探究物質的密度

王本勤

（安徽省淮南市第七中學）

筆者從事初中物理教學多年，在這些年中目睹物理教材經歷了兩次大的改動。一次是1989年全市初中物理教材由老式的人教版改為華東版。此次改進在教材和教法上更加注重趣味性、啟發性和學生的參與。在教學理念上有了較大的突破。近年來又有一次較大的改動——在原來華東版的基礎上對教材重新編排，更加注重學生的自主性學習和研究性學習，更加關注學生的長期發展。毋庸置疑，這前后兩次的改革在理論上是成熟的，對培養人才是有積極作用的。但就整個教材某個問題的編寫來說，筆者還有某些自己的看法。下面僅就探究物質的密度一節談談自己的拙見。

物質的密度是初中物理的重要概念，也是物質的重要特性之一，可埋藏得較深，不容易被發現。因此，密度一節的教學成為初中物理的重點和難點。而本地前后使用的兩套華東版教材，用現代的理念來看，卻各有各的不足。

一、老華東版的不足

老教材中直接提出問題：什么是物質的密度？然后從生活經驗入手，實驗、測量、比較單位體積鐵塊的質量和單位體積木塊的質量。并且課本中指出不同的物質，單位體積的質量不同，這是物質的一個特性。僅僅從鐵塊和木塊單位體積的質量不同來斷定這是物質的一個特性，理由不夠充足。這種概念的建立過程帶有很大的強制性和突然性，不利于學生的知識構建和民主思想的形成。

二、新華東版也不盡如人意

新版的華東教材在這一節首先提出物體的質量和體積的關系，然后作了如下猜想：

1.鐵塊的質量比木塊大，這是沒有疑問的。

2.一小塊鐵比一大塊木塊重？這顯然不對。

3.比較兩個物體的輕重不能只看材料，還要看體積大小。

顯然這三個猜測一個比一個全面、合理，但接下來的實驗探究顯得那么蒼白無力（〈1〉提的問題是質量和體積的關系，但測的是質量和體積的比值，這個彎拐得大了，猛了。〈2〉和老教材一樣取材少了，結論的普遍性令人質疑），而結論：單位體積木塊的質量是一定的；單位體積鐵塊的質量是一定的；單位體積的鐵塊和木塊的體積是不同的。

又和前面提出的問題不是那么吻合，有答非所問的感覺。走了老遠的路，忙乎了半天，還沒講清楚質量和體積到底有怎樣的關系，這是新教材在本節的一大敗筆。另外，新版教材要突出的是探究式學習方式，而本節的探究廣度和深度遠遠不夠。

近年來又聽了一些優秀教師舉行的關于這一節的研討課，但在這一點上也沒能突破。新教材中滲透的新理念是讓學生從生活走向物理再服務于生活，或者換句話說是讓所有知識的形成事出有因，順其自然，水到渠成，以降低學生的學習難度。

鑒于以上原因，筆者認為建立密度概念要解決三大問題：（1）密度的探究要有理由（事出有因）；（2）要體現出密度存在的客觀性和普遍性；（3）由于密度本身的難度，在此之前要有足夠的鋪墊。

三、談談自己的設想

取一杯水和一杯酒精，都密封，讓學生來區別。

生：區別不出。

師：為什么？

生：看起來都一樣，都是無色透明的液體。

師：怎么才能區別開來呢？

生：打開蓋子聞一聞就知道了。

師：水和酒精既有共性也有個性。再取一木塊和一鐵塊，讓學生把他們鑒別出來，學生很快就鑒別出來了。

師：你是怎么區別的呢？

生：木塊黃色的，鐵塊銀白色的。

師：再取一鐵塊和鋁塊（兩者的形狀和大小都一樣）。

生：看不出來，都是銀白色的。

師：難道就沒有辦法了嗎？讓學生掂量掂量這兩塊金屬。

生：一塊重一塊輕。

師：不同物質即使體積相同它們的質量一般也不相等。例如，一盆棉花、一盆水、一盆砂石，它們的質量肯定不一樣。這種認識如何簡單地、定量地表示出來——表示體積一樣時各自的質量。

生：都取單位體積，測算出單位體積的質量。

分組實驗：分別測出單位體積的水、酒精、木塊、鐵塊、鋁塊五種物質的質量。共20組，組成五大組，每四個小組組成一個大組，測一種物質，而每大組中的四個小組所取物質的多少不等，帶有隨機性。教師巡視，指導實驗。

數據展示：水的單位體積的質量在1左右；酒精的單位體積的質量在0.8左右；木塊的單位體積的質量在0.6左右；鐵塊和鋁塊的單位體積的質量在7.9、2.7左右；

師：這樣的數據表明了怎樣的規律？

生：同種物質單位體積的質量相同，不同種物質單位體積的質量不同。

師：對。不同的物質有各自的特性，如顏色不同、氣味不同等，能否認為單位體積的質量也是物質的特性呢？

生：當然可以。

師：這種特性反應的是物質的密實程度，物質長得密實的，這一特性就表現得大；反之就表現得小。那么給這種特性起個名字叫“密度”，好吧。誰給密度下個定義？

學生回答互相補充，教師總結。

師：根據定義能寫出表達式嗎？

生：密度=質量/體積

師：物理學規定：用ρ表示密度，m表示質量，v表示體積。所以密度的代數式為ρ=m/v。

在我們的測量中，質量的單位是克，體積的單位是立方厘米，那么密度的單位是什么呢？

生：克/立方厘米。

師：如果都用國際單位，那么密度的單位又是什么？兩者之間有怎樣的關系？請同學們找一找。

生計算。

師：我們的前輩們已經測出了很多物質的密度，請同學們看書上的密度表，你有什么發現？

生閱讀密度表。

師：可見每種物質都有自己的密度，正因為如此，才認為密度是物質的特性之一。如何鑒別剛才體積相同的鐵塊和鋁塊呢？

生：測密度。

綜合上述的探究過程，筆者認為有以下幾點是原教材沒能達到的：

1.從物質的淺表特性入手，起點低，學生便于上路。

2.為了鑒別物質而探究，理由合理充足，從而創造了一種新的鑒別物質的方法。