“密度”教學(xué)中不同教學(xué)思路比較

楊淑程

“物質(zhì)密度”是引入最早但是抽象程度又相對(duì)較高的物理概念，一直以來(lái)都是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。新教材又將這塊內(nèi)容放在七年級(jí)，再次提升了教學(xué)的難度。不同教師針對(duì)這塊內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教師各有特色，教學(xué)效果差別很大。

“密度”教學(xué)常見(jiàn)三種思路

思路一：通過(guò)鑒別相似或“仿真”物體，建立生活情境，引起學(xué)生探索興趣，一般的思路是：從生活片段中提出問(wèn)題，然后研究體積相同，物質(zhì)不同，其質(zhì)量也是不同的。然后，分別去測(cè)量不同物質(zhì)的體積和質(zhì)量，計(jì)算出質(zhì)量和體積的比值，得到單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。根據(jù)探究結(jié)果引出：同種物質(zhì)，單位體積的質(zhì)量是一個(gè)定值，不同的物質(zhì)，單位體積的質(zhì)量并不相等，由此歸納出物質(zhì)的一個(gè)特性——密度，也得到了鑒別物質(zhì)的另一種方法。

思路二：通過(guò)引導(dǎo)思考“同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積具有怎樣的關(guān)系？”接著安排了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，選取一種物質(zhì)作為研究對(duì)象（如水），取不同體積的水，分別測(cè)量質(zhì)量和體積，收集數(shù)據(jù)，計(jì)算出質(zhì)量和體積的比值或者繪制質(zhì)量、體積圖像。由此，引導(dǎo)學(xué)生得出水的質(zhì)量和體積成正比或質(zhì)量和體積的比值是一個(gè)定值的結(jié)論，并推廣到其他物體。在此基礎(chǔ)上，提出“同種物質(zhì)的質(zhì)量和體積的比值是一定的，物質(zhì)不同，比值不同，這反映了物質(zhì)的一種特性”，就此得出密度的概念。

思路三：創(chuàng)設(shè)情景，探討“油比水輕”“鐵比棉花重”等問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考“如何正確比較兩者的質(zhì)量關(guān)系”——要正確比較兩者的質(zhì)量，需要建立相同的標(biāo)準(zhǔn)即體積相同。接著，通過(guò)探討一個(gè)實(shí)際生活問(wèn)題，如何購(gòu)買(mǎi)到經(jīng)濟(jì)合算的不同容量不同價(jià)格的油。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)計(jì)算出單價(jià)來(lái)解決問(wèn)題，初步體會(huì)比值的意義。由此，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步比較不同質(zhì)量不同體積的兩種物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系——需要建立比值關(guān)系，即得到了單位體積的質(zhì)量。

三種教學(xué)思路的比較

三種教學(xué)思路都符合科學(xué)課程必須面對(duì)學(xué)生、立足學(xué)生發(fā)展的科學(xué)理念，都以實(shí)驗(yàn)探究為主要手段和途徑，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)能夠有效自主探究、合作交流的學(xué)習(xí)環(huán)境，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體價(jià)值，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主動(dòng)性和能動(dòng)性。

三種教學(xué)思路最大的區(qū)別在于，對(duì)“密度”概念的引入方法略有不同?！八悸芬弧睆纳钚枨蟪霭l(fā)，以問(wèn)題解決為指向，提出“如何鑒別物質(zhì)”的問(wèn)題，目的是通過(guò)探究活動(dòng)，引出物質(zhì)質(zhì)量與體積有關(guān)的問(wèn)題，進(jìn)而便于下一步探究?！八悸范笔蔷o緊圍繞“質(zhì)量與體積成正比”從而引出“密度”概念這條主線來(lái)設(shè)計(jì)思路和探究實(shí)驗(yàn)?！八悸啡蓖ㄟ^(guò)情景的創(chuàng)設(shè)、限定問(wèn)題的討論來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，突出和顯化“比值定義法”，通過(guò)“比值定義法”推導(dǎo)出密度這個(gè)概念。

事實(shí)上，“思路一”“思路二”在教學(xué)思路設(shè)計(jì)上走的都是比較傳統(tǒng)的密度教學(xué)模式，都是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依托，以問(wèn)題或任務(wù)為核心，以實(shí)驗(yàn)探究為主要手段和途徑。細(xì)究起來(lái)，這兩種思路都沒(méi)有繞開(kāi)“鑒別物質(zhì)”的實(shí)質(zhì)。同時(shí)，都存在著一個(gè)致命的邏輯錯(cuò)誤——直接讓學(xué)生計(jì)算質(zhì)量與體積的比值。這樣只解決了一個(gè)問(wèn)題“比值是什么——比值是常量”，而沒(méi)有解決一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題即為什么要用質(zhì)量和體積相比，為什么要用這樣的比值來(lái)定義密度。密度概念引入過(guò)程中，出現(xiàn)了邏輯路線的偏離，導(dǎo)致了學(xué)生對(duì)密度概念并沒(méi)有深刻理解，甚至部分學(xué)生就認(rèn)為“密度”概念的建立只是為了鑒別物質(zhì)，而忽視了“密度”其實(shí)是反映物質(zhì)的本質(zhì)特性的物理量。因此，本人認(rèn)為，“思路三”根據(jù)“比值定義法”來(lái)引出密度概念的教學(xué)思路更符合邏輯，也更能體現(xiàn)出密度的內(nèi)涵。

對(duì)密度概念教學(xué)的再認(rèn)識(shí)

教材將“密度”安排在“質(zhì)量”后，這兩節(jié)課存在著內(nèi)涵上的層次性與科學(xué)方法上的固有邏輯性，可見(jiàn)如何認(rèn)識(shí)并處理這兩節(jié)課的關(guān)系，至關(guān)重要。質(zhì)量是進(jìn)入經(jīng)典力學(xué)的第一個(gè)核心概念，本身就是一種抽象，而密度概念是在質(zhì)量這一抽象基礎(chǔ)上的“繼續(xù)抽象”，所以如何建立概念，遠(yuǎn)比“定量計(jì)算質(zhì)量和體積的比值”更重要也更困難。

學(xué)習(xí)了“質(zhì)量”，在明確這一描述物體量化屬性的物理量后，如何比較不同物體的質(zhì)量就是一個(gè)學(xué)生自然而然想要解決的問(wèn)題?！皺?quán)衡”“掂量”物體，本身就是人們對(duì)物理世界最樸素、最本源的感知，其背后“比較”的思維方法更是人類(lèi)思維最基本的形態(tài)。所以，密度的概念教學(xué)應(yīng)該立足于這種樸素的、本源的動(dòng)機(jī)——比較物體的“輕重”。 我們面對(duì)的學(xué)生，頭腦中存儲(chǔ)著各種各樣來(lái)自生活經(jīng)驗(yàn)或課外書(shū)籍的“前概念”。學(xué)生對(duì)于常見(jiàn)物質(zhì)的“輕重”具有一定的判斷，知道“鐵比棉花重”“油比水輕”，這類(lèi)描述當(dāng)然是不科學(xué)的，不科學(xué)的主要原因就是沒(méi)有選取相同的標(biāo)準(zhǔn)，而建立相同標(biāo)準(zhǔn)的一種方法就是“比值”。所以，密度比值定義法的關(guān)鍵步驟就是將物體的體積作為標(biāo)準(zhǔn)，采用除法，質(zhì)量作分子，體積作分母，由此就可以比較不同物體不同質(zhì)量與體積的關(guān)系了。比值的使用，達(dá)到了“選取相同標(biāo)準(zhǔn)”的目的，既滿足了學(xué)生初始動(dòng)機(jī)，也使學(xué)生意識(shí)到明確“標(biāo)準(zhǔn)”的重要性，對(duì)比較的理解由權(quán)衡與掂量上升到衡量與度量的層次。

面對(duì)初學(xué)物理的初中生，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)思路時(shí)，需要特別關(guān)注學(xué)生前概念以及知識(shí)獲得和應(yīng)用來(lái)源和動(dòng)機(jī)。

（作者單位：浙江省諸暨市東白湖鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)）