《物體的浮與沉》探究實驗教學設計與思考

張曉麗

摘 要：“自主、探究、合作”是學生改善學習的一種學習方式，探究實驗是重要的方式，為此不少學校和教師進行了實踐和研究，在教學中試圖根據學生的認知特點和學習能力結構不同來嘗試并探索“探究實驗教學”的模式。結合“物體的浮與沉”探究實驗的設計與實施，進行了思考。

關鍵詞：物體的浮與沉；探究；教學設計

從學生的角度分析，每個班級的情況不同，班級中學生的層次也不盡相同，用同一目標、同一要求、同一任務的探究性實驗教學要求存在差異性的學生來說是不現實的，不符合學生實際的。從教師的角度分析，教師的“一言堂”教學方式轉換到以學生探究為主的教學模式，教師本身也存在著從理念到實踐操作的適應過程。鑒于此，我們認為探究性實驗教學應當考慮到學生差異性的現實，給學生提供適合的教學方式，讓學生在不同層面上有所發展與進步。

一、《怎樣使物體上浮或下沉》探究性實驗教學設計片段

1.實驗導入

我的手里有一枚硬幣，現在我把它浸沒在水中松開手，它會怎么運動？（下沉）

如果我把一個乒乓球浸沒在水中松開手，它會怎么運動呢？（上浮，最終漂浮）

那么，是什么力影響物體的沉與浮呢？（重力、浮力）

它們之間有什么關系呢？這就是本節課要學的內容。

2.實驗的探究過程

（1）探究物體下沉的條件

①猜想

大家猜一猜下沉的硬幣受到的浮力和重力有什么關系呢？（浮力小于重力）

②創造一個下沉的物體

現有小空瓶、重物、量筒、細線和水，怎樣來創造一個下沉的物體呢？大家試一試。（學生嘗試并上臺演示）

③測兩個力

我們要測哪兩個力？怎么測呢？（重力和浮力）

重力用什么來測？（彈簧測力計）

浮力怎么測，能直接測嗎？

大家思考：只利用量筒和水怎么來測浮力？阿基米德原理告訴我們怎么計算浮力的？

大家回憶一下我們前面有沒有學過怎么測V排的？

（不能。根據F浮=ρ水gV排，先測V排。用量筒和水測，V排=V2-V1，那么浮力就可以計算出來了。）

④實驗步驟

有誰能說出這個實驗的步驟嗎？

（學生說出這個實驗的步驟：a.用調節好的彈簧測力計稱出小瓶的重力G；b.向量筒中裝入一定數量的水，記下水的體積V1；c.把小瓶放入量筒中，小瓶下沉，記下水面的位置V2；d.由公式F浮=ρ水g（V2-V1）計算小瓶所受的浮力；e.對數據進行分析得出結論。）

⑤實驗表格

我們來設計一個實驗表格記錄數據。老師板書，讓學生補充表格里的內容，并讓學生動手和自己一起畫。

⑥動手實驗

組織學生進行分組實驗。

讓幾組學生把他們的數據板書在黑板上。

⑦分析數據得出結論

當物體下沉時，F浮和G之間有什么關系呢？

學生回答。（F浮

（2）探究物體上浮的條件

①猜想

乒乓球浸沒在水中松開手后會上浮，它受到的浮力和重力有什么關系呢？（浮力大于重力）

大家仔細觀察，上浮的最終狀態是什么呢？（漂浮）

上浮和漂浮是一回事嗎？

（不是，漂浮是上浮的最終狀態，上浮是完全浸沒，漂浮是部分浸沒）

有了上面探究物體下沉條件的實驗鋪墊，我接著引導學生按照上面的思路完成了下面的。

②怎么創造一個上浮的物體

③測兩個力

④實驗步驟

⑤實驗表格

設計的實驗表格記錄數據。老師板書，讓學生補充表格里的內容。

在剛才的表格上進行補充。

⑥動手實驗

組織學生進行分組實驗。

讓幾組學生把他們的數據板書在黑板上。

⑦分析數據得出結論

當物體下沉時，F浮和G之間有什么關系呢？

學生回答。（F浮>G）

3.實驗小結

通過剛才的兩個探究實驗，同學們能總結出物體下沉和上浮的條件嗎？

（物體所受重力大于浮力時，物體下沉；當物體所受重力小于浮力時，物體上浮。）

二、課堂教學簡略評述

這節課主要研究了物體浮與沉中的兩個動態過程：下沉和上浮的條件。兩個探究活動都體現了科學探究的過程，其中涉及的彈簧測力計和量筒的使用，尤其是它們的量程和分度值在實驗前要進行說明，對于數據的處理，浮力的計算要強調清楚。兩次活動中的浮力不變要引導學生分析，從而提高實驗效率，最后由學生得出實驗結論。學生動手實驗的能力在這節課中也得到了培養，學生分組實驗，觀察、測量、計算、分析，從而得出結論，一步一步全部由學生自己完成，不同的實驗器材和實驗思路的開放，給不同層次的學生提供了機會，體現了教師的引導作用，以學生為中心的教學課堂，整節課節奏明快，條理清晰，教學目標明確，教學任務得以圓滿完成。

三、教學設計的思考

1.對學生的思考

日常生活中物體的浮沉現象普遍存在，但學生對物體的浮沉現象僅停留在感性認識的階段，所以本節課的教學任務是使學生對物體的浮沉現象上升到理性階段。初二的學生好奇心強、形象思維能力強、喜歡動手操作，并且樂于參與探究，因此教學中要引導學生自己動手設計實驗，培養學生的學習興趣，以便更好地實現教學目標。由于本班學生水平一般，所以把課堂開放起來，不拘泥于教材，滿足不同學生的要求。

2.對自身的思考

這節課最后圓滿地上完了，盡管備課的過程很長，反復了幾遍，實驗也嘗試了多遍，但最后看到我的學生那求知的眼神得到充實，在我的課上把疑問一一解決掉時，我真有一種成就感，現在，我在想，教學目標就好像我要到達的目的地，備課是到達它的各條不同的路徑，我就是帶領我的學生到達目的地的引導者，怎樣讓我的學生以我為首，欣然隨我前往，那就看我的本領了。

參考文獻：

史獻計.分層異步教學[J].物理教師，2010（04）：22-25.

（作者單位 江蘇省南京市旭東中學）