一道測量鹽水密度實驗題引發的思考

劉海波

題目：測量鹽水密度，有A、B兩組器材。A組：天平、量筒、彈簧測力計、刻度尺；B組：水、細線、小石塊、正方體小木塊、兩個相同的燒杯、兩端開口的玻璃管、橡皮膜、鹽水。請你在A組器材中只選取一種器材，B組器材中可以任意選取若干種所需器材，將所選取的器材組合使用，測出鹽水密度。

分析：此題是筆者在初三年級第一輪復習人教版第十一章《多彩的物質世界》第四節《測量物質的密度》后專門設計的一道測量實驗題，出題的目的是考查學生對密度的理解，考查學生利用浮力知識、壓強知識測量物質的密度，考查學生對于力學部分核心內容（密度、壓強、浮力）的綜合應用，特別是九年級學生在經歷一年的物理學習之后，解題的方法較多，因而此題具有很大的開放空間。

我在講解該題前，思考到底是就題講題，把此題的多種解法一一給學生講解后，讓學生熟記測量的實驗步驟和鹽水的密度表達式，還是放開手讓學生自己想方法，綜合運用所學知識，讓學生充分展示自我。想到物理課程不僅應注重科學知識的傳授和技能的訓練，而且應注重對學生學習興趣、探究能力、創新意識以及科學態度、科學精神方面的培養，而此題正好可以考查學生綜合運用知識的能力，培養學生獨立思考的精神和創造精神，并能調動學生學習物理的積極性，所以就給學生留足了時間，便于學生討論交流。我以小組為單位，讓每個小組討論交流測量鹽水密度的實驗方案，我提前告訴學生此題有多種方案測量鹽水的密度。時間過了不到一分鐘，馬上有學生舉手。

方法一：選取的器材是天平、鹽水、水、兩個燒杯。第一步，用調好的天平測出空燒杯的質量為m1；第二步，在燒杯內裝滿水，用天平測出質量為m2；第三步，在燒杯內裝鹽水，用天平測出質量為m3，從而導出鹽水密度的表達式。

我對此同學投去贊許的目光，并追問學生此實驗方案的注意事項是什么，有同學回答：“兩燒杯必須裝滿液體，保證兩種液體的體積相同。”同學們又思考了一會兒，我提示學生可以利用浮力知識巧妙地解決天平測質量問題。另一小組同學舉起手說出第二種方法。

方法二：選取的器材是量筒、鹽水、水、正方體小木塊。第一步，在量筒中裝入適量的水體積為v1，把小木塊放入量筒的水中讀出水的體積為v2；第二步，在量筒中裝入相同體積的鹽水體積為v1，把小木塊放入量筒的鹽水中讀出鹽水的體積為v3，從而導出鹽水密度的表達式。

學生講完，我帶頭鼓起掌來，班級響起了鼓勵的掌聲。我接著追問，此方案主要應用哪些物理原理？此生接著回答：“利用了兩次小木塊在水中和在鹽水中都是漂浮，浮力等于重力，兩次浮力相等。”沒有思考出實驗方案的小組顯得比較著急，我又接著提示：剛才小組利用漂浮，還可以利用彈簧測力計、小石塊，利用稱重法測浮力，過一會兒有小組同學說出第三種實驗方法。

方法三：選取的器材是彈簧測力計、鹽水、小石塊、細線、水、兩個燒杯。第一步，用彈簧測力計測出小石塊在空氣中的重力為G；第二步，用彈簧測力計掛著小石塊全部浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數為G1；第三步，用彈簧測力計掛著小石塊全部浸沒在鹽水中，讀出彈簧測力計的示數為G2，從而導出鹽水密度的表達式。

課上到此時，我深感非常欣慰，學生能巧妙地利用浮力知識測出鹽水的密度，說明學生對于密度和浮力理解得非常深刻，我為學生在課堂上積極思考、勇于探索的精神所感動。我又提示學生兩端開口的玻璃管、橡皮膜、器材沒有同學選擇，不一會兒，就有同學想出了第四種方法。

方法四：選取的器材是刻度尺、鹽水、開口的玻璃管、橡皮膜、細線、水、燒杯。第一步，在兩端開口的玻璃管的一端用細線纏緊橡皮膜，將水倒入玻璃管內，觀察橡皮膜的凸起程度，用刻度尺測出水的深度為h1；第二步，在玻璃管內倒入鹽水，使橡皮膜的凸起程度相同，用刻度尺測出鹽水的深度為h2，從而導出鹽水密度的表達式。

有的學生意猶未盡，下課后還有學生找到我，講出第五種實驗方案。想到學生在這節課上和課后的表現，我久久不能平靜，我真正明白了“興趣是最好的老師”這句話，興趣支配著學生的注意力，又調節著學生的情感，是調動學生學習的原動力。當學生沒有任何思路的時候，當學生思維陷入困境時，我及時進行點撥，適當給予引導，為學生搭建一個臺階，激發了學生的探究興趣。以后我會在課堂教學中多開發一些一題多解的探究實驗題，激活學生思維，激發學生的學習興趣，培養學生的科學探究能力，培養學生觀察分析問題的能力，以達到培養創新人才的目的。

（責任編輯 馮 璐）