關(guān)于科學(xué)教材中浮力知識(shí)教學(xué)的思考

程德海

摘 要：對(duì)初中科學(xué)浮力知識(shí)教學(xué)中的幾類常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行歸納，并從學(xué)生思維的角度對(duì)問(wèn)題內(nèi)因進(jìn)行探討分析，還從實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改進(jìn)、基礎(chǔ)知識(shí)的夯實(shí)以及強(qiáng)化心理分析和訓(xùn)練等方面提出改進(jìn)浮力知識(shí)教學(xué)效果的建議。

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)；浮力；教學(xué)思考

浮力知識(shí)是初中科學(xué)教材的重要內(nèi)容之一，但由于浮力知識(shí)涉及的具體情況復(fù)雜，基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容多，學(xué)生思維適應(yīng)性要求較高等原因，浮力知識(shí)的教學(xué)始終是中學(xué)教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。

一、浮力教學(xué)中常見(jiàn)的幾個(gè)典型問(wèn)題

1.同一個(gè)雞蛋放在甲杯液體中時(shí)，它在液體內(nèi)懸浮，把它放入乙杯液體中時(shí)，它卻漂浮在液面上，問(wèn)雞蛋在哪種液體中受到浮力大

學(xué)生往往認(rèn)為，雞蛋在甲杯液體中受到浮力大。他們?yōu)槭裁醋龀鲞@個(gè)判斷呢？學(xué)生的想法是：因?yàn)殡u蛋在甲杯中是全部浸沒(méi)，當(dāng)然排開(kāi)液體的體積大，所受到的浮力也就大。學(xué)生之所以產(chǎn)生錯(cuò)誤，從知識(shí)上分析是由于對(duì)二力平衡的知識(shí)沒(méi)有深刻理解和掌握；從心理因素上分析，就是忽略了隱蔽因素。這個(gè)隱蔽因素是“同一個(gè)雞蛋”和“液體的密度不同”。隱蔽因素的心理作用，在浮力一節(jié)的學(xué)習(xí)中是一個(gè)帶有普遍性的典型問(wèn)題。

2.體積相同的木塊和鐵塊，把它們投到水中，誰(shuí)受到的浮力大

在敘述這個(gè)題的過(guò)程中，如果在“體積相同”這幾個(gè)字上加重語(yǔ)氣或者有所重復(fù)時(shí)，學(xué)生就會(huì)做出：“木塊和鐵塊受到的浮力一樣大”的錯(cuò)誤判斷。這是因?yàn)榻處熢跀⑹錾系陌凳酒鹆俗饔茫瑢?dǎo)致學(xué)生只想到了“體積相同”這個(gè)明顯的已知條件，忽視了木塊密度小于水的密度這一條件。事實(shí)上，木塊只有部分體積浸沒(méi)在水中，鐵塊是全部體積浸沒(méi)在水中，當(dāng)然木塊排開(kāi)水的重力要比鐵塊小，因此鐵塊受到的浮力要大。

如果在敘述題目的過(guò)程中，語(yǔ)氣的著重點(diǎn)放在后面，一樣大的“木塊和鐵塊”時(shí)，這樣就又有一種暗示的傾向，使學(xué)生感到教師在提示注意：它們的密度不同！木塊要上浮、鐵塊要下沉，所以就能較快地作出鐵塊受到的浮力大的正確判斷，改變了提問(wèn)題的語(yǔ)氣，就產(chǎn)生了不同的心理效果。

3.把質(zhì)量相等的木塊和鐵塊放到水中，當(dāng)它們靜止后，誰(shuí)受的浮力大

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，絕大多數(shù)學(xué)生都認(rèn)為木塊受到的浮力大。如果只看他們做出的判斷，那是正確的。可是要注意，學(xué)生有時(shí)是根據(jù)錯(cuò)誤的依據(jù)，又進(jìn)行了錯(cuò)誤的分析，反而能得出正確的結(jié)論。他們是這樣考慮的：因?yàn)棣涯?ρ鐵，當(dāng)質(zhì)量M相等時(shí)，所以V木>V鐵，由于忽視了木塊漂浮、鐵塊沉在水底的條件，統(tǒng)統(tǒng)作為全部浸沒(méi)來(lái)處理。所以得出了木塊受到的浮力大這一結(jié)論。所以不能只看結(jié)論，要全面考查學(xué)生分析問(wèn)題的思路，才能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思維過(guò)程在哪個(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了障礙。

即使意識(shí)到了木塊漂浮，鐵塊沉在水底這個(gè)條件之后，學(xué)生還是不能很順利地找到答案。新的矛盾還會(huì)出現(xiàn)：木塊的體積雖然遠(yuǎn)大于鐵塊的體積，然而木塊只有部分體積浸沒(méi)在水中，到底是木塊排開(kāi)的水多還是鐵塊排開(kāi)的水多？到此學(xué)生束手無(wú)策，找不到思路了。這種表現(xiàn)是由于學(xué)生習(xí)慣于從一個(gè)角度去認(rèn)識(shí)問(wèn)題，不善于改變看問(wèn)題的角度，是心理慣性在起作用。如果從受力分析角度入手，用等量代換的方法，很容易就找到正確答案。即：

由于木塊漂浮在水面上，所以F水浮=G木，鐵塊沉在水底，所以F鐵浮

又根據(jù)題中的已知條件：因?yàn)閙木=m鐵，所以G木=G鐵，所以F木浮>F鐵浮

綜上所述，學(xué)生頭腦中的某些先入為主的錯(cuò)誤觀念，隱蔽因素的忽視和干擾，以及思維定式的影響等所造成的思維混亂和心理障礙，確實(shí)給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了一定的困難，這些心理因素在教學(xué)中是不容忽視的。

二、如何處理這部分教材

1.重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)，充分借助和發(fā)揮實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的積極的心理類化作用

關(guān)于阿基米德定律實(shí)驗(yàn)書上的做法是：在實(shí)驗(yàn)的演示過(guò)程中，教師像變魔術(shù)似的“把被全部浸沒(méi)的物體排開(kāi)的水倒進(jìn)了小筒中，觀察彈簧秤示數(shù)的變化”。從這里讓學(xué)生得出：“浮力的大小就等于物體排出那部分水的重力”。我覺(jué)得這種做法讓學(xué)生沒(méi)有心理準(zhǔn)備，沒(méi)有給學(xué)生一個(gè)思考的余地和過(guò)程。因此，學(xué)生常常產(chǎn)生這樣的心理障礙，總不明白為什么老師把溢水杯中流出的水倒進(jìn)上面的小筒里呢？為什么這些水倒進(jìn)小筒后，彈簧又恰巧準(zhǔn)確地伸長(zhǎng)到原來(lái)的長(zhǎng)度。仿佛這一切都是老師事先安排好的，以至使學(xué)生無(wú)法想象，不能令人信服。這樣就會(huì)影響學(xué)生主動(dòng)地通過(guò)自己的思考去探索知識(shí)的積極性。

根據(jù)學(xué)生的這種學(xué)習(xí)心理，我覺(jué)得應(yīng)把演示實(shí)驗(yàn)略做調(diào)整：用兩個(gè)彈簧秤來(lái)做演示。先做部分浸沒(méi)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察物體受到浮力大小跟它排開(kāi)水的體積有關(guān)這一事實(shí)后，進(jìn)一步讓學(xué)生從彈簧秤的讀數(shù)變化中讀出浮力的大小。然后再用另一個(gè)彈簧秤，稱出被排開(kāi)的水的重力，讓學(xué)生先直觀地看到物體所受浮力的大小跟排開(kāi)水的重力相等這一事實(shí)，使學(xué)生在沒(méi)有心理準(zhǔn)備的情況下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)先形成一個(gè)初步的心理傾向，進(jìn)而再觀察，浮力增大時(shí)排開(kāi)的水的重力也增大。在綜合以上兩次實(shí)驗(yàn)（都是部分浸沒(méi)）的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生得出：“如果浮力跟被排開(kāi)的水的重力相等，當(dāng)物體浸沒(méi)時(shí)，把排開(kāi)的水匯集起來(lái)，倒進(jìn)上面的小筒里，彈簧也會(huì)準(zhǔn)確地伸長(zhǎng)到原來(lái)的長(zhǎng)度”。這樣處理就能更加使學(xué)生在心理上接受“由于浮力的作用使彈簧秤縮短的長(zhǎng)度，跟由于被排開(kāi)液體的重力作用使彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相等”這句話。

2.注意講好基礎(chǔ)知識(shí)

在浮力的教學(xué)中，涉及許多具體概念和諸多方法，極易造成混淆。這種混淆往往既有知識(shí)的原因，也有心理的原因，并且常常是交織在一起的。如果概念、規(guī)律講得清楚、扎實(shí)，就有利于排除錯(cuò)誤的心理干擾。越是在認(rèn)識(shí)上的似是而非之處，越是容易出現(xiàn)各式各樣的想當(dāng)然的判斷。如G物與G排液、ρ物與ρ液、V物與V排等。漂浮狀態(tài)與上浮過(guò)程，漂浮狀態(tài)與懸浮狀態(tài)等，這些概念不清，必然導(dǎo)致學(xué)生形成錯(cuò)誤的觀念。

在浮力一節(jié)中，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的方法上，要強(qiáng)調(diào)方法是隨著問(wèn)題的條件變化而改變的。如，在浮力的計(jì)算中，既要重視用阿基米德定律來(lái)進(jìn)行浮力的計(jì)算，也要重視根據(jù)二力平衡原理，間接地對(duì)浮力做出判斷。如果過(guò)于強(qiáng)調(diào)一種方法，就會(huì)形成一種定勢(shì)，成為束縛學(xué)生思維的心理慣性。

3.加強(qiáng)心理分析與心理訓(xùn)練

教師的工作對(duì)象是學(xué)生，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的思維規(guī)律沒(méi)有認(rèn)識(shí)，把握不住學(xué)生學(xué)習(xí)心理傾向，就不能把教學(xué)活動(dòng)真正落實(shí)在學(xué)生身上。因此，重視和加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理的分析與研究，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。

隨著學(xué)生年齡的增長(zhǎng)，生活天地不斷的擴(kuò)展，生活內(nèi)容的不斷豐富，初中生的求知欲大大加強(qiáng)了，這就為我們培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣提供了良好的條件。但初中生的學(xué)習(xí)往往還限于直接興趣的水平上，因此，在初中科學(xué)教學(xué)中，教師要重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)的演示，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能，并注意聯(lián)系生活實(shí)際，使課本上的科學(xué)轉(zhuǎn)化為生活中的科學(xué)。這對(duì)培養(yǎng)初中生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣是十分重要的，因?yàn)榕d趣都是從對(duì)科學(xué)現(xiàn)象本身的認(rèn)識(shí)開(kāi)始的。

就學(xué)生的思維發(fā)展過(guò)程來(lái)看，初中階段學(xué)生思維的特點(diǎn)是處在形象思維向抽象思維過(guò)渡階段。這是少年時(shí)期的思維發(fā)展的一個(gè)“質(zhì)變”。初二年級(jí)正處在過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)刻，教師不僅要看到這個(gè)變化，順乎其規(guī)律適應(yīng)這個(gè)變化，更有責(zé)任促進(jìn)這個(gè)變化，教師要不失時(shí)機(jī)地通過(guò)科學(xué)概念的建立，科學(xué)規(guī)律的歸納、概括，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的心理品質(zhì)。

改善學(xué)生心理品質(zhì)的重要途徑在于加強(qiáng)心理訓(xùn)練，這種訓(xùn)練并不是指毫無(wú)目的地做難題，而是抓住科學(xué)規(guī)律的要點(diǎn)，針對(duì)思維癥結(jié)，從不同角度來(lái)訓(xùn)練，使學(xué)生最后不僅理解了，而且從心理上很自覺(jué)地接受了，這一點(diǎn)是十分重要的。

（作者單位 浙江省安吉縣三官中學(xué)）