《浮力》探究式教學(xué)設(shè)計(jì)

楊小蘭

結(jié)合中學(xué)物理探究式教學(xué)的特點(diǎn)、教學(xué)模式、探究式教學(xué)設(shè)計(jì)的原則，介紹了中學(xué)物理《浮力》一節(jié)探究式教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，得出了通過對(duì)該節(jié)課的探究式教學(xué)，學(xué)生能夠體驗(yàn)探究過程，排除生活錯(cuò)覺，正確理解浮力，同時(shí)更培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力。

中學(xué)物理科學(xué)探究浮力教學(xué)設(shè)計(jì)《浮力》一節(jié)為初中物理的重要內(nèi)容，與現(xiàn)實(shí)生活緊密相關(guān)，學(xué)生比較熟悉也比較感興趣，但是同學(xué)們也許在日常生活中已經(jīng)產(chǎn)生一些片面或錯(cuò)誤的前概念，所以通過對(duì)本節(jié)課程的探究式教學(xué)，使學(xué)生在探究過程中結(jié)合原有生活經(jīng)驗(yàn)發(fā)展認(rèn)知和思維能力，糾正前概念，正確理解浮力。結(jié)合中學(xué)物理探究式教學(xué)的特征和探究式教學(xué)設(shè)計(jì)的原則，進(jìn)行如下教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能。能正確認(rèn)識(shí)浮力大小的決定因素；能正確表述阿基米德原理；能合理選擇實(shí)驗(yàn)器材并進(jìn)行熟練操作及測(cè)量；具有進(jìn)行協(xié)作探究的技能。

2.過程與方法。進(jìn)行猜想假設(shè)并運(yùn)用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，掌握測(cè)量浮力的方法，進(jìn)行分析概括并演繹推理。

3.情感、態(tài)度和價(jià)值觀。體驗(yàn)探究過程的樂趣和戰(zhàn)勝困難、解決問題的喜悅，體會(huì)合作學(xué)習(xí)的快樂。

二、教學(xué)重點(diǎn)

浮力大小的決定因素；阿基米德原理。

三、教學(xué)難點(diǎn)

糾正“漂浮的物體所受浮力大，下沉的物體所受浮力小”，“物體浮力與其輕重有關(guān)”等錯(cuò)誤的前概念；阿基米德原理的內(nèi)容；“排開液體體積”與“物體體積”的區(qū)別。

四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.創(chuàng)設(shè)情境，引出探究問題

利用多媒體等教學(xué)資源創(chuàng)設(shè)情境，播放畫面：一艘滿載貨物的巨輪在大海中航行，蔚藍(lán)的天空，浩瀚的海洋，雄偉的萬噸巨輪，刺激著學(xué)生們的感官，帶他們進(jìn)入了學(xué)習(xí)知識(shí)的境界。緊接著設(shè)疑：畫面中的這艘巨輪受到海水給它多大的浮力？大家都知道此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)已經(jīng)無能為力了，那么可以通過怎樣來求解呢？這時(shí)老師可以加以點(diǎn)撥，對(duì)浮力大小的求解，可以轉(zhuǎn)換為間接性問題浮力大小與哪些因素有關(guān)？還可從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，人在游泳時(shí)浮力大小與哪些因素有關(guān)？通過小實(shí)驗(yàn)比如在水桶中按下空飲料瓶，造“船”比賽等進(jìn)一步體驗(yàn)探究問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和內(nèi)在興趣，喚醒全體學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，拓展思維，成為主動(dòng)學(xué)習(xí)者。

2.猜想與假設(shè)

讓學(xué)生依據(jù)已有知識(shí)及相關(guān)生活經(jīng)驗(yàn)大膽猜想與浮力大小有關(guān)的所有因素，并加以恰當(dāng)?shù)姆治?，以待通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。學(xué)生們紛紛發(fā)表意見，有的認(rèn)為浮力的大小與物體的輕重有關(guān)，因?yàn)槿粘Ｉ钪谐３？吹捷p的物體比如羽毛、乒乓球等會(huì)浮在水面上，可說明所受的浮力大，而重物鐵塊等會(huì)沉到水底，說明所受浮力小；有的認(rèn)為浮力的大小與物體的體積有關(guān)，比如，剛剛在畫面中看到的巨輪，體積大，所以所受浮力大；還有學(xué)生認(rèn)為浮力大小與物體浸入液體的深度有關(guān)，比如，游泳時(shí)到達(dá)深處的地方感覺浮力要大；還有的同學(xué)猜想會(huì)不會(huì)在海里游泳會(huì)比在游泳池里所受浮力大，說明浮力也許與液體的密度還有關(guān)系等等。最后教師歸納所有可能的影響因素，讓學(xué)生擴(kuò)展思維，發(fā)揮想象進(jìn)行探究。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，以4至6人為一小組，展開實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，體現(xiàn)合作精神。讓學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊探究，邊分析，邊討論。以學(xué)生自主探究為主，教師引導(dǎo)為輔。先讓學(xué)生嘗試在彈簧測(cè)力計(jì)下面懸掛一鋁塊，然后再浸入水中，比較前后兩次測(cè)力計(jì)讀數(shù)的變化，并啟發(fā)學(xué)生由此是否想到測(cè)量浮力的一種方法？可提供如下參考實(shí)驗(yàn)器材：溢水杯、燒杯、彈簧測(cè)力計(jì)、塑料塊、橡皮泥以及體積相同的鐵塊和銅塊等。讓學(xué)生自己親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，檢驗(yàn)不正確的前概念?？商岢鲆韵聠栴}啟發(fā)學(xué)生思考，并點(diǎn)撥學(xué)生可采用“控制變量法”一一進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：如何得出浮力大小是否與物重有關(guān)？如何得出浮力大小是否與物體的密度有關(guān)？如何得出浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)？如何得出浮力大小是否與物體的體積有關(guān)？如何得出浮力大小是否與浸入液體的深度有關(guān)？如何得出浮力大小是否與液體的密度有關(guān)？

4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并搜集數(shù)據(jù)

通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生檢驗(yàn)浮力大小是否與他們猜測(cè)的因素有關(guān)，是如何影響的，并且驗(yàn)證浮力大小與物體排開液體的重量之間的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生相互之間展開討論并發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，以培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。

5.分析論證并得出結(jié)論

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而概括出：浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，并且成正比關(guān)系；浮力的大小與物重、物體的形狀、物體的密度和物體在液體中的深度無關(guān)；浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理，用公式表示就是：F浮=G排。探究過程中還可與其他教學(xué)方式相結(jié)合，比如這里可以借助于物理學(xué)史，講述古希臘科學(xué)家阿基米德的故事，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和為科學(xué)獻(xiàn)身的精神，以及發(fā)展學(xué)生獨(dú)立思考問題能力和懷疑精神，認(rèn)識(shí)、掌握物理問題研究和探索的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

根據(jù)搜集的數(shù)據(jù)資料，結(jié)合熟悉的生活現(xiàn)象，進(jìn)一步思考論證為什么會(huì)出現(xiàn)浸入液體中的物體，有的會(huì)上浮，有的會(huì)下沉，有的會(huì)懸浮，有的會(huì)漂浮？是否是之前大家所猜想的漂浮的物體所受浮力大，下沉的物體所受浮力小？教師加以點(diǎn)撥，根據(jù)已有的二力合成知識(shí)，物體的浮沉與所受浮力與重力的大小有關(guān)，當(dāng)F浮>G時(shí)，物體上浮；當(dāng)F浮

6.學(xué)生反思與評(píng)估

教師通過課堂觀察，可以進(jìn)行如下提問，以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本次探究活動(dòng)進(jìn)行反思與評(píng)估：通過本次學(xué)習(xí)，你是否發(fā)現(xiàn)之前對(duì)浮力有不正確的認(rèn)識(shí)？有哪些？對(duì)“控制變量法”的運(yùn)用有何感受？在探究過程中你遇到什么困難？是如何解決的？你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否可靠？與你的猜想一致嗎？在活動(dòng)中，是否發(fā)現(xiàn)自己或別人有創(chuàng)新之處？小組的探究效率怎樣？學(xué)生進(jìn)行反思后，并在組內(nèi)或組間進(jìn)行交流，采取自我評(píng)價(jià)和同學(xué)間的評(píng)價(jià)及教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，對(duì)學(xué)生整個(gè)探究過程進(jìn)行分析與討論。

7.交流與合作

讓學(xué)生發(fā)表對(duì)這次探究實(shí)驗(yàn)的體會(huì)，分享成功經(jīng)驗(yàn)并指出需改進(jìn)之處。教師鼓勵(lì)所有學(xué)生積極參與到探究活動(dòng)中去，相互團(tuán)結(jié)合作并展開討論和交流，充分肯定學(xué)生整個(gè)活動(dòng)過程，增強(qiáng)學(xué)生成功的愉悅感。

探究式教學(xué)是當(dāng)前新課程改革要求下提出的一種新型教學(xué)模式，改變了以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式—被動(dòng)式教學(xué)。教師不再是將現(xiàn)有的知識(shí)直接灌輸給學(xué)生，而是激發(fā)學(xué)生通過創(chuàng)新型思維自主發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，從而獲取知識(shí)。在探究過程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，分析問題、解決問題的能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，更形成了一種新型的師生關(guān)系，變被動(dòng)式接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮處熞龑?dǎo)下主動(dòng)式探究知識(shí)，增強(qiáng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和探究帶來的喜悅。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆金鐸，郭玉英.中學(xué)物理新課程教學(xué)概論[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2008.

[2]李勇，張勇.物理教學(xué)中如何有效進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)[J].物理教學(xué)探討，2013，31（454）：31-33.

[3]丁學(xué)忠.以自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)為例說明探究教學(xué)模式[J].物理教學(xué)探討，2013，31（457）：73-74.

[4]陳志明，王啟中.“浮力大小”的探究式教學(xué)[J].中學(xué)物理教學(xué)，1994，（6）：31-33.

本文系貴州省省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科基金資助項(xiàng)目（黔學(xué)位辦[2013]18號(hào)）研究成果之一。