“物體浮沉”教學(xué)設(shè)計(jì)中的若干改進(jìn)

摘 要：本文根據(jù)本人對這一節(jié)課的課堂反復(fù)實(shí)踐，從學(xué)生課堂理解程度和課后習(xí)題反饋出發(fā)，對本節(jié)課的教學(xué)在創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入環(huán)節(jié)、探究浮沉影響因素環(huán)節(jié)、探究浮沉條件環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)和反思，最大限度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂的有效性。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì)；改進(jìn)；創(chuàng)設(shè)情景

“物體的浮沉”一課是蘇科版八年級物理第二學(xué)期第四章第五節(jié)的內(nèi)容，它是在之前學(xué)了重力、浮力和力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系之后的一節(jié)整合性課程。這節(jié)課的知識點(diǎn)在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用很多，充分體現(xiàn)了《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中的要求——從生活走向物理，從物理走向社會。根據(jù)初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，教材以生活中常見、普遍的物理現(xiàn)象作為討論問題的切入點(diǎn)，讓學(xué)生感受到親切和熟悉，從而愉快地進(jìn)入物理科學(xué)世界的探究。通過對這一節(jié)課的反復(fù)推敲、實(shí)踐、結(jié)合學(xué)生的反饋，本人從以下幾個(gè)方面對這節(jié)課的教學(xué)過程進(jìn)行了一些改進(jìn)。

一、 創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)

教材模式：

教材中給出了這樣兩個(gè)生活情景：①鐵塊會沉入水底，用鋼鐵制造的輪船卻能漂浮在水面上；②同樣用鋼鐵制造的潛水艇，在水中卻既能下潛又能上浮。從而提出問題：物體的浮與沉是由什么因素決定的呢？來引出了所學(xué)課題。這種用一兩個(gè)例子引出課題的方法雖然顯而易見，但顯得有些蒼白，正所謂“百聞不如一見”，十次見聞不如一次動(dòng)手。

教學(xué)改進(jìn)：

針對這個(gè)問題，我將課題的引入做了如下改進(jìn)：取兩塊等體積的實(shí)心木塊和鐵塊，分別將它們浸入水中后松手，發(fā)現(xiàn)木塊上浮最終浮在水面上，而鐵塊下沉最終沉在容器底部。為什么木塊上浮而鐵塊下沉呢？這就是今天我們所要學(xué)習(xí)的課題“物體的浮沉”。讓我們一起帶著疑問來進(jìn)行探究吧。

點(diǎn)評：

通過一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地觀察到有的物體是上浮的，而有的物體是下沉的，從而使學(xué)生在大腦中產(chǎn)生疑惑，激發(fā)他們探索的興趣，很大程度地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，大大提高了課堂效率。改進(jìn)后的引入不僅直接引出了課題，同時(shí)為我后面將要進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)做了鋪墊。

二、 探究影響物體浮沉的因素環(huán)節(jié)

教材模式：

在這個(gè)探究活動(dòng)中，教材直接就給出了若干物體，要求學(xué)生分別將它們放入水中，觀察得出最終浮在水面上的物體和最終沉在水底的物體各有哪些，然后想辦法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)使浮在水面上的物體沉下去；使沉在水底的物體浮上來，最后分析得出物體的浮沉是由物體所受的浮力和重力兩個(gè)因素共同決定的。

其實(shí)，對于物體的浮沉原因，學(xué)生在潛意識里都會有個(gè)錯(cuò)誤意識：就是認(rèn)為重的物體一定是沉下去的，而輕的物體一定是浮上來的。所以，我就利用了這一點(diǎn)，讓學(xué)生親自通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)原來我們一直公認(rèn)的說法是錯(cuò)誤的，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步想要探究的興趣。

教學(xué)改進(jìn)：

根據(jù)剛才觀察到的現(xiàn)象，我首先讓學(xué)生猜想木塊上浮鐵塊下沉的原因。學(xué)生受潛意識的影響猜想木塊上浮鐵塊下沉的原因有兩個(gè)：①鐵塊比木塊重；②鐵的密度比木大。針對這兩個(gè)猜想，我請同學(xué)們相互討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對猜想的兩個(gè)原因進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。驗(yàn)證第一個(gè)猜想時(shí)，有學(xué)生演示了如下現(xiàn)象：用大木塊和小鐵塊分別再放入水中，觀察它們的浮沉情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大木塊還是浮在水面上而小鐵塊仍沉在水底，從而證實(shí)第一個(gè)猜想是錯(cuò)誤的。驗(yàn)證第二個(gè)猜想時(shí)，學(xué)生束手無策，不知如何通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探究。這時(shí)我通過展示一張輪船的圖片來加以引導(dǎo)，提問學(xué)生：“輪船是鋼鐵做成的，為什么輪船可以浮在水面上呢？”細(xì)心的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)原來鋼鐵制輪船是中空的，所以能浮在水面上。從而學(xué)生就會想到這樣的實(shí)驗(yàn)：將一張鐵片直接放入水中是沉底的，而將鐵片折成“船”狀后卻能浮在水面上了，這就否決了密度大的物體下沉，密度小的物體上浮，也證實(shí)第二個(gè)猜想還是錯(cuò)誤的。

點(diǎn)評：

學(xué)生通過親自實(shí)驗(yàn)否定了原有的意識后，就會迫切地想要理解到底為什么不同物體會出現(xiàn)上浮和下沉的原因呢。在讓學(xué)生經(jīng)歷了視覺與思維的強(qiáng)烈碰撞后，再進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)也就順理成章了，學(xué)生也就會帶著濃厚的好奇心專注、高效地繼續(xù)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，課堂效率也就明顯提高了。

繼續(xù)探究：

接著我請同學(xué)們再將桌面上的器材：帶蓋的空玻璃瓶、裝有鋼珠的氣球、雞蛋分別放入水中，觀察哪些物體是浮在水面上的？哪些物體是沉入水底的？學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：浮在水面上的物體是帶蓋的空玻璃瓶，沉入水底的物體是裝有鋼珠的氣球和雞蛋。針對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的這三個(gè)現(xiàn)象，我請同學(xué)們想辦法將浮在水面上的物體沉入水底，將沉入水底的物體浮在水面上，并通過實(shí)驗(yàn)來展示。學(xué)生相互討論并設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)后回答：在空玻璃瓶中裝些鋼珠可以使它沉入水底，將氣球吹大并扎緊氣球口可以使它浮在水面上，往水中加鹽并攪拌后可以使雞蛋浮在水面上。我繼續(xù)追問：這三種方法從力學(xué)角度分析的話實(shí)質(zhì)是分別改變了哪個(gè)力的大小呢？學(xué)生思考后回答：方法一是改變了物體的重力；方法二是通過增大排開液體的體積增大了物體所受的浮力；方法三是增大液體的密度增大雞蛋所受的浮力。通過這一系列的探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生歸納總結(jié)出：物體浮沉的原因是由物體所受的浮力和重力共同決定的，當(dāng)物體所受浮力大于其自身重力時(shí)，物體上浮；當(dāng)物體所受浮力小于其自身重力時(shí)，物體下沉。

點(diǎn)評：

在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)過程中我發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在的孩子動(dòng)手能力比較差，學(xué)生要把橡皮泥捏成碗狀有一定的困難；另外，即使捏成了碗狀放入手中后發(fā)現(xiàn)其浮在水面上了，但提問學(xué)生此時(shí)把橡皮泥捏成碗狀實(shí)際是改變了什么呢？學(xué)生只會想到改變了形狀，很難引導(dǎo)他們想到“碗狀”的橡皮泥放入水中實(shí)際是增大了排開水的體積，從而增大了其所受浮力的大小。因此，我將橡皮泥換成了裝有適量鋼珠的氣球就解決了上面的問題。因?yàn)閯傞_始裝有適量鋼珠的癟氣球是沉在水底的，學(xué)生通過將氣球吹大后系住氣球口再放入水中就浮在水面上了，吹大氣球的過程學(xué)生很容易理解是氣球的體積變大了，再引導(dǎo)學(xué)生理解其實(shí)是通過增大排開水的體積從而增大了其浮力，并且當(dāng)氣球所受浮力大于自身重力時(shí)，它就上浮最終浮在水面上了。這樣一環(huán)扣著一環(huán)的實(shí)驗(yàn)探究過程，符合初中學(xué)生的邏輯思維能力，學(xué)生容易接受并理解這一重難點(diǎn)，同時(shí)也一定會對該知識點(diǎn)牢牢吃透，大大減少了做題的錯(cuò)誤率。

三、 探究物體浮沉條件的環(huán)節(jié)

教材模式：

教材在講解物體浮沉條件時(shí)采用了對物體進(jìn)行受力分析的方法得出結(jié)論的，這樣的教學(xué)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生在學(xué)完力與運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識后來理解浮沉條件也更順理成章。

教學(xué)改進(jìn)：

美中不足的是缺少動(dòng)態(tài)的過程，所以我采用動(dòng)畫和受力分析相結(jié)合的方法來講解物體的浮沉條件。首先，我演示將木塊浸入水中后松手，發(fā)現(xiàn)木塊漸漸浮上來，接著我用PPT展示我用手壓著木塊浸在水中靜止時(shí)的畫面，讓學(xué)生對此時(shí)的木塊進(jìn)行受力分析。學(xué)生不難分析出，木塊受到向下的重力、手對它向下的壓力和向上的浮力，木塊在三個(gè)力的作用下保持靜止，所以這三個(gè)力為一對平衡力，接著我繼續(xù)追問：當(dāng)我松手的瞬間，手對木塊還有壓力嗎？學(xué)生回答：松手后，手對木塊沒有壓力，壓力為零。那當(dāng)壓力突然變?yōu)榱銜r(shí)，木塊所受浮力和重力大小不變，因此木塊所受的重力就小于浮力，所以我們看到PPT動(dòng)畫上木塊向上浮起。

點(diǎn)評：

整個(gè)上浮的過程中，學(xué)生親眼看到木塊重力、浮力大小都沒變，也就是浮力一直大于重力，所以木塊上浮，但當(dāng)木塊上表面剛要離開水面時(shí)，木塊所受浮力逐漸變小了，重力大小沒變，直到浮力減小到等于重力時(shí)，木塊就浮在水面上不動(dòng)了，也就是物理學(xué)上所說的漂浮狀態(tài)。對于鐵塊下沉，我也是通過動(dòng)畫演示和受力分析得出當(dāng)物體所受浮力小于重力時(shí)，物體下沉。通過PPT動(dòng)畫展示后，可以將抽象的過程可視化，學(xué)生就不用憑空在腦中構(gòu)想這個(gè)過程了，更容易理解和運(yùn)用浮沉條件。

本節(jié)課通過讓學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)來否決關(guān)于物體浮沉的前錯(cuò)誤意識，一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，另一方面也通過親身實(shí)踐更加加深了物體浮沉應(yīng)滿足的條件，比老師純粹地給出結(jié)論來得更加有說服力。雖然對本節(jié)課的教學(xué)做了一些改進(jìn)，但上完之后給我的感覺中不足的地方在于實(shí)驗(yàn)的探究過程開放性不夠，整個(gè)一堂課的探究就是老師給出范圍，然后牽著學(xué)生朝老師的預(yù)定方向前進(jìn)，沒有創(chuàng)新性，只是純粹地經(jīng)歷了一下探究的步驟：提出問題—做出猜想—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論。

作者簡介：

陶悅，江蘇省常熟市，常熟市福山中學(xué)。