《浮力》探究式教學(xué)設(shè)計

楊小蘭

結(jié)合中學(xué)物理探究式教學(xué)的特點、教學(xué)模式、探究式教學(xué)設(shè)計的原則，介紹了中學(xué)物理《浮力》一節(jié)探究式教學(xué)的設(shè)計與實施，得出了通過對該節(jié)課的探究式教學(xué)，學(xué)生能夠體驗探究過程，排除生活錯覺，正確理解浮力，同時更培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)探究的能力。

中學(xué)物理科學(xué)探究浮力教學(xué)設(shè)計《浮力》一節(jié)為初中物理的重要內(nèi)容，與現(xiàn)實生活緊密相關(guān)，學(xué)生比較熟悉也比較感興趣，但是同學(xué)們也許在日常生活中已經(jīng)產(chǎn)生一些片面或錯誤的前概念，所以通過對本節(jié)課程的探究式教學(xué)，使學(xué)生在探究過程中結(jié)合原有生活經(jīng)驗發(fā)展認知和思維能力，糾正前概念，正確理解浮力。結(jié)合中學(xué)物理探究式教學(xué)的特征和探究式教學(xué)設(shè)計的原則，進行如下教學(xué)設(shè)計。

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能。能正確認識浮力大小的決定因素；能正確表述阿基米德原理；能合理選擇實驗器材并進行熟練操作及測量；具有進行協(xié)作探究的技能。

2.過程與方法。進行猜想假設(shè)并運用控制變量法進行實驗設(shè)計，掌握測量浮力的方法，進行分析概括并演繹推理。

3.情感、態(tài)度和價值觀。體驗探究過程的樂趣和戰(zhàn)勝困難、解決問題的喜悅，體會合作學(xué)習(xí)的快樂。

二、教學(xué)重點

浮力大小的決定因素；阿基米德原理。

三、教學(xué)難點

糾正“漂浮的物體所受浮力大，下沉的物體所受浮力小”，“物體浮力與其輕重有關(guān)”等錯誤的前概念；阿基米德原理的內(nèi)容；“排開液體體積”與“物體體積”的區(qū)別。

四、教學(xué)過程設(shè)計

1.創(chuàng)設(shè)情境，引出探究問題

利用多媒體等教學(xué)資源創(chuàng)設(shè)情境，播放畫面：一艘滿載貨物的巨輪在大海中航行，蔚藍的天空，浩瀚的海洋，雄偉的萬噸巨輪，刺激著學(xué)生們的感官，帶他們進入了學(xué)習(xí)知識的境界。緊接著設(shè)疑：畫面中的這艘巨輪受到海水給它多大的浮力？大家都知道此時彈簧測力計已經(jīng)無能為力了，那么可以通過怎樣來求解呢？這時老師可以加以點撥，對浮力大小的求解，可以轉(zhuǎn)換為間接性問題浮力大小與哪些因素有關(guān)？還可從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，人在游泳時浮力大小與哪些因素有關(guān)？通過小實驗比如在水桶中按下空飲料瓶，造“船”比賽等進一步體驗探究問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲望和內(nèi)在興趣，喚醒全體學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，拓展思維，成為主動學(xué)習(xí)者。

2.猜想與假設(shè)

讓學(xué)生依據(jù)已有知識及相關(guān)生活經(jīng)驗大膽猜想與浮力大小有關(guān)的所有因素，并加以恰當(dāng)?shù)姆治?，以待通過實驗進行驗證。學(xué)生們紛紛發(fā)表意見，有的認為浮力的大小與物體的輕重有關(guān)，因為日常生活中常?？吹捷p的物體比如羽毛、乒乓球等會浮在水面上，可說明所受的浮力大，而重物鐵塊等會沉到水底，說明所受浮力??；有的認為浮力的大小與物體的體積有關(guān)，比如，剛剛在畫面中看到的巨輪，體積大，所以所受浮力大；還有學(xué)生認為浮力大小與物體浸入液體的深度有關(guān)，比如，游泳時到達深處的地方感覺浮力要大；還有的同學(xué)猜想會不會在海里游泳會比在游泳池里所受浮力大，說明浮力也許與液體的密度還有關(guān)系等等。最后教師歸納所有可能的影響因素，讓學(xué)生擴展思維，發(fā)揮想象進行探究。

3.實驗設(shè)計

對學(xué)生進行分組，以4至6人為一小組，展開實驗探究活動，體現(xiàn)合作精神。讓學(xué)生邊實驗邊探究，邊分析，邊討論。以學(xué)生自主探究為主，教師引導(dǎo)為輔。先讓學(xué)生嘗試在彈簧測力計下面懸掛一鋁塊，然后再浸入水中，比較前后兩次測力計讀數(shù)的變化，并啟發(fā)學(xué)生由此是否想到測量浮力的一種方法？可提供如下參考實驗器材：溢水杯、燒杯、彈簧測力計、塑料塊、橡皮泥以及體積相同的鐵塊和銅塊等。讓學(xué)生自己親自設(shè)計實驗方案，觀察實驗現(xiàn)象，檢驗不正確的前概念?？商岢鲆韵聠栴}啟發(fā)學(xué)生思考，并點撥學(xué)生可采用“控制變量法”一一進行探究實驗：如何得出浮力大小是否與物重有關(guān)？如何得出浮力大小是否與物體的密度有關(guān)？如何得出浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)？如何得出浮力大小是否與物體的體積有關(guān)？如何得出浮力大小是否與浸入液體的深度有關(guān)？如何得出浮力大小是否與液體的密度有關(guān)？

4.進行實驗并搜集數(shù)據(jù)

通過實驗設(shè)計方案，讓學(xué)生檢驗浮力大小是否與他們猜測的因素有關(guān)，是如何影響的，并且驗證浮力大小與物體排開液體的重量之間的關(guān)系。在實驗過程中，鼓勵學(xué)生相互之間展開討論并發(fā)揮團隊合作精神，以培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)。

5.分析論證并得出結(jié)論

引導(dǎo)學(xué)生對收集的數(shù)據(jù)進行分析，從而概括出：浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，并且成正比關(guān)系；浮力的大小與物重、物體的形狀、物體的密度和物體在液體中的深度無關(guān)；浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理，用公式表示就是：F浮=G排。探究過程中還可與其他教學(xué)方式相結(jié)合，比如這里可以借助于物理學(xué)史，講述古希臘科學(xué)家阿基米德的故事，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和為科學(xué)獻身的精神，以及發(fā)展學(xué)生獨立思考問題能力和懷疑精神，認識、掌握物理問題研究和探索的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。

根據(jù)搜集的數(shù)據(jù)資料，結(jié)合熟悉的生活現(xiàn)象，進一步思考論證為什么會出現(xiàn)浸入液體中的物體，有的會上浮，有的會下沉，有的會懸浮，有的會漂?。渴欠袷侵按蠹宜孪氲钠〉奈矬w所受浮力大，下沉的物體所受浮力??？教師加以點撥，根據(jù)已有的二力合成知識，物體的浮沉與所受浮力與重力的大小有關(guān)，當(dāng)F浮>G時，物體上浮；當(dāng)F浮

6.學(xué)生反思與評估

教師通過課堂觀察，可以進行如下提問，以引導(dǎo)學(xué)生對本次探究活動進行反思與評估：通過本次學(xué)習(xí)，你是否發(fā)現(xiàn)之前對浮力有不正確的認識？有哪些？對“控制變量法”的運用有何感受？在探究過程中你遇到什么困難？是如何解決的？你的實驗結(jié)論是否可靠？與你的猜想一致嗎？在活動中，是否發(fā)現(xiàn)自己或別人有創(chuàng)新之處？小組的探究效率怎樣？學(xué)生進行反思后，并在組內(nèi)或組間進行交流，采取自我評價和同學(xué)間的評價及教師評價相結(jié)合的方式，對學(xué)生整個探究過程進行分析與討論。

7.交流與合作

讓學(xué)生發(fā)表對這次探究實驗的體會，分享成功經(jīng)驗并指出需改進之處。教師鼓勵所有學(xué)生積極參與到探究活動中去，相互團結(jié)合作并展開討論和交流，充分肯定學(xué)生整個活動過程，增強學(xué)生成功的愉悅感。

探究式教學(xué)是當(dāng)前新課程改革要求下提出的一種新型教學(xué)模式，改變了以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式—被動式教學(xué)。教師不再是將現(xiàn)有的知識直接灌輸給學(xué)生，而是激發(fā)學(xué)生通過創(chuàng)新型思維自主發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題，從而獲取知識。在探究過程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手實踐能力，分析問題、解決問題的能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力以及團隊協(xié)作能力，更形成了一種新型的師生關(guān)系，變被動式接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)樵诮處熞龑?dǎo)下主動式探究知識，增強了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和探究帶來的喜悅。

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本文系貴州省省級重點學(xué)科基金資助項目（黔學(xué)位辦[2013]18號）研究成果之一。