初中物理“浮力”模塊教學策略研究

徐 惺

(江蘇省常熟市昆承中學錦荷校區(qū) 215500)

“浮力”是流體靜力學中非常重要的一類基礎知識，也是初中物理力學體系中非常重要的組成部分.但是“力學”模塊物理知識本身有很強的抽象性、實踐性、綜合性與繁雜性，增加了學生學習這部分物理知識的難度.特別是在“力學”模塊教學中如果只是采取講授式教學模式，那么會直接影響初中生學習物理知識的興趣與效果，變革與創(chuàng)新“浮力”模塊物理知識的教學模式與方法勢在必行.

一、創(chuàng)設良好教學情境，激發(fā)學生學習興趣

在指導學生學習“浮力”模塊教學知識期間，為了可以提高學生學習這部分知識的效果，需要注意從激發(fā)學生學習浮力部分知識的興趣入手，科學地創(chuàng)設良好的教學情境，促使他們可以在學習浮力部分物理知識期間可以開展深入而有效地思考.考慮到初中生思維比較活躍，平時會更加喜歡動手操作，所以教師要摒棄以往直接灌輸和講授浮力部分知識的教學理念，靈活地運用視頻導入、探究實驗等教學情境創(chuàng)設方式方法，為學生創(chuàng)設一個趣味性比較強的物理知識學習情境，有效激發(fā)他們學習興趣，這樣可以顯著提升了他們學習物理知識的效果.

例如，在“浮力”模塊物理新知導入環(huán)節(jié)中，教師可以采取視頻導入的方式，將《世界科學知識》欄目當中關(guān)于《飄在水上的銅塊》一個節(jié)目的視頻片段播放給學生，引導學生思考“你們覺得銅塊可以漂浮在水面上面嗎？那么是何種力量使銅塊漂浮起來的？”在觀看視頻的時候，學生以往的生活經(jīng)驗與觀看的視頻展示的結(jié)果之間形成了矛盾，有效地激發(fā)了學生的求知欲和探索欲.然后教師可以繼續(xù)詢問學生：“我們?nèi)粘Ｉ钪杏心男〇|西可以漂浮在水面之上，你們知道是為什么嗎？”在這些問題激勵下，學生會積極思考和討論，以這種方式就可以順利地完成浮沉知識在課堂中的導入.然后在正式開展課堂教學期間，教師同樣可以靈活地運用多媒體為學生播放“盛有清水的水槽中分別放上鐵塊和木塊的演示實驗”，使學生觀看二者的漂浮狀態(tài)，并針對性指導它們的受力情況，之后可以鼓勵他們大膽思考和想象，借助自主設計“沉入水底的鐵塊是否會受到浮力？”、“浮力大小及其影響因素？”等一些探究性實驗方案，借助這種教學指導方式可以深化學生對“浮力”模塊物理知識的理解與認識.此外，在指導學生學習完浮力部分物理知識后，可以在課堂上為他們設計一些自主練習題，幫助他們鞏固課堂所學浮力知識，如“浮力的成因是？”、“水中物體受到的浮力方向是？”、“浮力大小影響因素包括哪些？”等等，以此可以有效提升學生學習的效果.

二、重視開展實驗教學，突破物理教學難點

在浮力部分物理知識教學期間，由于涉及到比較多的抽象知識點或復雜的數(shù)學問題，增加了學生學習難度.如果直接采取講授式教學模式，無法使學生快速理解與掌握這些知識點，這時候教師可以靈活地運用物理實驗，輔助學生理解相關(guān)物理知識點，幫助他們快速突破“浮力”模塊物理知識學習難點.基此，在平時開展物理實驗教學期間，教師可以多為學生留置一些物理演示實驗或探究性實驗開展的時間與空間，以此激發(fā)他們學習這部分物理實驗知識的興趣，提高他們學習的效果.

圖1 圖2

例如，在為學生展示浮沉部分知識期間，可以自制圖1所示的浮沉子，在課堂上為學生演示用力擠壓瓶子發(fā)現(xiàn)其中小瓶子下沉，而松手之后小瓶子又會重新上浮的實驗，之后啟發(fā)學生思考這個實驗的原理是什么，為什么浮沉子可以上浮或下沉？又如，為了幫助學生探討浮力的影響因素，可以為他們提供木塊、量筒、燒杯以及彈簧秤等有關(guān)實驗用具，指導學生結(jié)合所學的浮力部分知識自行設計探究性實驗，對浮力的影響因素進行自主探究，以試驗的方式可以幫助學生更好地理解相關(guān)物理知識，同時也有效地提升了他們自身的動手操作能力.此外，為了可以使學生深刻理解潛水艇的潛水原理，也可以通過自主制作簡易試驗器具(圖2)的方式，確保學生可以借助演示實驗或動手操作的過程中深刻理解相關(guān)浮力知識.

三、重視典型例題教學，提升物理解題能力

在指導初中生學習和掌握上述“浮力”模塊涉及到的理論概念、規(guī)律與性質(zhì)等基礎知識的基礎上，為了有效提升初中生的物理解題能力，還必須要重視針對這部分的典型例題開展教學指導.但是在指導學生開展例題教學期間，必須要摒棄以往“題海戰(zhàn)術(shù)”的教學理念，科學地設計變式訓練、圖像教學等解題教學方案，力求持續(xù)提升初中生解決“浮力”模塊方面問題的能力，具體要點如下：

1.靈活開展變式訓練.在指導初中生開展解題訓練期間，變式訓練是最為有效地一種教學訓練方式，對優(yōu)化學生解題思路，提高學生解題能力有很大幫助.特別是對“浮力”部分物理問題，由于其涉及到彈力、重力、密度、力的平衡、力與運動等眾多知識點，所以求解相應類型題中也會包含比較多的物理量，如拉力、密度、浮力、體積、重力以及質(zhì)量等等.針對這種類型的基礎浮力類型題，可以基于某一簡單的物理題，通過對題目條件進行合理設計來構(gòu)成難度不同的變式習題組，以此幫助學生可以快速理解與掌握所學的浮力部分知識.

例1如圖3所示，在某裝有清水容器中浸沒有一個體積為100cm3的圓柱形物體(底面積為5cm2)，已經(jīng)水面和圓柱體上表面保持持平，水深為10cm，試求圓柱體所受的浮力大小( ).

A.1N B.0.5N C.0N D.無法判斷

圖3

解析該道關(guān)于浮力的問題主要考察了學生對浮力產(chǎn)生原因的理解情況，具體就是物體的上表面與下表面受到了液體對其產(chǎn)生壓力的合力作用.而在本道題目中，圓柱體上表面和下表面均不會受到水的作用力，所以浮力為0N，正確答案選C.

變式題：如圖4所示，在某盛有水的容器中浸有一個高為10cm，體積為80×10-6cm3的鼓形物體，其上下底面積均為5×10-4cm2，已知容器中水面和物體上表面相持平，且容器底與物體底緊密接觸在儀器，試求該物體所受的浮力大小( ).

A.1N B.0.5N C.0N D.無法判斷

圖4

解析通過對例1和該變式題進行對比分析，看似二者基本上表述都是一樣的，所以許多初中生在求解的時候會直接選擇答案0N，但是仔細分析變式題的題干信息，即可發(fā)現(xiàn)容器中的物體不是圓柱體，其上下表面積雖然相同，但是其他部分也會承受液體向上的壓力，所以可以形成向上的合力，基于浮力形成的原因以及阿基米德原理可知，在物體底部沒有和容器底部完全接觸的狀態(tài)下，其需要承受0.3N的浮力.

通過借助這種變式訓練，可以避免初中生在學習浮力部分知識或者解決浮力方面物理問題的時候出現(xiàn)思維定勢問題，有效鍛煉了他們的思維能力，使他們可以靈活運用所學浮力知識去求解問題，提升了知識遷移能力和物理求解能力.

2.注重開展圖像教學.在浮力部分物理知識學習期間，由于涉及到浮力實驗知識，并且浮力的力學分析同樣會包含圖像，所以為了提高學生的解題能力，要注意加強圖像教學，使他們可以靈活地運用表格或圖像來求解某些物理問題，強化他們靈活運用物理知識、圖像知識以及數(shù)學知識的能力，有效提升自身的物理問題求解能力.基此，在平時教學中，教師要抓住在講解密度、體積、質(zhì)量、浮力等相關(guān)物理量的時候以圖像的方式將它們之間的關(guān)系直接呈現(xiàn)出來，強化數(shù)形結(jié)合思想的滲透，使學生可以結(jié)合圖像去獲取必要的求解知識，提升他們求解物理問題的能力.

例2甲乙兩個物體的質(zhì)量與體積之間的關(guān)系如圖5所示，試問下述表述正確的為( ).

A.在水中擱入甲物體，那么一定會漂浮在水面之上

B.在水中擱入乙物體，那么一定會沉入在水面之下

C.將等體積的甲乙兩物體捆綁在一起擱入水中，那么一定漂浮在水面之上

D.將等體積的甲乙兩物體捆綁在一起擱入水中，那么一定沉入在水面之下

圖5

解析該道題的題目文字表述簡短，只給出了圖像.如果學生不懂得讀圖和審圖，那么就會影響他們的解題.如果學生具有讀圖能力，那么可以快速了解圖5所示圖像中的橫縱軸分別代表體積與質(zhì)量，對應的圖像斜率則表示甲乙兩物體的密度.通過計算可知，ρ甲>ρ水>ρ乙，所以可以快速判斷選項A和B是錯誤的.如果將甲乙兩物體捆綁在一起，那么其平均密度ρ甲+乙=1/2(ρ甲+ρ乙)>ρ水，所以可知二者捆綁放入水中會沉入水面之下.

總之，“浮力”模塊物理知識是初中物理教學的重難點.為了幫助學生快速掌握這部分物理知識，提升學生求解問題的能力，教師可以從創(chuàng)設良好教學情境，激發(fā)學生學習興趣入手，平時注重開展實驗教學，幫助學生突破物理教學難點，配合典型例題教學，力求不斷提升他們的物理解題能力.