《物體的浮與沉》探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與思考

張曉麗

摘 要：“自主、探究、合作”是學(xué)生改善學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)方式，探究實(shí)驗(yàn)是重要的方式，為此不少學(xué)校和教師進(jìn)行了實(shí)踐和研究，在教學(xué)中試圖根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)能力結(jié)構(gòu)不同來嘗試并探索“探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的模式。結(jié)合“物體的浮與沉”探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：物體的浮與沉；探究；教學(xué)設(shè)計(jì)

從學(xué)生的角度分析，每個(gè)班級(jí)的情況不同，班級(jí)中學(xué)生的層次也不盡相同，用同一目標(biāo)、同一要求、同一任務(wù)的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求存在差異性的學(xué)生來說是不現(xiàn)實(shí)的，不符合學(xué)生實(shí)際的。從教師的角度分析，教師的“一言堂”教學(xué)方式轉(zhuǎn)換到以學(xué)生探究為主的教學(xué)模式，教師本身也存在著從理念到實(shí)踐操作的適應(yīng)過程。鑒于此，我們認(rèn)為探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生差異性的現(xiàn)實(shí)，給學(xué)生提供適合的教學(xué)方式，讓學(xué)生在不同層面上有所發(fā)展與進(jìn)步。

一、《怎樣使物體上浮或下沉》探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)片段

1.實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入

我的手里有一枚硬幣，現(xiàn)在我把它浸沒在水中松開手，它會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？（下沉）

如果我把一個(gè)乒乓球浸沒在水中松開手，它會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)呢？（上浮，最終漂浮）

那么，是什么力影響物體的沉與浮呢？（重力、浮力）

它們之間有什么關(guān)系呢？這就是本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容。

2.實(shí)驗(yàn)的探究過程

（1）探究物體下沉的條件

①猜想

大家猜一猜下沉的硬幣受到的浮力和重力有什么關(guān)系呢？（浮力小于重力）

②創(chuàng)造一個(gè)下沉的物體

現(xiàn)有小空瓶、重物、量筒、細(xì)線和水，怎樣來創(chuàng)造一個(gè)下沉的物體呢？大家試一試。（學(xué)生嘗試并上臺(tái)演示）

③測(cè)兩個(gè)力

我們要測(cè)哪兩個(gè)力？怎么測(cè)呢？（重力和浮力）

重力用什么來測(cè)？（彈簧測(cè)力計(jì)）

浮力怎么測(cè)，能直接測(cè)嗎？

大家思考：只利用量筒和水怎么來測(cè)浮力？阿基米德原理告訴我們?cè)趺从?jì)算浮力的？

大家回憶一下我們前面有沒有學(xué)過怎么測(cè)V排的？

（不能。根據(jù)F浮=ρ水gV排，先測(cè)V排。用量筒和水測(cè)，V排=V2-V1，那么浮力就可以計(jì)算出來了。）

④實(shí)驗(yàn)步驟

有誰能說出這個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟嗎？

（學(xué)生說出這個(gè)實(shí)驗(yàn)的步驟：a.用調(diào)節(jié)好的彈簧測(cè)力計(jì)稱出小瓶的重力G；b.向量筒中裝入一定數(shù)量的水，記下水的體積V1；c.把小瓶放入量筒中，小瓶下沉，記下水面的位置V2；d.由公式F浮=ρ水g（V2-V1）計(jì)算小瓶所受的浮力；e.對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出結(jié)論。）

⑤實(shí)驗(yàn)表格

我們來設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)表格記錄數(shù)據(jù)。老師板書，讓學(xué)生補(bǔ)充表格里的內(nèi)容，并讓學(xué)生動(dòng)手和自己一起畫。

⑥動(dòng)手實(shí)驗(yàn)

組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

讓幾組學(xué)生把他們的數(shù)據(jù)板書在黑板上。

⑦分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論

當(dāng)物體下沉?xí)r，F(xiàn)浮和G之間有什么關(guān)系呢？

學(xué)生回答。（F浮

（2）探究物體上浮的條件

①猜想

乒乓球浸沒在水中松開手后會(huì)上浮，它受到的浮力和重力有什么關(guān)系呢？（浮力大于重力）

大家仔細(xì)觀察，上浮的最終狀態(tài)是什么呢？（漂浮）

上浮和漂浮是一回事嗎？

（不是，漂浮是上浮的最終狀態(tài)，上浮是完全浸沒，漂浮是部分浸沒）

有了上面探究物體下沉條件的實(shí)驗(yàn)鋪墊，我接著引導(dǎo)學(xué)生按照上面的思路完成了下面的。

②怎么創(chuàng)造一個(gè)上浮的物體

③測(cè)兩個(gè)力

④實(shí)驗(yàn)步驟

⑤實(shí)驗(yàn)表格

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)表格記錄數(shù)據(jù)。老師板書，讓學(xué)生補(bǔ)充表格里的內(nèi)容。

在剛才的表格上進(jìn)行補(bǔ)充。

⑥動(dòng)手實(shí)驗(yàn)

組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

讓幾組學(xué)生把他們的數(shù)據(jù)板書在黑板上。

⑦分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論

當(dāng)物體下沉?xí)r，F(xiàn)浮和G之間有什么關(guān)系呢？

學(xué)生回答。（F浮>G）

3.實(shí)驗(yàn)小結(jié)

通過剛才的兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們能總結(jié)出物體下沉和上浮的條件嗎？

（物體所受重力大于浮力時(shí)，物體下沉；當(dāng)物體所受重力小于浮力時(shí)，物體上浮。）

二、課堂教學(xué)簡(jiǎn)略評(píng)述

這節(jié)課主要研究了物體浮與沉中的兩個(gè)動(dòng)態(tài)過程：下沉和上浮的條件。兩個(gè)探究活動(dòng)都體現(xiàn)了科學(xué)探究的過程，其中涉及的彈簧測(cè)力計(jì)和量筒的使用，尤其是它們的量程和分度值在實(shí)驗(yàn)前要進(jìn)行說明，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理，浮力的計(jì)算要強(qiáng)調(diào)清楚。兩次活動(dòng)中的浮力不變要引導(dǎo)學(xué)生分析，從而提高實(shí)驗(yàn)效率，最后由學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力在這節(jié)課中也得到了培養(yǎng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察、測(cè)量、計(jì)算、分析，從而得出結(jié)論，一步一步全部由學(xué)生自己完成，不同的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)思路的開放，給不同層次的學(xué)生提供了機(jī)會(huì)，體現(xiàn)了教師的引導(dǎo)作用，以學(xué)生為中心的教學(xué)課堂，整節(jié)課節(jié)奏明快，條理清晰，教學(xué)目標(biāo)明確，教學(xué)任務(wù)得以圓滿完成。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)的思考

1.對(duì)學(xué)生的思考

日常生活中物體的浮沉現(xiàn)象普遍存在，但學(xué)生對(duì)物體的浮沉現(xiàn)象僅停留在感性認(rèn)識(shí)的階段，所以本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生對(duì)物體的浮沉現(xiàn)象上升到理性階段。初二的學(xué)生好奇心強(qiáng)、形象思維能力強(qiáng)、喜歡動(dòng)手操作，并且樂于參與探究，因此教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以便更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。由于本班學(xué)生水平一般，所以把課堂開放起來，不拘泥于教材，滿足不同學(xué)生的要求。

2.對(duì)自身的思考

這節(jié)課最后圓滿地上完了，盡管備課的過程很長(zhǎng)，反復(fù)了幾遍，實(shí)驗(yàn)也嘗試了多遍，但最后看到我的學(xué)生那求知的眼神得到充實(shí)，在我的課上把疑問一一解決掉時(shí)，我真有一種成就感，現(xiàn)在，我在想，教學(xué)目標(biāo)就好像我要到達(dá)的目的地，備課是到達(dá)它的各條不同的路徑，我就是帶領(lǐng)我的學(xué)生到達(dá)目的地的引導(dǎo)者，怎樣讓我的學(xué)生以我為首，欣然隨我前往，那就看我的本領(lǐng)了。

參考文獻(xiàn)：

史獻(xiàn)計(jì).分層異步教學(xué)[J].物理教師，2010（04）：22-25.

（作者單位 江蘇省南京市旭東中學(xué)）