《浮力》生活化實驗教學案例分析

徐紅

《浮力》第1節中的規律與現象的探究相當豐富，并且“探究浮力大小與哪些因素有關”是學生的必做實驗。收集生活中普通物品，或利用其進行制作用于實驗教學中，提高教學效果，解決浮力常規課本實驗單一固化、實驗資源短缺等不足，同時也加強了物理與生活的聯系。

一、利用生活物品設計情境導入，活躍課堂氣氛，啟迪學生思維激發學生興趣

為了活躍課堂氣氛，激發學生興趣，創設了一個情境導入。教師以家里的小鴨子在外玩耍時不小心掉進了一個小枯井，將玩具小鴨放進，截去上端的礦泉水瓶中來模擬情境，請學生想辦法救出小鴨子。創設情境為課堂增添了色彩，使學習氣氛輕松愉快。該實驗設計中用到的礦泉水瓶與玩具小鴨，都是學生身邊的普通物品，便宜快捷，讓學生感受親切自然。

二、利用生活物品改進演示實驗裝置

在“浮力產生原因”實驗教學中，有兩個常用的演示小實驗，但其操作與實驗效果存在不足。第一個實驗是利用蠟塊豎直放入平底容器底部與容器緊密接觸，加入水時蠟塊不上浮來驗證物體下表面受到液體的壓力是浮力產生的根本原因，這并不合理。蠟燭底部必須反復按壓與容器緊密接觸才能沒有縫隙，容易讓學生誤認為蠟塊是被粘在了底部。另一個實驗是利用乒乓球放于去底去蓋倒立的礦泉水瓶中，加水，看到乒乓球被水壓在底部，乒乓球上表面的水從縫隙流下，乒乓球下表面留不下水（如圖1）。用手堵住瓶口，從縫隙流下的水被留在瓶底，乒乓球浮了上去。首先從水流下到乒乓球浮上去的時間很短，不便于觀察。其次瓶口用手堵住后，乒乓球上表面有水，下部的空氣排不出去，乒乓球會因下部空氣的壓力提前上浮，驗證浮力產生的原因并不嚴謹。為此我對實驗器材進行了如下改進。去底礦泉水瓶一只，瓶蓋打一小孔向外粘接一段吸管擰好瓶蓋，在瓶頸下端接近乒乓球接觸空隙處打孔在外部粘接一根軟管且沿瓶壁延伸至礦泉水瓶頂端（如圖2）。 改進后器材的優點：一是在瓶蓋上打孔粘接吸管可以延長乒乓球上方的水漏下水面上升的時間，方便觀察；二是瓶外粘接的軟管能使水漏下時空氣能自由排出，避免由于空氣壓力使乒乓球提前上浮。還能觀察出乒乓球是在上下表面液體產生壓力差時才開始上浮；三是器材制作簡單，操作方便、現象明顯，材料來自日常生活的物品有親和力，趣味性強，容易吸引學生。

三、利用生活物品進行創新設計，實現知識目標達成，激發學生興趣

（一）浮力概念包含浮力的大小、方向、施力物體、受力物體。從生活經驗可以理解浮力的方向是向上的，但如何具體的驗證是豎直向上呢？筆者自制了一個簡單教具直觀驗證浮力方向。把乒乓球粘在紅線的上端，另一端粘在空的方形小食品盒底部，放于亞克力板平臺上，平臺底粘有一個小鉤用于掛氫氣球。平臺最右端一個簡單支架，用來掛重錘線（如圖3）。食品盒注水使乒乓球完全浸沒，拉線在豎直方向被拉直，觀察到漂浮的乒乓球、氫氣球的拉線三線與重錘線平行。再把亞克力平臺傾斜，待拉線都靜止，觀察三線與重錘線依然平行，驗證了浮力方向是豎直向上的。

（二）浮力產生原因一直是教學的難點，關鍵是沒有直觀的實驗進行演示。自制“浮力產生原因演示器”簡單直觀地展示浮力是物體上下表面受到的壓力差產生的，化難懂為易學。

用亞克力板粘好一個正方體，上下前后四面開孔，蒙上彈性好的橡皮膜，再用亞克力粘一個（如圖4）連通器水槽，其中一邊高出一厘米粘上一塊中間挖空的隔板。演示時握手柄把正方體放于亞克力水槽隔板開孔處，在正方體上方加水浸沒正方體，可清楚地看到左右兩表面橡皮膜向內凹陷程度相同，說明兩側面上的壓力大小相等，方向相反相互抵消。底部沒有進入水，底部橡皮膜是平的。上表面受水的壓力橡皮膜向下凹陷，正方體浮不起來。再從連通器異側向底部加水，隨著水位上升，觀察下表面向上凹陷的程度越來越大，“看”出當正方體受到向上的壓力比向下的壓力大時，正方體浮了起來。分析得出浮力產生的原因是物體上下表面所受的壓力差。

在遵循科學性、安全性、針對性三大原則下，開發日常生活中的實驗資源應用于物理實驗教學，能帶給學生親切感，還可以幫助學生更好地理解實驗現象和應用物理規律，把物理學習從課堂帶入生活，更大程度調動學生的大腦和雙手，有利于培養學生的創新能力，實現培養核心素養的最終學習目標。