多媒體輔助教學，助力學生直觀理解物理原理

“物體的浮沉條件及應用\"是八年級物理的重要內容。它是對前面所學浮力知識的深入探究與應用拓展，不僅涵蓋了物體沉浮的理論條件推導，涉及重力、浮力、密度等多個物理量的綜合運用，還將這些知識與生活實際緊密相連，如輪船、潛水艇、橡皮泥的沉浮現象等。通過這一章節的學習，學生能夠更深入地理解力學原理在生活中的廣泛應用，構建較為完整的浮力知識框架。

多媒體教學以直觀、生動的形式展示不同物體投入水中的沉浮現象，降低學習難度，激發學習興趣，逐步引導學生從感性認識上升到理性認識。下文將詳細展示多媒體教學是如何助力初中物理教學高效展開的。

一、趣味導入一一多媒體呈現神奇沉浮世界

教師利用多媒體播放一段精彩的視頻：在一個巨大的透明水缸中，依次投入實心木塊、泡沫塑料板、鐵塊、石塊等常見物體，學生可以清晰地看到木塊與泡沫板輕盈地浮在水面，而鐵塊和石塊則迅速沉入水底，縮小了因學生抽象思維差異導致的理解差距。視頻中還穿插著一些有趣的旁白，如“為什么這些物體的命運如此不同？它們在水中的沉浮究竟藏著怎樣的秘密？”。

教師提問：“從剛才的視頻中大家看到了不同物體在水中有著截然不同的表現，大家在生活中肯定也遇到過類似現象，那有沒有想過這背后的原因呢？今天我們就來揭開物體沉浮條件的神秘面紗。”

二、知識探究一多媒體助力剖析沉浮本質

（一）物體沉浮條件探究

1.動態受力分析演示與互動

教師打開一款專門的物理模擬軟件，軟件界面中心是一個可以自定義材質、形狀和密度的長方體物體，懸浮在藍色的液體（代表水）中，物體上用不同顏色的箭頭分別表示所受的重力和浮力。教師先將物體的密度設定為小于水的密度，如 0.6g/cm³ ，然后點擊“開始\"按鈕。學生便能在軟件界面上看到物體緩緩上浮，與此同時，軟件界面實時顯示物體的密度值、重力大小、浮力大小以及它們隨著物體運動的變化曲線。

學生將自己的平板電腦與該模擬軟件相連，自主調整物體的密度、液體的密度等參數，實時觀察物體的沉浮變化，并在小組內討論交流自己的發現。

師：同學們，仔細看這個動畫，現在物體密度比水小，浮力大于重力，所以物體會上浮。大家動手試試，看看改變參數后會發生什么，注意觀察箭頭的長短變化，這反映著力的大小對比與下方的數據變化，能讓我們更直觀地理解其中的力學關系。

生1：老師，我發現當物體的密度比水小時，它會浮在水面上。

生2：老師，我發現當物體的密度和水相同時，它會靜止在水中的任意深度，既不上浮，也不會下沉。

生3：老師，通過實操，我發現物體的密度比水大時，無論物體的體積大小，它都會沉入水底。

師：你們都發現是這樣的嗎？

學生點頭，表示同意以上同學的觀點。

師：好的，我們剛簡單做了一些實驗，發現鐵、石塊這種密度比水大的物體會沉入水底，所以有同學就總結出，物體無論體積大小，只要它的密度比水大，就會沉入水底。那請同學們再觀看大屏幕。

教師利用多媒體播放輪船的制作過程、制作材料，并附上詳細的材料密度分析。

師：大家仔細觀看輪船的制作過程。它的構造材料主要是合金鋼，但輪船為什么會漂浮在水面上呢？

學生一臉疑惑，教師借機引導學生深入學習。

師：好了，大家對此是不是非常疑惑呢？下面我們帶著這些疑惑深入研究一下物體的沉浮條件吧。

2.公式推導可視化與互動

教師利用多媒體PPT詳細推導物體沉浮的條件公式。PPT頁面分為左右兩部分，左邊是剛才軟件模擬的不同沉浮狀態截圖，右邊則逐步呈現推導過程：

當物體上浮時， ，根據阿基米德原理 $＼begin{array} { r } { F _ { ☉ } = } ＼end{array}$ ρ 液gV排， ，因為物體浸沒時 V_☉= V_? ，可得 ρ_#gt;ρ_# ：

懸浮時， F_F=G_H ，即 ；

下沉時， ，也就是 ρ_#lt;ρ 物。

在推導過程中，每個公式的出現都伴隨著相應的動畫效果，如公式從左至右逐字飛入，關鍵物理量用閃爍的圖標突出，讓學生清晰聚焦推導要點，避免混淆。

學生在平板電腦上打開對應的互動文檔，公式推導過程中的每一步都可以點擊展開詳細解釋、相關例題以及易錯點提示，并可以在文檔上直接輸入自己的疑問，教師端能夠實時收到反饋，方便教師及時解答。

3.小組互動探究與成果分享

教師將學生分成小組，每組4～5人，讓他們在自制的互動學習App中拓展資料，如更多不同材質物體在不同液體中的沉浮實驗短視頻、常見物體密度數據庫、可自行調節參數的虛擬沉浮實驗小程序等。

教師布置討論任務：結合多媒體看到的精彩演示以及公式推導，學生在小組內利用平板上的資源，討論生活中還有哪些現象可以用物體沉浮條件來解釋，并嘗試用所學知識分析原因。

教師巡視各小組，參與部分小組的討論，給予及時的引導和啟發，同時利用教室的投屏設備，隨機抽取小組分享討論成果，促進全體學生的思維碰撞，實現全員互動交流。

（二）物體沉浮條件的應用實例剖析

1.輪船漂浮原理揭秘

教師播放一段追溯輪船發展歷史的紀錄片片段，從古代簡陋的木船，到工業革命時期以蒸汽為動力的鋼鐵巨輪誕生，畫面中展現出不同時期輪船的結構變化。接著，動畫特效聚焦現代輪船，將輪船簡化為一個透明的三維模型，內部結構清晰可見，重點突出輪船空心的設計結構以及水密隔艙等關鍵部分。

師：同學們，鋼鐵的密度遠大于水，按常理鐵塊會下沉，可輪船卻能漂浮，奧秘就在于它采用了空心結構。這使得輪船排開大量的水，獲得了足夠大的浮力來平衡自身重力。

學生露出恍然大悟的神情。

師：同學們接著看大屏幕，仔細觀察，看有沒有新的發現和疑惑呢？

教師利用多媒體展示輪船從空載到滿載過程中，吃水線逐漸加深的動態變化，以及相應的浮力、重力數值變化圖表，讓學生直觀了解其中的物理原理。

生4：老師，是不是當超載裝貨時，輪船就有可能沉入水底呢？

師：你的發現非常棒，那請同學們帶著這個疑問，親自動手試試吧，

學生在互動軟件上實操，發現隨著輪船貨物的不斷增多，輪船就沉入了水底。

師：大家都看到了吧。整個過程中輪船構造材料密度是不變的，那這個現象要怎樣解釋呢？我們接著往下看。

教師組織學生開展小組實踐活動，為每組提供一些簡易材料，如泡沫板、塑料片、小電機、電池等，要求學生嘗試設計并制作一個簡易的“小船模型”，使其能在裝滿水的水槽中漂浮，并盡量承載更多的“貨物\"（小砝碼）。學生在小船制作過程中，利用平板電腦查閱之前推送的輪船相關資料，獲取靈感。

制作完成后，每個小組推選一名代表，利用教室的投屏設備展示小組制作的小船模型，并介紹設計思路以及如何運用物體沉浮知識實現更好的漂浮性能。其他小組進行評價、提問，教師最后作總結點評。

疑題解答：

師：針對剛才的問題，大家是不是已經有了答案？

生5：是的，當 F_X=ρ 液 gV 排， G_#/=mg=ρ_#/gV 物時，輪船就會懸浮在水面上，雖然它的構造材料密度比水大，但是因為輪船是空心結構，使得它的排水面積變大，所以達到了平衡的狀態。

師：你分析得非常棒。其他同學呢？

生6：對于超載裝貨會造成輪船沉入水底的這個現象，我實操時仔細觀察了各個數據的走向，通過分析得出隨著貨物的增多，重力會不斷增大，為了保持 F=G，V. 排就會增大，輪船就會下沉。當貨物增加到一定量時，輪船下沉到最大排水體積，重力大于浮力時，就會沉入水底了。

師：你的思路非常清晰，解釋得也非常合理。那接下來，我們再看一個根據物體的沉浮條件創造出的偉大發明一潛水艇吧。

2.潛水艇浮沉奧秘解析

教師播放一段由專業科普團隊制作的關于潛水艇工作原理的高清視頻，視頻開篇從潛水艇在深海執行任務的震撼場景切入，隨后深入潛水艇內部，詳細展示潛水艇的水艙結構、排水進水閥門的精密運作，以及潛水艇在水中通過注水下沉、排水上浮的實際操作全程。

師：潛水艇能夠自由浮沉，關鍵在于它可以通過改變自身重力來實現。當水艙注水，重力大于浮力時，潛水艇下沉；排水后重力小于浮力，潛水艇就會上浮。

師：同學們仔細觀看視頻，了解了潛水艇的構造和工作原理。接下來，我們以小組為單位，模擬一個潛水艇的小實驗吧。

小組查閱資料，探討實驗方案，在軟件上設計一個模擬方案，并發在平臺上，其他小組進行分析與點評。學生根據反饋修改方案，最終全班合力確定實驗方案。

實驗方案：用一個簡易的塑料瓶模擬潛水艇，通過擠壓瓶身改變瓶內水量來演示浮沉變化，將抽象的原理變得直觀。

教師利用多媒體的互動白板功能，打開一個潛水艇浮沉模擬軟件。軟件界面呈現一艘精致的潛水艇模型，學生可以通過觸摸白板上的操作按鈕，控制潛水艇的水艙注水、排水，實時觀察潛水艇的浮沉變化。軟件界面會顯示潛水艇當前的深度、浮力、重力數值以及變化曲線。

師：同學們想一想，潛水艇在不同深度下所受的浮力大小變不變呢？為什么？

生8：我覺得浮力大小不變。潛水艇不管在多深的地方，它的體積不會變，也就是排開水的體積不變，而且整個過程中水的密度也沒有變化，所以受到的浮力大小肯定不變。

師：是的，視頻里潛水艇下沉與上浮都是通過改變自身重力實現的。它排開水的體積沒有變，根據公式 ，所以浮力自然不會變，但是在現實中，我們還要考慮一些特殊情況，如不同海水的密度因溫度、鹽度影響產生的差異等。

掌握了基本的原理后，教師組織學生進行小組競賽，利用互動白板軟件，看哪個小組能在規定時間內，最準確地操作潛水艇完成一系列指定的浮沉任務（如從水面下潛到某一深度，再懸浮，最后上浮回水面），通過競賽激發學生的學習熱情，鞏固所學知識。

（三）生活拓展與趣味發現

1.橡皮泥的百變沉浮

實驗桌上擺放著一塊橡皮泥，教師首先將其捏成實心球狀放入水中，橡皮泥迅速下沉。接著，教師把橡皮泥捏成空心碗狀再放入水中，神奇的是，橡皮泥漂浮起來了。隨后，教師拿出一個裝滿不同液體（如鹽水、酒精、食用油）的多格容器，再次將空心碗狀橡皮泥依次放入不同液體。橡皮泥在有的液體中漂浮較高，在有的液體中則下沉得厲害。

師：同學們，同一塊橡皮泥改變它的形狀放入不同的液體中，就出現了不同的沉浮效果，這是為什么呢？大家思考一下。

學生在小組內討論交流，利用平板電腦上的繪圖軟件，畫出橡皮泥在不同狀態下的受力分析圖，分析物體沉浮的原因。

教師通過投屏設備查看各小組的繪圖成果，進行點評指導，加深學生對受力分析的理解。

2.體育賽事中的沉浮智慧

教師利用多媒體播放一段精彩的熱氣球與飛艇視頻。

師：同學們，剛剛我們看到了熱氣球和飛艇在空中自由活動。大家想想它們是怎樣實現上浮、下沉和懸浮的呢？

生1：是不是和潛水艇一樣改變自身重量？

生2：我覺得可能與空氣有關，也許是改變了體積。

師：大家的想法都很有道理，現在我們再來觀看視頻，看看它們的實際工作原理。

生3：熱氣球是靠熱空氣改變密度來實現的。

生4：飛艇是通過充入不同密度的氣體和調整氣囊的體積來實現沉浮的。

師：是的，這就是體育賽事中的沉浮智慧。

三、收尾強化一 多媒體助力知識內化飛躍

（一）思維導圖總結

大屏幕呈現在線思維導圖，教師邊講解，邊通過鼠標點擊思維導圖節點，展示相應的知識點圖片、動畫演示或簡短的視頻片段，幫助學生快速重溫要點，構建完整的知識體系。

（二）閱讀探索之旅

引入案例：教師播放“泰坦尼克號殘骸打撈\"視頻。

知識講解：教師通過PPT介紹深入打撈面臨的水壓、定位、運輸等難題，以及阿基米德原理在其他方面的應用。

互動討論：教師播放專家講解打撈方案的視頻，組織學生討論不同方案的優缺點，鼓勵學生結合自己所學提出創意。

總結拓展：教師推送課后閱讀材料，拓寬學生的知識視野，助力學生鞏固知識。

（三）在線自我檢測

教師推送涵蓋選擇題、填空題、簡答題等多種題型的在線測試題。學生在自己的電子設備上答題，提交后系統會自動批改反饋。學生可以直觀看到自己的得分、錯題情況，查閱每道錯題詳細的解析和相關知識點的回顧鏈接。教師通過后臺數據可以快速了解學生的學習掌握情況，對普遍存在的問題進行集中講解。

四、凝萃躍升一 多媒體教學策略進階飛翔

多媒體技術在初中物理“物體的浮沉條件及應用\"教學實踐中，取得了一定的成效。為了讓學生更深入理解知識，提升教學效果，合理運用多媒體技術，我們從案例對比、AR/VR與3D技術應用等方面

進一步優化教學策略。

（一）多維案例對比，深化原理認知

在教學中，教師引入多樣化案例并進行對比分析，能幫助學生深刻理解沉浮原理。以輪船為例，教師通過多媒體展示古代簡易木船與現代大型鋼鐵輪船的圖片、構造示意圖及航行影像。從理論上分析，木船材質密度小于水，大然具備漂浮能力；而鋼鐵輪船雖材料密度大于水，但利用空心結構增大排開水的體積，依據阿基米德原理 F_ΠF=ρ_ΠHgV_ΠH，G_ΠW=mg= 物，獲得足夠浮力，實現漂浮。對比兩者可發現，盡管材質與構造差異大，但都遵循物體沉浮條件。教師還可以對比不同用途的潛水器，如科研用的小型高精度潛水器和打撈作業的大型潛水器，分析它們在設計上對沉浮控制的不同側重，讓學生明白根據實際需求運用物理原理進行設計的重要性。

（二）融入AR/VR與3D技術，打造沉浸式學習體驗

教師借助AR/VR與3D技術，能為學生創造沉浸式學習環境。教師可以利用3D建模構建逼真的物理場景，如在講解物體在液體中的沉浮時，創建一個3D虛擬的大型透明容器，里面裝有不同密度的液體和多種形狀、密度的物體。學生通過操作設備可從任意角度觀察物體在液體中的狀態，放大或縮小畫面，清晰看到物體與液體的接觸細節。教師引入AR技術，學生使用手機或平板掃描特定圖案，就能在現實場景中看到漂浮或下沉的物體模型，還能通過觸摸屏幕改變物體參數，如密度、體積等，實時觀察物體沉浮狀態的變化。VR技術則讓學生仿佛置身深海，體驗潛水艇的沉浮過程，直觀感受水壓變化與潛水艇控制機制。總之，多媒體技術融入教學，能為學生打造一個更為豐富、高效的學習體驗，助力他們深入理解物理原理，提升物理綜合素養。

（作者單位：蘭州市第十九中學）

編輯：趙文靜