物體的浮沉條件多角度實(shí)驗(yàn)探究

楊蕾蕾 龐禮軍

摘要：初中物理是學(xué)生進(jìn)入物理世界的第一道大門(mén)，由于許多學(xué)生學(xué)習(xí)方法不當(dāng)，導(dǎo)致被拒之門(mén)外。通過(guò)多個(gè)實(shí)驗(yàn)去探究物體的浮沉條件，既能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，又能使物體的浮沉條件更加清晰的深入學(xué)生心中。進(jìn)而使學(xué)生學(xué)會(huì)一個(gè)問(wèn)題多個(gè)角度去思考的方法。

關(guān)鍵詞：物理；浮沉；條件；多角度；驗(yàn)證物理學(xué)科的特性決定了它的學(xué)習(xí)方法必將有異于其它學(xué)科。對(duì)于物理學(xué)習(xí)有障礙的人，其最大的障礙不在于智力因素，而在于缺少對(duì)日常生活的用心觀察，頭腦中缺乏感性經(jīng)驗(yàn)，而這些感性經(jīng)驗(yàn)恰恰是物理思維的基礎(chǔ)[1]。筆者從多個(gè)角度對(duì)物體的浮沉條件進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，從生活中尋找可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教具制作的素材，再展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究。該做法不僅體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向生活”的教學(xué)理念，同時(shí)還充分的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力。

縱觀中學(xué)物理課本，書(shū)本中翻來(lái)覆去都只是那么幾個(gè)常用的實(shí)驗(yàn)案例，這既局限了教師的教學(xué)思維，也縮小了學(xué)生的想象空間。本文運(yùn)用多個(gè)實(shí)驗(yàn)探究物體的浮沉條件，再利用身邊物品制作實(shí)驗(yàn)器材，挖掘出學(xué)生更多的想象力，引出學(xué)生對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的好奇心和求知欲。利用身邊的物品充當(dāng)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出能夠重復(fù)利用的低成本物理實(shí)驗(yàn)，把物理學(xué)與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)緊密地結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮學(xué)生的積極性、主動(dòng)性、自主性和創(chuàng)造性[2]。

1教材中關(guān)于物體浮沉條件的實(shí)驗(yàn)

對(duì)于物體的浮沉條件，根據(jù)只有力才能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這個(gè)思路，多個(gè)版本的教材中采用的都是以下實(shí)驗(yàn)（如圖1所示）：將一個(gè)小瓶分兩次浸沒(méi)在大燒杯所盛的水中，首先把空小瓶浸沒(méi)在水中，然后取出，將小瓶裝滿水后再放入大燒杯中[3]。觀察小瓶的運(yùn)動(dòng)情況，并對(duì)小瓶進(jìn)行受力分析。該實(shí)驗(yàn)清晰明了，實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單，學(xué)生操作容易，確實(shí)很好，但美中不足的是整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橹贿x用了一個(gè)小瓶，學(xué)生很難將物體在水中的幾種狀態(tài)進(jìn)行較為直觀的對(duì)比。太過(guò)于簡(jiǎn)潔的過(guò)程雖然也能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，但是留給學(xué)生的印象卻不夠深刻。

2多角度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2.1 橡皮泥實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)所需器材:大燒杯、橡皮泥、純凈水、衛(wèi)生紙。

實(shí)驗(yàn)前將準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材展示給學(xué)生,然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體操作如下：將橡皮泥捏成一只小船模樣，把它放在裝有大量純凈水的燒杯中，引導(dǎo)學(xué)生觀察小船運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以清楚的看到其浮在水面上。然后取出小船，用衛(wèi)生紙吸干船底多余的水，將橡皮泥做的揉搓一團(tuán)，再次放入水中，揉成團(tuán)的橡皮泥沉入了水底。實(shí)驗(yàn)前后，橡皮泥的質(zhì)量未改變，但是在水中卻出現(xiàn)了完全不同的兩種狀態(tài)，這與生活中常見(jiàn)的“重的物體沉入水底，輕的物體就浮在水面”的現(xiàn)象相違背。運(yùn)用概念轉(zhuǎn)換法，給予學(xué)生腦海中“錯(cuò)誤的前概念”沉重一擊，使其更為深刻的明白，物體的浮與沉并非由物體的質(zhì)量大小來(lái)決定。

2.2 小瓶改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材：三個(gè)規(guī)格一樣的玻璃小瓶、水槽、黑墨水、純凈水。

實(shí)驗(yàn)前先向?qū)W生介紹事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)儀器，并且指引學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，需要去觀察哪些現(xiàn)象。具體實(shí)驗(yàn)操作：如圖2所示，將三個(gè)形狀、大小都一樣的玻璃小瓶展示給學(xué)生，其中所貼標(biāo)簽為“a”的小瓶裝滿了黑墨水，貼有“b”的小瓶裝有部分黑墨水，貼有“c”的小瓶則為空瓶。把3個(gè)小瓶按所標(biāo)順序依次放入盛滿水的水槽中，使其浸沒(méi)在水中央，然后松開(kāi)手，讓學(xué)生觀察三個(gè)小瓶在此過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)處于這些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的小瓶進(jìn)行受力分析，最后和學(xué)生一起得出結(jié)論——浸在液體中的物體，其浮沉取決于它所受到的重力和浮力的大小。當(dāng)浮力大于重力時(shí)，物體上??；當(dāng)浮力小于重力時(shí)，物體下沉；當(dāng)浮力等于重力時(shí)，物體處于懸浮或漂浮狀態(tài)。

3總結(jié)

探究物體的浮沉條件，物理中還有很多可開(kāi)發(fā)的探究性實(shí)驗(yàn)，它們都具有很大的開(kāi)放性。教學(xué)中，如果總?cè)ヒ脮?shū)本中那幾個(gè)約定俗成的典型實(shí)驗(yàn)，反而禁錮了探究性實(shí)驗(yàn)的發(fā)展步伐。開(kāi)動(dòng)大腦、盡情想象，放飛學(xué)生的思想，運(yùn)用多個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物體的浮沉條件，從多個(gè)角度、不同層次去思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，讓學(xué)生體會(huì)到“方法總比問(wèn)題多”的道理。這不僅僅是知識(shí)的獲取，更是一種學(xué)習(xí)方法的獲得。在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中,教師演示操作是基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生怎樣觀察是關(guān)鍵，而激發(fā)學(xué)生探索思維是核心[4]。

[參考文獻(xiàn)]

[1]吳昌發(fā).淺談中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].教學(xué)研究，2014.3，（106）：35.

[2]孫佩雄.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)[J].物理教學(xué)探討，2014.3，32(465)：2.

[3]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)編寫(xiě)組.物理（八年級(jí)）[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2011.

[4]梁安甲.在物理探究課中引入演示實(shí)驗(yàn)的探討[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)?教師教育，2014.1（01）：110.