阿基米德教學(xué)難點(diǎn)及突破方法

廣東省深圳市深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)校 樊 靜

阿基米德原理是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，需要用到“二力平衡、力的合成、壓強(qiáng)、密度及體積等”，這些知識(shí)依據(jù)不同層次分為概念、辨別和規(guī)則，而這些不同水平的智慧技能的綜合堆積往往會(huì)導(dǎo)致學(xué)生難學(xué)易錯(cuò)。

從教學(xué)內(nèi)容本身看。阿基米德原理涉及的物理量多，且各物理量之間易引起混淆，如

G排易于G物混淆，ρ液與ρ物易混淆，V排易于V物混淆等，這些都給學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)阿基米德原理設(shè)下了障礙。

從教學(xué)模式看：如果教學(xué)時(shí)忽略用實(shí)驗(yàn)探索物理規(guī)律的程序及必要的講解，那么由于學(xué)生缺乏對(duì)規(guī)律的正確深刻的認(rèn)識(shí)，一旦遇到新的問(wèn)題，學(xué)生就無(wú)從入手，能力得不到提高，無(wú)疑增加了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的畏懼心理，在主觀上增加了教學(xué)難度。

從學(xué)生思維情況分析：初中學(xué)生的思維大多以具體形象思維為主，然后逐步過(guò)渡到抽象邏輯思維。初中學(xué)生的物理思維基本上還處在具體運(yùn)算階段，這個(gè)階段的思維一般還離不開(kāi)具體事物的支持，思維還要依靠物體、實(shí)物和能觀察到的事物來(lái)進(jìn)行，不能依靠詞語(yǔ)、假設(shè)等來(lái)進(jìn)行。因此，教學(xué)的突破口就應(yīng)當(dāng)選在如何通過(guò)恰當(dāng)?shù)靥幚斫滩膬?nèi)容，選擇合適的教學(xué)方法，從而使學(xué)生的思維水平與教材要求相吻合上。

綜合以上因素，我們認(rèn)為在阿基米德原理一節(jié)中，就需要特別強(qiáng)調(diào)采用直觀教學(xué)手段，讓學(xué)生通過(guò)觀察，并分析一系列具體的數(shù)值，從而自己“發(fā)現(xiàn)” 阿基米德原理。

阿基米德原理這一節(jié)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)就是“探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。采取學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式有利于學(xué)生通過(guò)自身觀察并分析數(shù)值，自己得出結(jié)論。但是為了學(xué)生更有效地進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，一定要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

首先提出問(wèn)題：上節(jié)課我們已經(jīng)知道浮力大小跟物體浸在液體中的體積、密度有關(guān)。那么怎么計(jì)算浮力的大小呢？按照?qǐng)D1所示第一步先稱量物體所受重力，第二步測(cè)量物體完全浸入水中時(shí)彈簧秤的讀數(shù)。然后引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析兩種現(xiàn)象：一是彈簧秤的示數(shù)減小了，二是同時(shí)溢水杯中溢出了一定量的水。啟發(fā)學(xué)生思考：這兩種現(xiàn)象之間一定有一種關(guān)系？為什么這樣說(shuō)呢？因?yàn)樗绯鍪怯捎谖矬w浸人杯中引起的，而彈簧秤示數(shù)減小也是由于物體浸人杯中而引起的。既然兩個(gè)現(xiàn)象都是由于物體浸入水中引起的，那么這兩種現(xiàn)象就必定有聯(lián)系.我們可以初步猜想：這兩種現(xiàn)象所產(chǎn)生的效果可能是相等關(guān)系。猜想是否正確呢？必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)好表格后進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)如何使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體受到的浮力，那么如何測(cè)量物體排開(kāi)液體的重力呢？

按照教材安排該實(shí)驗(yàn)所以第三步：稱量溢水杯溢出水的重。教材是采用先稱出小桶與排出水的重，然后再稱出空桶的重來(lái)求出石塊浸入水中排出的水重。這樣就增加了思維的負(fù)擔(dān)?？梢赃@樣加以改進(jìn)：不用小桶，直接用一不漏水的薄塑料袋盛溢水杯溢出的水。因塑料袋的自重非常小，近似為零，在實(shí)際誤差的范圍內(nèi)可以略去。用彈簧秤稱出的塑料袋中的水重，就是溢水杯溢出水的重，從而驗(yàn)證了猜想：即物體受到的浮力的數(shù)值跟它排開(kāi)的液重的數(shù)值相等。從而得出阿基米德原理的表述及其公式。然后，再由教師帶領(lǐng)學(xué)生一起驗(yàn)證阿基米德原理在物體（木塊）部分混入液體（水）中是否成立。這樣安排體現(xiàn)了邏輯的簡(jiǎn)單性，使學(xué)生更易于接受，更體現(xiàn)了一個(gè)深刻的教學(xué)思想——即按照由特殊（從一種情況得出定律）到一般（再通過(guò)第二種情況進(jìn)行驗(yàn)證）的認(rèn)識(shí)規(guī)律來(lái)進(jìn)行教學(xué)。

教師演示實(shí)驗(yàn)上，可以從教具上進(jìn)行改進(jìn)，如圖2所示為對(duì)比式“阿基米德原理”演示器，該裝置主要找兩只彈簧秤，然后在兩只彈簧秤的刻度盤上貼紙條，彈簧秤下分別懸掛物體與接水杯，待靜止后在之中所對(duì)位置分別標(biāo)出零刻度，在零刻度的上下補(bǔ)出刻度值。這樣設(shè)計(jì)，兩只改制后的彈簧，一只測(cè)浮力(指針上移)，另一只測(cè)排開(kāi)液體的重力（指針下移），測(cè)量一次，無(wú)需記錄與計(jì)算，能立即得出結(jié)論。利用該裝置演示實(shí)驗(yàn)，直觀性強(qiáng)，便于學(xué)生理解。