巧妙引導(dǎo) 突破難點(diǎn)

張嚴(yán)敏

【中圖分類號(hào)】 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）02-0281-01

一、案例背景

浮力現(xiàn)象是比較常見的，學(xué)生一定接觸過一些浮力，比如，乒乓球會(huì)浮在水面上，洗澡的時(shí)候會(huì)感覺受到一個(gè)向上的力，也會(huì)把這樣的力叫做浮力，看上去對(duì)浮力的存在并不陌生。然而，浮力的很多知識(shí)學(xué)生并沒有真正理解。

學(xué)生雖然認(rèn)同漂浮的物體會(huì)受到向上的浮力，在引導(dǎo)下也會(huì)認(rèn)同下沉的物體也會(huì)受到浮力，但是如何來證明下沉的物體受到浮力的作用，還是有一點(diǎn)難度的。

關(guān)于浮力大小的影響因素的猜想，學(xué)生可能無法下手，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，密度小的木塊會(huì)漂浮在水面上，他們可能會(huì)猜想與液體的密度的關(guān)系，甚至猜想與物體重力、體積的關(guān)系，而猜想浮力大小與液體的密度及排開液體的體積有關(guān)會(huì)有一定的難度。特別，學(xué)生無法理解什么是排開液體的體積。

如果說猜想浮力大小的影響因素對(duì)于學(xué)生來說已經(jīng)很困難了，那么對(duì)于猜想的驗(yàn)證——阿基米德原理可能就更困難了。

二、案例描述

引入：

利用浮力 塑料瓶中有一個(gè)恐龍蛋，你有沒有辦法可以手不碰塑料瓶就可以拿到恐龍蛋？

體驗(yàn)浮力 將球壓入水中，有什么感覺？

理解浮力 浸在液體或______里的物體受到__________向上的托力稱為浮力。浮力的方向總是__________的。

為了營造一個(gè)活躍的課堂氣氛，我從學(xué)生感興趣的游戲活動(dòng)入手。利用浮力環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生不碰到塑料瓶就拿到恐龍蛋時(shí)，他們是有成就感的。體驗(yàn)浮力環(huán)節(jié)，由一個(gè)力氣較大的學(xué)生完成，學(xué)生可以從他的表情和動(dòng)作上感受到浮力的存在。另外，容器里我課前裝了滿滿的水，這樣學(xué)生就能在感受浮力的同時(shí)看到很多水杯排出來，既起到視覺上的震撼作用，又為后面“排開液體”這一概念鋪墊。在講浮力概念時(shí)，我著重講浮力的方向和“浸在”這個(gè)詞，講方向時(shí)我結(jié)合之前學(xué)習(xí)的重力的方向是豎直向上的，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明——乒乓球懸線掛重物置于水中，傾斜裝水的容器，觀察線的方向。講“浸在”這個(gè)詞時(shí)我是結(jié)合圖形讓學(xué)生理解其兩層含義——部分浸在和完全浸沒。并引導(dǎo)學(xué)生了解這兩種情況中物體體積和排開液體體積的關(guān)系。為后面學(xué)生理解排開液體體積這一概念做鋪墊。學(xué)生知道了浮力的概念后再讓學(xué)生列舉一些生活中的浮力現(xiàn)象，特別讓學(xué)生知道我們?nèi)松钤诳諝庵幸彩艿娇諝饨o我們的浮力作用。

在列舉生活中浮力現(xiàn)象的例子時(shí)我特意展示了空牙膏皮漂浮在水面上的圖片，而此時(shí)我展示給學(xué)生的現(xiàn)象是被卷起的牙膏皮沉入水底（其時(shí)牙膏皮內(nèi)有負(fù)重，否則沉不下去）。并提問：漂浮的牙膏皮受到浮力，下沉的牙膏皮也受到浮力嗎？學(xué)生陷入沉思。一會(huì)兒，我給一個(gè)類比的提示：讓一學(xué)生在空氣中稱出圓柱體的重力是1.7N，并記錄于副板位置（為驗(yàn)證阿基米德實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)準(zhǔn)備，后面記錄圓柱體浸沒于水中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)等也是同樣的目的）。此時(shí)我用手將物體向上一托，學(xué)生看到彈簧測力計(jì)的示數(shù)變小。通過我的這個(gè)提示學(xué)生很快想到了實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)我在講臺(tái)上擺好進(jìn)一步演示實(shí)驗(yàn)的器材——裝滿水的溢水杯。學(xué)生得到下沉的物體也受到浮力的作用時(shí)我進(jìn)一步提問，你能想到測量浮力的方法嗎？學(xué)生很容易想到：F浮=G-F拉。我讓學(xué)生用之前的圓柱體做實(shí)驗(yàn)，測得F拉=0.4N。實(shí)驗(yàn)時(shí)用小桶接住排出的水（為驗(yàn)證阿基米德實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)準(zhǔn)備）。通過F浮=G-F拉得到浮力為1.3N。

學(xué)生是不易猜想浮力大小與液體的密度及排開液體的體積有關(guān)的。所以，我通過讓學(xué)生想辦法讓下沉的牙膏皮上浮至漂浮來想到浮力和液體的密度及排開液體的體積有關(guān)。當(dāng)我的問題拋出后學(xué)生很容易想到加鹽以及將牙膏皮吹鼓起來。前者很明顯得到浮力和液體密度有關(guān)。后者學(xué)生能想到和體積有關(guān)，但學(xué)生會(huì)認(rèn)為和物體的浮力有關(guān)。為了突出這一難點(diǎn)我前面已經(jīng)做了一些鋪墊。在這里，我會(huì)從稱重法F浮=G-F拉入手，按照他們的分析當(dāng)圓柱體開始浸入水中到完全浸沒時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該是不變的。但實(shí)驗(yàn)證明是改變的。和他們的猜想是沖突的，迫使學(xué)生重新思考。在實(shí)驗(yàn)時(shí)我會(huì)引導(dǎo)他們浮力改變不是物體體積影響的，而此段過程中是不斷有水排出的。再加上前面的鋪墊，學(xué)生可以自己說出和排開液體體積有關(guān)的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)時(shí)，順帶讓學(xué)生理解完全浸沒時(shí)浮力和深度無關(guān)。到這里學(xué)生已經(jīng)知道了浮力大小與液體的密度及排開液體的體積有關(guān)。

最后讓指定的同學(xué)測出前面小桶和水的總重力為1.8N（課前他測過空小桶重力為0.5N）。學(xué)生很容易得到圓柱體完全浸沒時(shí)浮力等于排開的水受到的重力。并通過公式推導(dǎo)將阿基米德原理和浮力影響因素聯(lián)系起來F浮=G排液=ρ液V排液g。

大家一起來思考：你能測出自己在空氣中所受的浮力嗎？

通過這一問題的思考讓學(xué)生進(jìn)一步了解物理與生活的緊密聯(lián)系。

三、案例反思

由于本節(jié)涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，課堂容量大，為了節(jié)省時(shí)間，我采用直接點(diǎn)題的引課方式——利用、體驗(yàn)、理解浮力。

驗(yàn)證下沉的物體受到浮力的作用是一個(gè)難點(diǎn)，我采用演示手托物體，使物體受到一個(gè)向上的力的方式，使學(xué)生類比得到驗(yàn)證下沉的物體受到浮力的方法。

探究浮力的大小與什么因素有關(guān)是本節(jié)課的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。讓學(xué)生直接猜想，學(xué)生很容易跑偏。為了幫助學(xué)生理解我讓學(xué)生想辦法讓下沉的牙膏皮浮起來。教學(xué)實(shí)踐證明，通過適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)再讓學(xué)生猜想既能幫助學(xué)生理解知識(shí)，又能起到活躍課堂氣氛的效果。

學(xué)生對(duì)于“排開液體體積”這一概念也是比較難理解的。本節(jié)課我采用了多次引導(dǎo)的方式。一、在講浮力概念時(shí)通過畫圖讓學(xué)生理解“浸在”含義，同時(shí)點(diǎn)到物體體積和排開液體體積的不同。二、體驗(yàn)浮力時(shí)，將球壓入水中時(shí)會(huì)排出很多的水，給學(xué)生一個(gè)視覺的震撼，并直觀的感受排開液體的體積。三、當(dāng)學(xué)生分不清物體體積和排開水的體積時(shí)，我會(huì)從稱重法F浮=G-F拉入手，按照他們的分析當(dāng)圓柱體開始浸入水中到完全浸沒時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)該是不變的。但實(shí)驗(yàn)證明是改變的。和他們的猜想是沖突的，迫使學(xué)生重新思考。四、將圓柱體浸入溢水杯的過程中，浮力改變時(shí)有水排出，沒有水溢出時(shí)浮力不變。從而得到浮力和排開水的體積有關(guān)。

在學(xué)生思維比較活躍時(shí)，我在先前實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成了阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，一方面學(xué)生從直觀上認(rèn)識(shí)到，物體所受的浮力等于它排開液體所受的重力。從而突破了本節(jié)最后的難點(diǎn)。另一方面也把本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)很好的貫穿在一起。

本節(jié)課中雖有大量實(shí)驗(yàn)，但由于課堂時(shí)間有限，有很多細(xì)節(jié)如“溢水杯中的水為什么要加滿？如果不加滿阿基米德原理是否成立”“實(shí)驗(yàn)時(shí)圓柱體能否碰到燒杯壁或燒杯底？”endprint