初中物理浮力實驗教學體會與反思

袁 梅

(江蘇省揚州市邗江區(qū)美琪學校 225000)

《浮力》被列入了蘇科版八年級物理學科教材第十章內容之中，是初中物理學科比較重要的物理知識，但同時也是物理教學的難點之一.這是因為浮力這部分內容具有較強的抽象性，對學生的抽象思維能力提出了比較嚴格的要求，而且這部分知識涵括了力的合成、液體壓強以及密度等多方面的知識，所以教師的教學難度與學生的學習難度都比較高.在這樣的情況下，尤其需要注重加強實驗教學來降低教與學的難度，并提升初中學生對浮力問題的解決能力.

一、初中物理浮力實驗的教學思考

在蘇科版初中物理的《浮力》教材中，分為實驗一和實驗二兩個浮力實驗，具體如下：

1.實驗一的浮力實驗教學思考

在實驗一的浮力實驗中，將石塊或者金屬塊放進水中，判斷這種材料是否會發(fā)生浮力.這一實驗存在著一些問題，阻礙了教學效果的提升.比如將石塊放進水中后，觀察其彈簧秤，可發(fā)現(xiàn)其中的變化指數(shù)變化不夠明顯.因此，這一實驗過程產(chǎn)生了疑問：石塊在水中所受到的浮力是否過小？在這一實驗教學之后，教師應該對其實驗現(xiàn)象進行反思.對彈簧秤的水中變化進行更仔細的觀察，能夠進一步認知到石塊浸入水后的密度與浮力之間不存在聯(lián)系，因此浮力的大小幾乎與原來的指數(shù)大小相一致，即變化指數(shù)近乎等于零值.由此可見，在浮力實驗中，材料的正確選擇比較重要，需做好相關的定量分析，尤其是浮力與重力之間的對比分析.教師可以思考：在選擇材料時，需要求其密度處于1-5，可以考慮一下實際生活中哪些物質滿足這一密度要求，從而選取該種材料進行浮力實驗.

2.實驗二的浮力實驗教學思考

在實驗二的浮力實驗中，需采用彈簧測力計這一工具，對裝上水的塑料袋重力進行測量，從而對彈簧測力計在水中發(fā)生的變化進行觀察.在這個實驗過程中，要求教師消除學生的一些不正確的認知，即學生認為浮力和水中物質密度存在聯(lián)系是一種定勢思維.在密度知識的學習之前，學生已經(jīng)學習了物體的質量與體積之間的比.而在學習密度知識時，學生就可對以往學過的知識進行鞏固，在這個基礎上再分析浮力與密度之間的關系，探討體積與密度對浮力造成的影響.因此，教師在實驗過程中，需證明浮力與物體密度之間不存在關系，從而讓學生更好地理解實驗內容.而教師同樣需要合理選擇實驗材料，可使用體積一致而材料不相同的物體來進行實驗，證明物體密度不同的情況下，若是體積一致，那么浮力大小相同，則表明浮力和物體的密度不存在關系，需擇取密度處于1-5范圍內的物質.教師也可制作符合密度要求的物質，比如采用鐵皮罐與酒精燈將白蠟熔化，在白蠟熔化之后，將其倒進紙盒之中，待其凝固.白蠟具有熔點低的特點，而且硬度也小，很容易對其進行加工.只是為了防止白蠟的密度<1,則需在熔化之后的白蠟中加入鉛粉或者鐵粉.

二、初中物理浮力實驗教學的優(yōu)化策略

1.在浮力實驗中突破浮沉條件

在以往初中物理的浮力實驗中，學生很容易產(chǎn)生物體浮于水面是因為質量輕和體積小、物體呈空心狀才可浮于水面等等想法.而學生的這些想法屬于負遷移的認知，既會導致浮力實驗的教學難度更大，也很難讓學生認識浮力實驗的本質.因此，教師可以反過來利用學生的這一錯誤認知而展開糾正性的實驗.一方面，教師可使用彈簧測力計將一木塊與鐵釘?shù)闹亓繙y量出來，要求木塊比鐵釘更重，然后將其置于水中，引導學生去觀察兩種物體的浮沉情況，能夠在對比的情況下糾正學生對“質量輕和體積小”這一浮沉條件的錯誤認知.另一方面，教師可采用空心的小瓶子和裝著水的小瓶子放進水中，可以發(fā)現(xiàn)瓶子都會浮起來.教師可以提出問題，讓學生思考如何讓瓶子沉下去.學生在自主思考與探究的過程中，選擇在瓶子裝入石頭，觀察發(fā)現(xiàn)瓶子真的可以下沉，然后獲得答案——加大物體的重力.此外，教師可使用空心的果凍袋和真空果凍袋，將其放于水中，可發(fā)現(xiàn)前者會浮于水面，而后者卻會下沉，得到結論：物體重力不變的情況下，若減小浮力，則會導致物體下沉.通過這樣的實驗，可以讓學生突破浮沉條件，讓學生對浮力實驗產(chǎn)生更全面和系統(tǒng)的認知.

2.在浮力實驗中培養(yǎng)學生的思維能力

當前初中物理的浮力教學中，存在學生學習效率不高、難以理解實驗本質的問題.因此，物理教師應該讓學生學會站在多變的角度去思考和探索不變的本質，學會通過不變的本質來理解多變問題，并對其進行解決，增強學生對物理知識的遷移能力，使其學會掌握物理學中浮力知識蘊含的一些物理規(guī)律，提高其學習效果.比如教師在課堂上做這樣的實驗：把鐵塊放進裝著水的燒杯之中，然后排開水，其重力達到2N.在這樣的實驗中，教師可以提問：“這一鐵塊在水中受到的浮力為多少？”在這一問題下，教師可以引導學生學會站在多變的角度去思考問題，比如將“排開水的重力達到2N”這一條件變化為“排開水的質量達到200g”、“排開水的體積達到150cm3”等等條件，鍛煉學生的思維能力，增強學生對浮力問題的理解與解決能力.

總而言之，初中物理教師需認識到實驗教學是具有極強操作性與實踐性的教學內容，應該遵循物理新課程標準的要求而展開教學.首先，教師應該借助直觀的教學工具及情景來引導實驗教學，吸引學生對實驗的興趣.其次，教師要積極探索更多的手段來幫助學生糾正負遷移認知，使其突破思維障礙，并在更強的探知興趣之中，親自體驗實驗過程，學會自主思考、探究和解決實驗問題.最后，教師要提高自身的教學能力.教師不但要善于引導學生去自主預習，自主學習物理實驗的常識，還需要具備善于選取器材和實驗材料的能力，引導學生學會自主整合物理知識與實驗現(xiàn)象，促使學生不斷進行再探究，做到在實驗過程中學習更多的物理知識.