初中物理浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)體會(huì)與反思

袁 梅

(江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)美琪學(xué)校 225000)

《浮力》被列入了蘇科版八年級(jí)物理學(xué)科教材第十章內(nèi)容之中，是初中物理學(xué)科比較重要的物理知識(shí)，但同時(shí)也是物理教學(xué)的難點(diǎn)之一.這是因?yàn)楦×@部分內(nèi)容具有較強(qiáng)的抽象性，對(duì)學(xué)生的抽象思維能力提出了比較嚴(yán)格的要求，而且這部分知識(shí)涵括了力的合成、液體壓強(qiáng)以及密度等多方面的知識(shí)，所以教師的教學(xué)難度與學(xué)生的學(xué)習(xí)難度都比較高.在這樣的情況下，尤其需要注重加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)降低教與學(xué)的難度，并提升初中學(xué)生對(duì)浮力問(wèn)題的解決能力.

一、初中物理浮力實(shí)驗(yàn)的教學(xué)思考

在蘇科版初中物理的《浮力》教材中，分為實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二兩個(gè)浮力實(shí)驗(yàn)，具體如下：

1.實(shí)驗(yàn)一的浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)思考

在實(shí)驗(yàn)一的浮力實(shí)驗(yàn)中，將石塊或者金屬塊放進(jìn)水中，判斷這種材料是否會(huì)發(fā)生浮力.這一實(shí)驗(yàn)存在著一些問(wèn)題，阻礙了教學(xué)效果的提升.比如將石塊放進(jìn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生了疑問(wèn)：石塊在水中所受到的浮力是否過(guò)小？在這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后，教師應(yīng)該對(duì)其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行反思.對(duì)彈簧秤的水中變化進(jìn)行更仔細(xì)的觀察，能夠進(jìn)一步認(rèn)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(lái)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(jiàn)，在浮力實(shí)驗(yàn)中，材料的正確選擇比較重要，需做好相關(guān)的定量分析，尤其是浮力與重力之間的對(duì)比分析.教師可以思考：在選擇材料時(shí)，需要求其密度處于1-5，可以考慮一下實(shí)際生活中哪些物質(zhì)滿足這一密度要求，從而選取該種材料進(jìn)行浮力實(shí)驗(yàn).

2.實(shí)驗(yàn)二的浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)思考

在實(shí)驗(yàn)二的浮力實(shí)驗(yàn)中，需采用彈簧測(cè)力計(jì)這一工具，對(duì)裝上水的塑料袋重力進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)在水中發(fā)生的變化進(jìn)行觀察.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求教師消除學(xué)生的一些不正確的認(rèn)知，即學(xué)生認(rèn)為浮力和水中物質(zhì)密度存在聯(lián)系是一種定勢(shì)思維.在密度知識(shí)的學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了物體的質(zhì)量與體積之間的比.而在學(xué)習(xí)密度知識(shí)時(shí)，學(xué)生就可對(duì)以往學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行鞏固，在這個(gè)基礎(chǔ)上再分析浮力與密度之間的關(guān)系，探討體積與密度對(duì)浮力造成的影響.因此，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需證明浮力與物體密度之間不存在關(guān)系，從而讓學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.而教師同樣需要合理選擇實(shí)驗(yàn)材料，可使用體積一致而材料不相同的物體來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(guān)系，需擇取密度處于1-5范圍內(nèi)的物質(zhì).教師也可制作符合密度要求的物質(zhì)，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(jìn)紙盒之中，待其凝固.白蠟具有熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，而且硬度也小，很容易對(duì)其進(jìn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略

1.在浮力實(shí)驗(yàn)中突破浮沉條件

在以往初中物理的浮力實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生很容易產(chǎn)生物體浮于水面是因?yàn)橘|(zhì)量輕和體積小、物體呈空心狀才可浮于水面等等想法.而學(xué)生的這些想法屬于負(fù)遷移的認(rèn)知，既會(huì)導(dǎo)致浮力實(shí)驗(yàn)的教學(xué)難度更大，也很難讓學(xué)生認(rèn)識(shí)浮力實(shí)驗(yàn)的本質(zhì).因此，教師可以反過(guò)來(lái)利用學(xué)生的這一錯(cuò)誤認(rèn)知而展開(kāi)糾正性的實(shí)驗(yàn).一方面，教師可使用彈簧測(cè)力計(jì)將一木塊與鐵釘?shù)闹亓繙y(cè)量出來(lái)，要求木塊比鐵釘更重，然后將其置于水中，引導(dǎo)學(xué)生去觀察兩種物體的浮沉情況，能夠在對(duì)比的情況下糾正學(xué)生對(duì)“質(zhì)量輕和體積小”這一浮沉條件的錯(cuò)誤認(rèn)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(jìn)水中，可以發(fā)現(xiàn)瓶子都會(huì)浮起來(lái).教師可以提出問(wèn)題，讓學(xué)生思考如何讓瓶子沉下去.學(xué)生在自主思考與探究的過(guò)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(huì)浮于水面，而后者卻會(huì)下沉，得到結(jié)論：物體重力不變的情況下，若減小浮力，則會(huì)導(dǎo)致物體下沉.通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生突破浮沉條件，讓學(xué)生對(duì)浮力實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生更全面和系統(tǒng)的認(rèn)知.

2.在浮力實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力

當(dāng)前初中物理的浮力教學(xué)中，存在學(xué)生學(xué)習(xí)效率不高、難以理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì)的問(wèn)題.因此，物理教師應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會(huì)站在多變的角度去思考和探索不變的本質(zhì)，學(xué)會(huì)通過(guò)不變的本質(zhì)來(lái)理解多變問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行解決，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的遷移能力，使其學(xué)會(huì)掌握物理學(xué)中浮力知識(shí)蘊(yùn)含的一些物理規(guī)律，提高其學(xué)習(xí)效果.比如教師在課堂上做這樣的實(shí)驗(yàn)：把鐵塊放進(jìn)裝著水的燒杯之中，然后排開(kāi)水，其重力達(dá)到2N.在這樣的實(shí)驗(yàn)中，教師可以提問(wèn)：“這一鐵塊在水中受到的浮力為多少？”在這一問(wèn)題下，教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)站在多變的角度去思考問(wèn)題，比如將“排開(kāi)水的重力達(dá)到2N”這一條件變化為“排開(kāi)水的質(zhì)量達(dá)到200g”、“排開(kāi)水的體積達(dá)到150cm3”等等條件，鍛煉學(xué)生的思維能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)浮力問(wèn)題的理解與解決能力.

總而言之，初中物理教師需認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)是具有極強(qiáng)操作性與實(shí)踐性的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)該遵循物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求而展開(kāi)教學(xué).首先，教師應(yīng)該借助直觀的教學(xué)工具及情景來(lái)引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，吸引學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣.其次，教師要積極探索更多的手段來(lái)幫助學(xué)生糾正負(fù)遷移認(rèn)知，使其突破思維障礙，并在更強(qiáng)的探知興趣之中，親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)會(huì)自主思考、探究和解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題.最后，教師要提高自身的教學(xué)能力.教師不但要善于引導(dǎo)學(xué)生去自主預(yù)習(xí)，自主學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的常識(shí)，還需要具備善于選取器材和實(shí)驗(yàn)材料的能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自主整合物理知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，促使學(xué)生不斷進(jìn)行再探究，做到在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)習(xí)更多的物理知識(shí).