以《阿基米德原理》為例探討初中物理規(guī)律教學(xué)的方法

周琴

摘要：本文主要從“習(xí)得、理解、應(yīng)用、延伸”四個(gè)方面介紹阿基米德原理這一物理規(guī)律的教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中，將阿基米德原理進(jìn)行了重演，讓學(xué)生體驗(yàn)了知識(shí)的發(fā)展歷程，注重物理方法的教學(xué)，物理思維的培養(yǎng)，著力提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理規(guī)律;教學(xué)方法;模式

中圖分類號(hào)：G633.7?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2020）08-073-2

物理規(guī)律（包括物理定律、定理、原理、法則等）反映了物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下必然發(fā)生，發(fā)展和變化的規(guī)律，它反映了運(yùn)動(dòng)變化的各因素間的本質(zhì)聯(lián)系，揭露了事物本質(zhì)屬性間的內(nèi)在關(guān)系。初中物理規(guī)律的學(xué)習(xí)模式，學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，經(jīng)歷“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索規(guī)律、討論規(guī)律和運(yùn)用規(guī)律”的過(guò)程。

一、習(xí)得——?jiǎng)?chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索規(guī)律

初中階段，最主要的是通過(guò)觀察，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有時(shí)也可以從對(duì)已有知識(shí)的分析展開(kāi)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還可以從生活生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中的現(xiàn)象與應(yīng)用情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在教學(xué)的開(kāi)始階段，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)好便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的情景，要有利于引導(dǎo)學(xué)生探索規(guī)律。助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愿望。下面以《阿基米德原理》為例，具體呈現(xiàn)這一教學(xué)過(guò)程：

做做想想：將空易拉罐，慢慢按入裝滿水的容器中，模擬阿基米德洗澡的過(guò)程，觀察易拉罐浸入水中體積的多少與排出水體積的多少關(guān)系。

易拉罐浸入水中的體積越大，排開(kāi)水的體積就越大，即：物體浸入水中的體積=物體排開(kāi)水的體積。浮力的大小，跟它浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)。浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。物體浸入水中的體積就是物體排開(kāi)水的體積。上述結(jié)論也可以說(shuō)浮力的大小，跟它排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)。排開(kāi)液體的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。

提問(wèn)：液體的密度和（排開(kāi)液體的）體積相乘等于什么？——質(zhì)量

邏輯推導(dǎo)過(guò)程：

（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

要探究物體所受浮力的大小跟它排開(kāi)液體的重力存在什么聯(lián)系？需要解決的兩個(gè)問(wèn)題：

①如何測(cè)量物體受到的浮力？——稱重法測(cè)浮力

②如何測(cè)量被物體排開(kāi)的液體所受到的重力？——“排水法”測(cè)水的重力（2）實(shí)驗(yàn)所需的器材：彈簧測(cè)力計(jì)，重物，盛有水的燒杯，溢水杯，空杯，細(xì)線等。（介紹溢水杯的使用方法）

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：

①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出空小桶的重力

②用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體的重力

③將重物浸入盛滿水的溢水杯中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

④用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出溢出水和小桶的總重力

⑤計(jì)算出小石塊受到水的浮力和排出水的重力，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中

（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)（略）

（4）分析總結(jié)：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在誤差允許范圍內(nèi)，物體所受浮力的大小和它排開(kāi)的水所受到的重力相等，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，我們多做幾次實(shí)驗(yàn)。上述教學(xué)過(guò)程思路為：引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)和分析推理的基礎(chǔ)上進(jìn)行猜想，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證、修正猜想，得出科學(xué)的結(jié)論。

二、理解——引導(dǎo)學(xué)生對(duì)規(guī)律進(jìn)行討論

討論應(yīng)針對(duì)學(xué)生在理解和運(yùn)用中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，以便使學(xué)生獲得比較正確的理解。所以關(guān)于《阿基米德原理》的討論：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體所受到的重力。我們一定要引導(dǎo)學(xué)生去理解原理中幾個(gè)要點(diǎn)：

1.“浸在液體里的物體”的含義，包括兩種狀態(tài)：一是物體的全部體積都浸入液體里，即物體“浸沒(méi)”在液體里;二是物體的一部分浸入液體里，另一部分露在液面以上，即“漂浮”。G排是表示物體排開(kāi)的液體所受的重力，F(xiàn)浮=G 排 表示物體受到的浮力的大小，等于被物體排開(kāi)的液體所受的重力。V排是表示被物體排開(kāi)的液體的體積，當(dāng)物體全部浸沒(méi)在液體里時(shí)，V排=V物? ;當(dāng)物體只有一部分浸入液體里時(shí)，則V排

2.阿基米德原理也適用于氣體，但公式中的ρ液應(yīng)改為ρ氣。

3.由F浮 =ρ液 g V 排看出，浮力的大小只跟液體的密度（ρ液）和物體排開(kāi)液體的體積（V排）這兩個(gè)因素有關(guān)，而跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度、在液體中是否運(yùn)動(dòng)、與物體周?chē)后w的多少等因素?zé)o關(guān)。

通過(guò)這樣的討論，學(xué)生對(duì)規(guī)律就有了更加準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

三、應(yīng)用——引導(dǎo)和組織學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律

運(yùn)用、理解規(guī)律主要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和綜合運(yùn)用能力?？紤]到學(xué)生的接受能力，一般應(yīng)采取循序漸進(jìn)、逐步加深的教學(xué)方法，具體如下：

1.知識(shí)性應(yīng)用

在教學(xué)中利用其它知識(shí)為本概念、規(guī)律提供條件，運(yùn)用本概念、規(guī)律為其他知識(shí)提供條件。首先，在題型設(shè)計(jì)上對(duì)較難的習(xí)題要進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鸱?，以降低理解的難度，其次，教給學(xué)生方法，領(lǐng)悟運(yùn)用知識(shí)的要點(diǎn)，在練習(xí)的內(nèi)容中應(yīng)多與學(xué)生所熟悉的現(xiàn)象相聯(lián)系，以增強(qiáng)學(xué)生的興趣。

2.運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題

物理源于生活，服務(wù)于生活。因此，在知識(shí)運(yùn)用中，十分重要的一項(xiàng)即是要引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生善于聯(lián)系日常生活中的實(shí)際問(wèn)題學(xué)習(xí)物理，經(jīng)常用學(xué)過(guò)的規(guī)律科學(xué)地說(shuō)明和解釋有關(guān)的現(xiàn)象，逐步學(xué)會(huì)邏輯地說(shuō)理和表達(dá)，并逐步培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的正確思路和方法。例如，學(xué)習(xí)完《阿基米德原理》之后可以啟發(fā)學(xué)生思考下面的問(wèn)題：

①人走進(jìn)水里的過(guò)程中，進(jìn)入水里的體積越大，有什么感覺(jué)？請(qǐng)你用所學(xué)的物理知識(shí)進(jìn)行解釋。

②航空母艦如此之大、之重，它是靠什么浮在水面上的？這其中蘊(yùn)含著怎樣的物理知識(shí)生活，還有許多問(wèn)題值得我們?nèi)ニ伎?，掌握好物理知識(shí)就能幫助我們解決好多的實(shí)際問(wèn)題。

3.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和舉一反三的豐富想象能力

培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律的另一個(gè)重要方面，是讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理規(guī)律去對(duì)物理世界進(jìn)行獨(dú)立想象和思考，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出問(wèn)題，在學(xué)好課本知識(shí)的基礎(chǔ)上，不要局限于課本，要告知學(xué)生課本上與老師所講的知識(shí)不是百分之百地完全正確，更不是到此為止。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們必須培養(yǎng)出一代具有探索精神的學(xué)生，并讓他們?cè)趧偺みM(jìn)科學(xué)殿堂之初，就開(kāi)始奠定這種思想基礎(chǔ)。因此，要使學(xué)生在初涉物理科學(xué)的同時(shí)就知道：人類在許多領(lǐng)域中還有大量的未知規(guī)律等待著你們將來(lái)去探索、去揭示。

四、知識(shí)的拓展延伸

1.方法層面

引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)和分析推理的基礎(chǔ)上進(jìn)行猜想，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證、修正猜想，得出科學(xué)的結(jié)論。體現(xiàn)了由“情景→問(wèn)題→探究→知識(shí)”組成的情景驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，學(xué)生在不斷生成問(wèn)題和解決問(wèn)題的課堂上獲得了知識(shí)，提升了能力，形成了素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。這樣的教學(xué)思路符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)，可以推廣到其他物理規(guī)律教學(xué)的案例中。讓學(xué)生親歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的全過(guò)程，可以提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，更好的適應(yīng)社會(huì)。這也是學(xué)生走向社會(huì)之后，物理課堂留給他的寶貴財(cái)富。

2.情感、精神層面

教師在日常的物理課堂教學(xué)中，要巧妙穿插引進(jìn)物理學(xué)史的教育， 激勵(lì)學(xué)生做一個(gè)留心觀察生活的人。如在《阿基米德原理》這一課的教學(xué)中，突出介紹阿基米德在日常生活中，細(xì)心留意觀察，思考問(wèn)題，最終找到了鑒定王冠真假的方法;又如，在介紹伽利略的生平時(shí)，我們可以簡(jiǎn)單介紹他對(duì)擺動(dòng)的研究，突出介紹他細(xì)心留意觀察教堂穹頂上的吊燈，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性一事，促進(jìn)了鐘表的研制，方便了人們的生活。諸多科學(xué)家的例子告訴我們，只有細(xì)心留意觀察，才能有所發(fā)現(xiàn)，才能在這一領(lǐng)域探索到別人未曾見(jiàn)識(shí)過(guò)的東西。激勵(lì)學(xué)生做一個(gè)留心觀察生活的人。

總之，教師在進(jìn)行物理規(guī)律的教學(xué)時(shí)，必須注重物理方法的教授，物理思維的培養(yǎng)，著力提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。把物理規(guī)律的教學(xué)落到實(shí)處，才能充分發(fā)揮它們?cè)诎l(fā)展學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生能力方面的作用，才能讓學(xué)生對(duì)物理規(guī)律熟練掌握，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情和興趣，提高課堂教學(xué)效果。

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（作者單位：深圳市龍華區(qū)大浪實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 深圳 518109）