淺談阿基米德原理教學(xué)難點(diǎn)的成因及突破方法

（岳陽(yáng)市第十八中學(xué) 湖南岳陽(yáng) 414000）

引言

在初中物理教學(xué)中，阿基米德原理是難點(diǎn)和重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。因?yàn)槌踔袑W(xué)生的思維正處于過(guò)度發(fā)展時(shí)期，即由形象思維過(guò)度至抽象思想，所以初中學(xué)生對(duì)知識(shí)并沒(méi)有比較強(qiáng)的綜合能力，進(jìn)而大大提高教學(xué)難度。作為物理老師，應(yīng)如何對(duì)物理教學(xué)進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，如何在對(duì)初中學(xué)生思維不增加負(fù)擔(dān)的前提下，將物理知識(shí)構(gòu)建過(guò)程全部完成，因此這在物理教學(xué)過(guò)程中是一大關(guān)鍵之處。本文結(jié)合筆者多年教學(xué)實(shí)踐，深入分析阿基米德原理教學(xué)難點(diǎn)的成因，并以此為依據(jù)，提出一些有效的解決突破方法。[1]

一、教學(xué)難點(diǎn)

1.實(shí)驗(yàn)涉及到的有關(guān)知識(shí)和演示。

（1）難點(diǎn)成因：針對(duì)阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)，它所涉及到不少知識(shí)點(diǎn)，包括物體浮沉條件的運(yùn)用、用在同一直線上的力的合成、二力平衡、物體之間力的作用是相互的、對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行正確運(yùn)用等，因此阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是比較復(fù)雜的，同時(shí)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)，手續(xù)比較麻煩。由于初中學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)概況能力、實(shí)驗(yàn)觀察能力、知識(shí)運(yùn)用能力比較低，進(jìn)而難點(diǎn)予以構(gòu)成。[2]

（2）突破方法：第一，針對(duì)目標(biāo)，診斷補(bǔ)償。通過(guò)運(yùn)用提問(wèn)和書(shū)面形式，將和新知識(shí)緊密有關(guān)的舊知識(shí)提出來(lái)，以進(jìn)行有效測(cè)試，將反饋獲取的信息作為主要依據(jù)，對(duì)于初中學(xué)生出現(xiàn)的前置知識(shí)缺陷，對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)習(xí)性教學(xué)，以保證新知識(shí)教學(xué)的順利進(jìn)行，學(xué)習(xí)到更多的新知識(shí)，有效遷移舊知識(shí)。第二，將高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)提綱擬出來(lái)。其中，實(shí)驗(yàn)提綱的順序?yàn)椋浩湟?，石塊的實(shí)際重量為多少牛頓？石塊的視重為多少牛頓？其二，石塊在水中產(chǎn)生的浮力為多少牛頓？應(yīng)該選用哪一種方法來(lái)對(duì)浮力進(jìn)行測(cè)試？其三，石塊排開(kāi)的水重為多少牛頓？石塊排開(kāi)的水重和石塊受到的浮力之間存在什么關(guān)系？其四，木塊自為多少牛頓？木塊受到的浮力為多少牛頓？應(yīng)將什么道理作為主要依據(jù)，對(duì)浮力進(jìn)行測(cè)試？木塊排開(kāi)的水重和木塊受到的浮力是相等的嗎？通過(guò)閱讀提綱、診斷補(bǔ)償，便能夠使教學(xué)目的實(shí)現(xiàn)。

將現(xiàn)象和知識(shí)的接合點(diǎn)找準(zhǔn)確。針對(duì)阿基米德原理實(shí)驗(yàn)，在對(duì)其進(jìn)行演示時(shí)，常常會(huì)一口氣將物體排開(kāi)的水全部倒入小桶中，然后將彈簧指針指示原位現(xiàn)象作為主要依據(jù)，便能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生深感不解的做法。在對(duì)阿基米德原理實(shí)驗(yàn)演示時(shí)，筆者的做法為：分三次進(jìn)行倒水，其中，第一次先將一半水倒入桶內(nèi)，停止下來(lái)后，讓學(xué)生對(duì)彈簧秤指針進(jìn)行深入觀察，觀察指針停在哪個(gè)位置，同時(shí)初中學(xué)生應(yīng)對(duì)為什么指針沒(méi)有停到原來(lái)位置進(jìn)行深入思考。在將其進(jìn)行清楚分析后，應(yīng)再對(duì)第二次水進(jìn)行倒入桶中，同時(shí)留下一點(diǎn)水，不要全部將水倒完，然后再讓學(xué)生對(duì)彈簧秤指針還差一點(diǎn)點(diǎn)沒(méi)有到達(dá)原來(lái)位置，對(duì)水還沒(méi)有倒完進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。在第三次中，將石塊排開(kāi)的水全部倒完，針對(duì)物體排開(kāi)的水重和浮力的大小是相等關(guān)系，能夠使初中學(xué)生對(duì)其產(chǎn)生更加深入的理解。同時(shí)還能夠?qū)⑽锢斫虒W(xué)的魅力進(jìn)行有效增強(qiáng)。

二、教學(xué)難點(diǎn)

1.浮力大小的決定因素

（1）難點(diǎn)成因：第一，針對(duì)阿基米德原理數(shù)學(xué)表達(dá)式，初中學(xué)生在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)用來(lái)進(jìn)行問(wèn)題解答時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生兩種錯(cuò)誤，即：其一，經(jīng)常會(huì)將排開(kāi)液體的密度錯(cuò)弄成物體的密度；其二，誤認(rèn)排開(kāi)液體體積和物體的體積是相等的。第二，由于初中學(xué)生沒(méi)有對(duì)有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行充分準(zhǔn)備，針對(duì)一個(gè)方程，初中學(xué)生就將其定為只含有1個(gè)未知量，針對(duì)阿基米德原理數(shù)學(xué)表達(dá)式內(nèi)的浮力，它是由排開(kāi)液體的體積、液體的密度同時(shí)進(jìn)行決定的。

（2）突破方法：第一，對(duì)ρ液和V排的含義進(jìn)行著重強(qiáng)調(diào)，ρ液并不是物體的密度，而是液體的密度，在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一定要將其進(jìn)行混淆。V排不是物體的體積，而是物體排開(kāi)的液體體積，只有物體浸沒(méi)時(shí)，V排物=V才會(huì)成立。第二，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)難點(diǎn)、疑問(wèn)進(jìn)行有效破解。具體實(shí)驗(yàn)步驟為：其一，石頭應(yīng)在水中慢慢浸入，對(duì)彈簧秤讀數(shù)變化進(jìn)行有效觀察，以對(duì)初中學(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo)，得到一個(gè)正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即浸在同一液體中的物體，隨著排開(kāi)液體體積的變大，浮力也會(huì)隨之變大；其二，使石塊完全浸入水內(nèi)，然后對(duì)彈簧秤進(jìn)行緩慢移動(dòng)，如果彈簧讀數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化，則說(shuō)明浸沒(méi)后浮力和深度之間是沒(méi)有關(guān)系的；其三，改用濃鹽水，不再運(yùn)用水，當(dāng)石塊完全浸入濃鹽水時(shí)，對(duì)和水中彈簧秤讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)排開(kāi)液體體積一樣時(shí)，浮力會(huì)隨著液體密度的變大而變大。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)后，針對(duì)浮力大小影響因素，學(xué)生會(huì)對(duì)其具有更為深入的理解和認(rèn)識(shí)。[3]

三、難點(diǎn)

1.單位計(jì)算要求非常嚴(yán)格

（1）難點(diǎn)成因：第一，一定要對(duì)國(guó)際單位制進(jìn)行使用。第二，量和量的單位計(jì)算。

數(shù)學(xué)只對(duì)量的計(jì)算進(jìn)行研究，而物理學(xué)除了會(huì)對(duì)量進(jìn)行計(jì)算，還對(duì)單位計(jì)算給予高度重視。針對(duì)同一量的單位換算，學(xué)生對(duì)其反映是比較難以理解的，因而在換算量與量之間的單位時(shí)，學(xué)生便會(huì)非常容易出錯(cuò)，進(jìn)而構(gòu)成難點(diǎn)。

（2）突破方法：對(duì)有關(guān)物理量的單位換算進(jìn)行復(fù)習(xí)。針對(duì)公式，對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)調(diào)解題時(shí)，ρ液的單位應(yīng)選用kg/m3，g的單位用N/kg，V排的單位用m3，浮力的單位為N。另外，應(yīng)進(jìn)行即時(shí)訓(xùn)練，同時(shí)向?qū)W生解釋說(shuō)明復(fù)合單位和數(shù)字相同，可以對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行參與。[4]

[1]蘇青聯(lián).對(duì)浮力及阿基米德原理教法的探討[J].教學(xué)與管理.2018(08).

[2]周慶霞,侯孝文.用阿基米德原理/平衡力巧解浮力問(wèn)題[J].黑龍江教育(中學(xué)版).2017(35).

[3]包雪梅.“阿基米德原理”演示實(shí)驗(yàn)的投影設(shè)計(jì)[J].黑龍江農(nóng)墾師專學(xué)報(bào).2017(01).

[4]劉震平.關(guān)于阿基米德原理的理解[J].教學(xué)與管理.2017(03).