關(guān)于物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題解析

王學(xué)軍

【摘要】物理中浮力應(yīng)用作為流體靜力學(xué)中應(yīng)用性較強(qiáng)的關(guān)鍵知識點，也是物理教學(xué)過程中的重要知識點之一。從物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題的教學(xué)策略出發(fā)，論述了高校的物理教師應(yīng)當(dāng)如何引導(dǎo)學(xué)生主動探究物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題，希望能夠為物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題解析研究工作提供新的參考意見。

【關(guān)鍵詞】物理 浮力應(yīng)用 綜合性問題 分析

一、物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題的教學(xué)策略闡述

1.物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題——關(guān)于“一切浸在液體中物體，都會受到浮力”的教學(xué)策略闡述

眾所周知，在《論浮體》中阿基米德曾經(jīng)清晰的描繪了關(guān)于流體靜力學(xué)中浮力的基本原理，這個原理可被劃分為兩個內(nèi)容，第一個內(nèi)容是假設(shè)我們將一個物體全部浸泡在處于靜止?fàn)顟B(tài)的水中，且物體與水之間維持著非常穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，則水作用于該物體上的力的方向與重力的方向呈現(xiàn)出相反方向的狀態(tài)，其浮力的大小等于被此物體排開的水的重力。第二個內(nèi)容是如果這個物體上半部分漂浮在水面上，下半部分則處在靜止的水中，那么該物體將受到來自于向上的作用力，且這個作用力的大小等于物體所排開的那部分水的重力。

然而，由于這一純概念性質(zhì)的描述使得學(xué)生難以理解浮力在其中的應(yīng)用，為此高校的物理教師應(yīng)當(dāng)用直觀的實驗教學(xué)形式來開展物理中浮力應(yīng)用的教學(xué)。高校的物理教師應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備剪掉瓶底的可樂瓶、燒杯以及乒乓球等器材，在實驗前可通過情景假設(shè)問題的形式來提升學(xué)生對于該篇章內(nèi)容學(xué)習(xí)的積極性，比如高校的物理教師可以提出，“這里有一個剪掉瓶底的可樂瓶，老師在里面放入一只乒乓球，接著再向可樂瓶灌水，請問乒乓球會不會浮起呢”等類似的問題。學(xué)生會根據(jù)日常生活經(jīng)驗認(rèn)為可樂瓶中的乒乓球一定會浮起來，但是當(dāng)高校的物理教師將乒乓球放入瓶底朝上瓶口朝下的可樂瓶中，使用燒杯往乒乓球上倒水，引導(dǎo)學(xué)生觀察可樂瓶中的乒乓球的運(yùn)動情況，他們會發(fā)現(xiàn)水不斷從瓶口中流出，但是可樂瓶中的乒乓球并沒有按照學(xué)生所認(rèn)定的那樣出現(xiàn)上浮的現(xiàn)象，通過這種與學(xué)生日常生活經(jīng)驗產(chǎn)生沖突的實驗教學(xué)形式，從而激發(fā)了學(xué)生重構(gòu)觀念心理欲望的同時，還能夠降低學(xué)生對于物理中浮力這一章的學(xué)習(xí)抵觸情緒。

這里是一個圖片除此之外，在開展一切浸在液體中物體，都會受到浮力這一理論實驗教學(xué)過程中，高校的物理教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察乒乓球在可樂瓶中運(yùn)動情況，通過觀察浸在水里的乒乓球的下方是否有水，從而讓學(xué)生形成正確的認(rèn)知，即并非所有浸沒在水里的物體都會受到來自于浮力作用，只有當(dāng)該物體的下方有液體時才能受到來自于浮力作用。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生觀察日常生活中常常見到的水里的橋墩、打在河床里的木樁等物體，找到水里的橋墩、打在河床里的木樁為什么不會浮起來的原因，從而使物理中浮力應(yīng)用這一知識能夠深入的理解。

2.物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題——關(guān)于“浸在水里下沉的物體是否受水的浮力”的教學(xué)策略闡述

對于浸在水里下沉的物體是否受水的浮力這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)，高校的物理教師所選擇的教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)與關(guān)于“一切浸在液體中物體，都會受到浮力”的教學(xué)模式一致，即采用直觀的實驗教學(xué)形式。高校的物理教師應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備200g的砝碼、透明度較高的裝水器材以及彈簧秤，關(guān)于“浸在水里下沉的物體是否受水的浮力”的教學(xué)實驗過程如圖所示，高校的物理教師首先使用彈簧秤測量出砝碼的重力（彈簧秤示數(shù)為F1），其次使用彈簧秤測量砝碼全部浸沒在裝水器材的水里中時彈簧秤的讀數(shù)（彈簧秤示數(shù)為F2），依據(jù)浮力的公式，計算出砝碼在裝水器材的水里時所受到的浮力大小為F（?。?Fl-F2。最后，將砝碼不斷的往下沉，此時高校的物理教師應(yīng)當(dāng)及時提醒學(xué)生認(rèn)真觀察彈簧秤所顯示的示數(shù)在隨著砝碼不斷的下沉?xí)r的變動情況。此時，學(xué)生可以觀察到彈簧秤所顯示的示數(shù)在隨著砝碼不斷的下沉?xí)r仍然小于物體的重力（彈簧秤示數(shù)為F1），從而驗證浸在水里下沉的物體仍然受到浮力的影響。

二、高校的物理教師應(yīng)當(dāng)如何引導(dǎo)學(xué)生主動探究物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題

1.物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)滿足學(xué)生的智力需求

依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)工作的開展應(yīng)當(dāng)立足于學(xué)生發(fā)展需求和已有的知識儲備、日常生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，即學(xué)生已有的知識儲備、日常生活經(jīng)驗就是物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)工作開展的起點，高校的物理教師在開展物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)工作時，必須對本班級學(xué)生已有的知識儲備進(jìn)行全面調(diào)查，結(jié)合本班級學(xué)的實際的知識儲備情況制定出符合學(xué)生發(fā)展需要的物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)工作開展路徑，唯有此才能夠達(dá)到讓學(xué)生輕輕的跳起來就能摘到果子的理想目標(biāo)。以關(guān)于“浸在水里下沉的物體是否受水的浮力”的教學(xué)為例，高校的物理教師不應(yīng)當(dāng)在未開展直觀的實驗教學(xué)模式前直接的引入浮力的概念，而是應(yīng)當(dāng)先讓學(xué)生使用彈簧秤測算出被測量的物體所受的重力，并且讓學(xué)生親身體驗用手托舉彈簧秤下所測量的物體，及時反饋彈簧秤上的讀數(shù)的變化，從而讓學(xué)生能夠直觀的感受到彈簧秤上所變化的讀數(shù)相當(dāng)于手向上托舉所測量的物體的力。隨后，再把掛在彈簧秤的物體浸入水中時觀察彈簧秤的讀數(shù)，高校的物理教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生觀察彈簧秤上的讀數(shù)的變化，此時學(xué)生會發(fā)現(xiàn)彈簧秤上的讀數(shù)出現(xiàn)減小的現(xiàn)象，這一階段高校的物理教師應(yīng)當(dāng)向?qū)W生拋出問題，即“造成彈簧秤上的讀數(shù)出現(xiàn)減小現(xiàn)象的原因有哪些？”引導(dǎo)學(xué)生由物體浸入水中時水對物體產(chǎn)生向上的托力，從而引入浮力基礎(chǔ)性的概念，這種由日常生活經(jīng)驗轉(zhuǎn)向物理學(xué)中基本知識的知識遷移形式，能夠使學(xué)生迅速的理解水對物體產(chǎn)生的浮力相當(dāng)于彈簧秤上減小的讀數(shù)，通過這種形式能夠為接下來物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)工作開展奠定興趣基礎(chǔ)。

2.物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)點燃學(xué)生的探究激情

眾所周知，興趣是最好的老師，點燃學(xué)生的探究激情應(yīng)當(dāng)從興趣愛好開始入手。我國著名心理學(xué)家潘菽則認(rèn)為，興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)中最真實、最活躍的有機(jī)構(gòu)成部分。點燃學(xué)生的探究激情就能夠有效的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，利用這種學(xué)習(xí)物理的積極性從而有效的提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)成績。學(xué)生處于對新事物有著異常強(qiáng)烈的好奇心以及求知欲的階段，在這一時期學(xué)生的思維主要依賴于親身體驗的形象思維，這種親身體驗的形象思維僅僅具備初級的抽象思維能力，使得學(xué)生嚴(yán)重缺乏空間想象能力以及高度概括能力。高校的物理教師應(yīng)當(dāng)注意的是物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動是一次充滿著縝密思維以及理性認(rèn)知的活動，這就使得學(xué)生所面對的物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動充滿著枯燥無味的數(shù)字、復(fù)雜多變的計算公式、高度簡潔的概括以及多維度的分析思路，顯而易見，這種枯燥乏味的物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動很難激發(fā)學(xué)生的探究興趣?；诖?，高校物理教師在開展物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動時應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合物理知識的教學(xué)特點，通過將抽象的空間想象轉(zhuǎn)換為直觀的形象思維，從而使學(xué)生的求知欲望與物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動之間能夠碰出興趣的火花，激活學(xué)生對于探究物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題的欲望。以關(guān)于“浸在水里下沉的物體是否受水的浮力”的教學(xué)為例，在這一章的教學(xué)中高校的物理教師需要與學(xué)生共同探究物體的浮沉條件，而這需要學(xué)生具備相應(yīng)的空間想象能力，如果高校的物理教師采取傳統(tǒng)的知識灌輸?shù)男问?，勢必難以使學(xué)生感覺到物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動的樂趣。為此，高校的物理教師應(yīng)當(dāng)通過將物體所受到的重力以及物體所受到的浮力進(jìn)行比較，進(jìn)而使抽象的空間想象轉(zhuǎn)換為直觀的物理現(xiàn)象，使得學(xué)生能夠激發(fā)對于物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)探究活動的樂趣。首先，物理教師引導(dǎo)學(xué)生分別在可樂瓶內(nèi)裝上不同質(zhì)量的水，使裝了水的可樂瓶能夠在水中保持著上浮、懸浮、以及下沉狀態(tài)。其次，高校的物理教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生分別測量出裝了水的可樂瓶處于上浮、懸浮以及下沉狀態(tài)所受到的重力以及浮力。最后，將裝了水的可樂瓶處于上浮、懸浮、以及下沉狀態(tài)所受到的重力以及浮力進(jìn)行列表對比，通過直觀比較以及分析論證的形式使學(xué)生能夠直觀的理解物體浮沉條件。

3.物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)重視浮力應(yīng)用的典型例題

由于受到應(yīng)試教育的影響，高校的物理教師往往傾向于使用題海戰(zhàn)術(shù)來使學(xué)生在解題的過程中理解浮力應(yīng)用這一概念，然而實際情況卻是學(xué)生在物理題海中游得精疲力竭，與此同時他們的能力并沒有得到應(yīng)有的提升。實際上，盡管物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題研究千變?nèi)f化，但是物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題的變僅限于浮力題目的結(jié)構(gòu)，即其所設(shè)置的物理情境，而物理中浮力應(yīng)用的內(nèi)涵、思想等內(nèi)在的本質(zhì)特征卻是沒有任何變化的。為此，高校的物理教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生從“多變”的外在形式中找到“不變”的本質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的知識遷移的能力，使學(xué)生能夠理解物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題。

三、結(jié)束語

綜上所述，物理浮力教學(xué)是高中物理教學(xué)的重點也是教學(xué)的難點，因此，在物理孝科學(xué)家過程中，物理教師需要加強(qiáng)物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題解析研究工作，通過滿足學(xué)生的智力需求、點燃學(xué)生的探究激情以及重視浮力應(yīng)用的典型例題等相關(guān)方面入手，從而引導(dǎo)學(xué)生能夠增強(qiáng)對于物理中浮力應(yīng)用的綜合性問題的學(xué)習(xí)興趣。

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