Ｎｏ．０７，２０１８ ＳｅｒｉａＩ Ｎｏ．３０８ 文理导航 ２（０１总第３０８年Ｏ７月 ８期） ■理科舛＿ｔ／拘理 浅析初中物理浮力教学难点的突破策略 刘建娟 （江苏省苏州工业园区东沙湖学校，江苏苏州２１５０００） 【摘点。 要】浮力知识以浮力概念为基础，阿基米德原理为内核，物体的浮与沉为外在表现。浮力是初中生学习物理的一个 很大的分化点。本文根据学困调查，提出了伪证法、定量测量法、变式法等行之有效的教学策略，帮助学生突破浮力学习的难 【关键词】前概念；伪证实验；一题多变；知识结构 为了确定浮力教学重难点，笔者对初二、初三学生进行 前概念和学困调查。调查显示：５６．９茗的学生认为．下沉的物 体不受浮力；９０．６３％的学生认为，浮力大小与水量多少有 关；６３．６％的学生认为物体表面积大小影响浮力．在比较浮 力大小时存在较大的难度。＇３使用Ｆｆｌ－ ｏａｔ＝液化ＧＶ型来比 较浮力大小时。学生往往只考虑一个明确的因素而忽略另一 个因素，不能掌握多因素分析问题的方法．将浮力知识应用 于实际情景的能力较弱。针对上述困难，作者提出了以下教 学策略。 １．关于“物体是否因水的浮力而浸入水中” 如图所示，用弹簧秤在空气中来测量钩码的重力（记为 Ｆ ），然后将物体浸没在水中，读出弹簧刻度的读数，记为Ｆ，， 则Ｆ ＝Ｆ 一Ｆ，，将物体在水中向下缓慢移 Ｇ ，二力平衡原理：Ｇ Ｆ ，根据阿基米德原理Ｆ ＝Ｇ ，即Ｇ Ｇ ，比较Ｇ 和Ｇ ，我们可以比较Ｇ 和Ｇ 。Ｇ 可以 比Ｇ 大得多，理论上Ｇ 可以无穷大。大型轮船和军舰因为 可以有较大的Ｖ ，所以产生的浮力很大。＾—Ｉ ４．对阿基米德原理的全面认识 关于阿基米德原则，教材的编写有些不恰当 没有对漂 浮的进行实验验证。笔者认为教师需要补充漂浮的验证实 验，通过实验可测量Ｇｍｍ和Ｇ ，由二力平衡可知Ｇ ＝Ｆ 得 出漂浮时Ｆ ＝Ｇ ，让学生认识到阿基米德的原则是适用于 所有浮沉情况的普遍规律。这既能帮助学全面认识阿基米德 原理。同时也符合科学探究的严谨性 ５．定量计算有效突破浮沉条件 如何推翻学生在长期生活形成的浮沉判断方式呢？教师 动。发现测力计在物体下沉过程中仍小于物— 体的重力，表明下沉物体仍受到水的浮力。ｌ门 该实验同时纠正了学生“浸入时，深度越大，Ｉ ｉ尸 浮力越小”的错误认识。 ２．浮力与物体表面积的关系Ｉ ｆ ｌ ＬＰ 水面堡显耄 囊篓水面上鼓起并漂浮。 同一块牙膏皮与水的接＿ 秉嘉囊 除了创设实验，引发认知冲突，在学生心中播下怀疑的种子 之外，定量的实验研究必不可少。 以小玻璃瓶为例，测量小石块加载时的总重力Ｇ。再将 其浸入水中，读出弹簧测力计的读数Ｆ。浮力等于Ｇ－Ｆ（例 如，学生测量的重力为１．６Ｎ，拉力为０．６Ｎ）。因此，浮力为 １．０Ｎ，小于重力。多次实验，将数据计入表格，得出结论：当 浮力小于重力，物体会下沉，最终会下沉。怎么让物体又浮起 来？ 以小玻璃为例，首先测量１．６Ｎ的重力．然后测量浮力。 因为使用同一个小瓶子，排开的水的质量不变．所以浮力仍 然是１．ＯＮ。通过减少小瓶中的石块数量，也可多次实验并将 数据计入表格中。得出结论：浮力小于重力时。物体会下沉． 最终沉底。 ６．拓宽思路的深度和广度。稳定知识结构 统计结果显示：在浮力学习过程中。学生最难理解的是 船模型。诸如“钢铁的密度比水大。为什么铁船漂浮在水面 上？”“同一只轮船，为什么即可以浮在水面．又可以沉入水 底？”“为什么这艘船的水线在不同的海域有所不同？”“船从 江河驶入大海时，船身会上升一点，是因为浮力变大吗？”等 等问题。只有在他们正确理解船舶的情况下．学生才能理解 浮力知识。首先从轮船的漂浮原理上分析。 实验器材：由金属板制成的轻型和重型船．两个大桶．量 筒，标记笔，酒精和配重。实验步骤如图： 触面积保持不便变，但浮力发生变化，这表 明浮力的大小接触面积无关。 ３．浮力大小与水量的关系 根据生活经验，大型船舶，油轮一般漂浮在海上．相比之 下，小池塘水量很少，所以只看到小船漂浮在上面。这种情况 非常普遍，似乎是正确的，实际上是错误的。关于Ｖ 与Ｖ 的理论关系：由于溢水杯实验，许多学生误认为Ｖ 是溢水杯 排出的液体体积，所以Ｖ排 小于Ｖ藏，Ｇ ｊ妻小于Ｇ ，Ｆｊ孚小于Ｇ《， 学生自然会认为浮力的大小与水量有关。如何帮助学生正确 理解Ｖ 和Ｖ《，Ｇ 和Ｇ 的大小关系呢？使用伪证实验可以 纠正学生的误解。 实验准备：容积为２ＯＯ毫升的饮料瓶．直径稍大于矿泉 水瓶的盛液桶，弹簧测力计，保鲜袋，量筒和烧杯。 如图所示，用量筒１ＯＯｍＬ水，将水倒入盛液桶中，将装 有２ＯＯｍＬ水的饮料瓶放入盛液桶中。矿泉液 桶饮料瓶的质量可忽略不计，所以内外液面等 高，为了区分内外液面，实验前可将瓶中的水 着色，记录容器外部液面高度，记为Ｉ，Ｖ ＝ ２ＯＯｍＬ，Ｖ １ＯＯｍＬ，Ｖ ＇暖大于Ｖ ，推断Ｇ 大 干Ｇ ，可以看出Ｆ－潭大于Ｇ 。 为了增强实验效果．使用具有更小内径的 盛液桶（只要它比矿泉水瓶稍大一点），用测力计和保鲜袋测 量盛液桶中的水的重力、Ｇ瓶和瓶中的液体和水的总重力 蕊 ０ 墓叠ｉ ０： 尊 ． ． ２０１８年Ｏ７月 （总第３０８期） 文理导航 ｂｂｅｒａｌ Ａｒｔｓ Ｇｕｉｄａｎｃｅ ＮＯ．０７．２０１８ ＳｅｄａＩ Ｎｏ．３０８ ■理科研生／拘理 比较三个标记的位置，可比较下沉和漂浮的排水量。显 然当船漏水时，排水量会变小，浮力就变小，所以船会下沉。 吃水线的问题，可以将同一个金属船放入水和酒精中． 记录船外部的水位并比较两种不同密度液体的吃水线。 法，突出知识的本质特征。突出隐藏的基本要素，使学生能够 多种变化掌握事物的本质和规律 例如，在阿基米德原则的教导之后，教师可以使用以下 组变体进行训练。 基础题：把石头放在烧杯里。 变式１：把石头放在一个烧杯里．把水排到２０ｏ克。 变式２：将石块放入盛水烧杯中。沸水量为２００立方厘 米。 一变式３：将１００立方厘米的铜块浸入水杯中．求铜块受 到的浮力。 由此可见：总重量和液体的密度决定吃水线的位置。 “船从河里驶入大海．浮力变大了。”实验方法：如图所 示，弹簧分别测出两个小桶所盛的液体的重力。 变式４：有一块铜块在空气中称重，其重力为８．９Ｎ 将 其浸入烧杯中，然后询问铜块的浮力 变式５：有一块铜块在空气中称重，其重力为８．９Ｎ。将 其浸入烧杯中．用弹簧秤拉动。 本组变式的基本问题是阿基米德原理的基本公式 逐步 提高难度，并对难点进行剖析，使学生逐渐形成完整的知识 体系。总之，教师使用实验来有效地干预学生前概念的教学 理念，将定性演示与定量测量相结合．并采用多变量教学方 法。为学生铺路，让学生“跳得够”。可以帮助学生突破浮力学 习这一难点。 一一 水 堞油 在这个实验中，两台测力计显示的数字相同，表明杯子 排出的液体的重力是相等的．这有效地证明了船只在河流和 海洋中的浮力是相等的。 ７．使用变体教学逐层剖析难点 变形教学是转化知识的非本质特征．转化研究问题的方 （上接第４Ｏ页） 【参考文献】 ｌ１】谭琳，李正福．初中物理图像教学研究 物理教师， 【２１王萍．巧用变式题组突破浮力解题的难点［丌．中学物 ２０１４（１ １１ 理．２０１４（０４） 新授课的教学设计实际是发现问题一生成问题一解决 问题一反馈评价的过程 ３．２复习课：先考后教、少讲精练 “先考后教、少讲精练”也是一种先学后教．是以学定教 数学模式的一种变式。 “先考后教、精练提能”的物理复习教学模式包括五大环 节：自主复习一检测反馈一互动研讨一训练拓展一强固提 能。各个环节的目的：复习一发现问题，先考一生成问题，后 教一探索问题，精练一拓展问题，强固一解决问题。 教学设计以“专题、单元”为单位来设计．先考的目的是 了解学生自主复习的情况，所有考点都有题目．重要考点多 有题目，题目个数适当，在课堂上２５分钟限时完成，真实反 映学生先学情况；第２课时考，根据学生第ｌ课时考的情 况，存在问题的知识点作为第２课时选题的依据．考试时间 １节课，题目个数适当；第３课时讲评。 复习课的教学设计实际是发现问题一生成问题一探索 问题一拓展问题一解决问题的过程 ３．３讲评课：先思后评．寻规变练 “先思舌评，寻规变练”也是一种先学后教，以学定教教 学模式的一种变式 “先思后评，寻规变练”的课堂教学模式包括五大环节： 自我校对订正一合作交流反思一教师针对讲评一寻找解题 规律一交式拓展训练。各个环节的目的：订正反思一生成问 题，合作交流一探索问题，针对讲评一解决问题，寻找规律一 方法提炼，变式训练一能力提升。 先思：教师将第２课时考的内容评改完后．学生先思考 找出答错题目错误的原因 后评：课堂上互动三环节。小组内互动解决简单问题：组 间合作，解决小组内不能解决的问题：学生不会的．老师启发 引导学生讲；最后教师讲的不是学生错误率高的，而是学生 解决不了的问题，解决不好的问题；错误率低的问题教师要 拓展。 寻规：教师引导学生从做过的题目中找出规律、共性．举 一反三。 变练：变式训练，学生共性问题变化命题，分析学生错误 的原因，再进行变式训练，举一反三，提高学生的解题能力、 应用能力，培养学生的关键能力。 讲评课的教学设计实际是发现问题一生盛问题一解决 问题—＋反馈评价的过程 小结 高效课堂“五环”教学模式真正将学生的学习主动权还 给学生，根据不同教学内容、不同学生来进行教学设计．更具 有针对性、实效性，体现新课改理念，培养学生综合素养、关 键能力。 【参考文献】 【１】当新课改碰撞高考６—１０ 路在何方叽．高考金刊，２０１０（１１）： 【２】钟启泉．钟启泉：从“传递中心”走向“对话中心”盯】＿教学 管理与教育研究．２０１７．２（０１）：９５ ［３】苏锦绣．“五环”教学模式探析卟宁德师范学院学报 （自然科学版），２０１５．２７（０１）：１０２—１０５＋１１２ 豳文理导航２０１８／０７
