中學物理學習中,我們要學到聲學、光學、電學、磁學、力學的入門知識,這對剛接觸物理這一學科的學生很難做到融會貫通。物理學中這幾個方面的知識,既相互聯系又各自獨立。中考物理考試中對浮力的考查比重越來越大(僅次于電學),并且難度也相應增大。那么學生應該怎樣理解浮力,又應該怎樣去復習呢?
力是物體對物體的作用,任何兩個物體之間都存在相互作用的力,大到宇宙里的行星,小到分子、原子之間的相互作用。浮力是力的一種表現形式,要想學好浮力,首先必須對力有深刻的了解。力是怎么產生的呢?力的產生必須具備兩個條件:①必須有兩個或兩個以上的物體。②物體間必須有相互作用(可以不接觸)。知道了力的產生,那么力具有那些性質呢?物體間力的作用是相互的(相互作用力在任何情況下都是大小相等,方向相反,作用在不同物體上)。兩物體相互作用時,施力物體同時也是受力物體;反之,受力物體同時也是施力物體。通過上述敘述我們應該了解到,任何兩個物體之間都有相互的作用力,只不過是大小不同,這就是我們所說的萬有引力。那么,力又是怎么表現出來的呢?力可以改變物體的運動狀態,力可以改變物體的形狀。也就是說,如果一個物體的運動狀態發生了變化,或者形狀發生了變化,那么該物體一定受到了力的作用,這是學生學習力學必須掌握的前提基礎。
力的概念是本節的重點,阿基米德原理是本節的重點也是難點。學生在生活中及小學的自然課上對浮力認識已有一定的基礎,教師在教學時要考慮學生的認知基礎,通過直觀形象的教學工具加深學生對知識的理解和掌握,通過進行試驗操作來提高學生對物理知識的學習興趣。例如,讓學生通過操作“造船比賽”“雞蛋能在水中浮起來嗎”等實驗,使他們能直觀地理解什么是浮力,并要求學生思考:浮力的大小與哪些因素有關?最后,教師通過課件展示,得出阿基米德原理。
一、設置懸念,激發興趣
首先,我對兩個經常會看到的現象設置了疑問:“樹葉落到河里,為什么總飄浮在河面上?”“幾個小朋友玩耍皮球,不小心把皮球掉進了樹洞里,聰明的小朋友把樹洞灌滿水,皮球就漂浮上來,這是為什么?”這些問題并不讓學生馬上回答,給學生留下懸而未解的問題。“學源于思,思源于疑”,為突出本課的重點起到了作用,同時,也激起了學生求知的欲望。
二、玩中探究,獲得新知
玩是孩子的天性,看著實驗桌上的水槽浮著這么多東西,學生早己按捺不住了,于是,我抓住他們的心理,對他們說:“浮著的是什么?想不想玩?我們一起來試一種新的玩法。先用手按住塑料泡沫。慢慢向下壓,壓到水底慢慢松手,反復幾次,體會手的感覺。在玩的過程中,發現了什么?”話音剛落,學生就玩了起來,盡情地用這四種浮著的物體實驗。實驗后,學生很自然地回答出來:“把這些東西按到水底再輕輕松手時,感覺到水里有什么東西向上頂手……”然后,教師通過演示平衡尺變化的實驗,讓學生實實在在地感覺到水的浮力的存在。事實讓學生信服,水的浮力確實存在,而且其方向是向上的。在盡情地“玩”的過程中有所體驗,有所發現,學生的動手能力和探究能力也隨之得到培養。
三、自主設計,探究新知
在水中浮著的物體都受到水的浮力,那么在水中下沉的物體是否也受到水的浮力呢?對這一教學難點,我是采用這樣的辦法突破的。我拿著鉤碼、鉛片、球形橡皮泥一一呈給學生,并問學生:“既然水是有浮力的,那么把這些物體放在水中會怎樣?為什么?”同學們大膽猜測,有的說鉤碼會沉,橡皮泥會浮,有的說這些東西都會沉,說法不一。我要求學生把這些物體放入水中,并說:“誰的猜測是正確的呢?讓我們一起看看。”學生把這些材料輕輕放入水中,鉤碼、橡皮泥立刻沉入水中,鉛片先浮在水中,用手一碰,也漸漸沉入水中。學生紛紛舉手發言,有的說鉤碼、橡皮泥不受水的浮力,有的認為它們在水中都受到了浮力,爭論的氣氛十分濃厚。這時,我不失時機地追問:“現在大家說的都只是猜想,事實究竟怎樣呢?你們說說怎么辦?怎樣設計?用什么材料?”同學們開始討論,提出設計方案,他們有不懂之處時就參閱課本,看到測力計、鉤碼時,通過討論很快想出辦法:用測力計去稱,先稱出鉤碼在空氣中的重量,然后再稱出鉤碼在水中的重量,這兩個重量一比較,重量減輕了,說明鉤碼受到水的浮力。通過實驗,學生親自證明了水中下沉的物體也受到水的浮力,突破了本課的難點。
教師在教學時采用半扶半放的方法,首先要求學生觀察實驗現象,產生疑問,而后進行預測,再讓學生討論設計實驗,檢驗下沉物體是否受到水的浮力。通過探索性實驗,達到培養學生能力的目的,同時,也培養學生了勇于質疑和創造性思維,并通過學生親自進行實驗,增強了學生的自信心。我為了鞏固學生對浮力知識的掌握,讓他們各抒己見,聯系生產、生活實際說說浮力的廣泛應用。學生都踴躍發言,課堂氛圍很活躍。
在教學中,教師要求學生從經驗、生活和實驗中的現象猜測,要避免猜測的盲目性。由于學生個體的差異及實驗的自主選擇,教師要避免“整齊劃一”,保證多樣性,發揮學生的主觀能動作用。同時教師應有充分的準備來應對學生猜測的“意外”,例如,猜浮力與深度有關等。學生并沒有從生活中或已有的經驗出發,這樣猜測就有一定的局限性,此時教師可加以引導。
四、教學反思
通過讓學生猜測,然后通過操作實驗驗證學生的猜測,這種教學方法能有效地提高學生的學習積極性,激發他們的學習興趣。同時,在進行實驗操作時,不僅能提高學生的動手能力,還加深了學生對知識的掌握程度。
總之,教師在縱覽“力的基礎”的前提下,引導學生分析浮力特有的性質,只有這樣才能使學生對浮力有更深入的了解。
【責編 馮立偉】