什么材料？大概要放几个？可以只用一种材料，也可以好几种材料一起用。想好的小朋友就可以在表格中勾选一会儿要用的材料。
2.幼儿通过操作实践自己的方案并记录所使用的总的材料数。
1）每位幼儿分发一瓶装有半瓶水且标注好初始水位线的塑料瓶。
2）通过操作验证自己的方案，并记录达到瓶口时所使用的材料数。
3.幼儿分享、交流。
——你用了哪些材料？数量是多少？
——为什么有的小朋友用了20颗玻璃珠水位才到达瓶口，有的小朋友用了2颗石头和6颗玻璃珠水位就到达瓶口了？（石头比玻璃珠大，水位上升得更多）
——放进水中的材料是不是越大越好呢？看看老师手上的瓶子，我用了几块石头？水位到达瓶口了吗？为什么会这样？（石头之间有空隙，水可以躲在里面，反而难以上升）
——我发现没有小朋友使用树枝材料，能告诉老师这是为什么吗？（树枝虽然能让水位上升，但它会卡在瓶子里产生更大空隙，其他材料就进不去）
Ø活动建议：教师根据幼儿实际情况调整提问，引导幼儿发现材料大小、空隙对数量的影响。
——你们发现了什么？（材料的大小会影响数量；材料之间产生的空隙也可能导致材料无法占据水的空间影响数量）
四、优化方案：调整方案再次进行尝试。
1.启发幼儿思考，鼓励幼儿优化自己的操作方案。
——听了大家的分享，你有没有更好的办法，让你使用的材料变得更少？
——请调整你们的方案，再试一次。
2.幼儿再次实践自己的方案并记录总材料数。
3.幼儿对比两次实验的材料数。
——谁来说说，你第一次用了多少材料？第二次呢？你是怎么改进的？
小结：通过这几次实验，大家用自己的智慧不断发现问题、思考解决方法，找到了帮助小乌鸦更加轻松喝到水的办法！瞧，小乌鸦已经喝上水啦！谢谢小朋友们！
五、联系生活，迁移经验。
——其实，在我们生活中，我们也经常能看到“物体放入水中，水位上升”的现象。谁来说一说？
——今天回家后，请小朋友当一回小侦探，和爸爸妈妈一起找一找，还有哪些“让水位上升”的现象，明天请你来和大家分享哦！
温馨提示
l本活动中推荐教师选择细颈、宽口的透明塑料瓶，如下宽上窄的宽口透明饮料瓶等。
l活动开展前，教师尽量将活动中会使用到的材料提前进行实验，确保实验顺利开展。
l活动开展过程中要谨防幼儿将玻璃珠等放入口鼻中。
活动延伸
l区域活动
在科学区，投放记录表、装有三分之一水、半瓶水、三分之二水的透明塑料瓶、足量的石头，鼓励幼儿探索水量对水位上升的影响。
附【小知识】
乌鸦喝水实验
1.瓶内水量的影响。
一般情况下，当瓶内水量超过瓶子一半时，加入石头，水位更容易到达瓶口。因此我们建议教师往瓶内加入一半的水，以确保实验能顺利开展。
2.瓶子形状的影响。
相比于上宽下窄瓶、上下宽度一致瓶，使用下宽上窄瓶（如细颈瓶、锥形瓶等）更容易使水位到达瓶口。这是由于加入同样体积的石头，下宽上窄瓶的水位上升最快。因此我们推荐教师使用下宽上窄的塑料瓶，如酸奶瓶等，更有助于实验顺利开展。
