“測量液體密度的實(shí)驗(yàn)”教學(xué)案例與反思

高子斌

摘要：《測量液體密度的實(shí)驗(yàn)》這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是掌握測量液體密度的方法，學(xué)會用量筒測液體體積，通過探究活動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。學(xué)生已經(jīng)掌握了測密度的一般步驟，但運(yùn)用到具體情況中時，大部分學(xué)生還不能把問題考慮得完整、透徹，獨(dú)立操作能力一般。所以，如何引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中建立和理解“測量液體密度”的方法是本節(jié)課的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：測量；方法；反思

一、課堂設(shè)計

教師將學(xué)生分成小組進(jìn)行討論，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生通過自主的學(xué)習(xí)活動與合作交流體會，發(fā)現(xiàn)已有方案或問題解決辦法的缺陷與不足，來激起學(xué)生對新方案或新辦法的探究。

二、具體安排

1.通過開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)測密度的原理。

2.實(shí)驗(yàn)所需器材。

3.分小組討論實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計實(shí)驗(yàn)過程。

4.由每組推選出代表，就設(shè)計的方案逐個發(fā)言。

5.進(jìn)行組與組之間的爭論，得出最合理的實(shí)驗(yàn)方案。

三、活動實(shí)施過程

我用投影儀出示課題：請設(shè)計出測量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)方案，并問學(xué)生：“看到這個課題，你想要知道什么問題？”

張軍首先站起來說：“我想知道實(shí)驗(yàn)原理是什么？”

劉佳接著說：“實(shí)驗(yàn)的器材有哪些？”

孫俊杰：“鹽水的濃度與鹽水的密度有沒有關(guān)系？”

劉秀梅：“能有多少種測鹽水密度的方法？”

“同學(xué)們能提出這么多問題，真是太好了。那么我們首先把實(shí)驗(yàn)的原理解決了，其他問題我們邊設(shè)計邊解決。那么，誰能說出這個實(shí)驗(yàn)的原理呢？”

劉佳舉手回答：“實(shí)驗(yàn)原理是密度公式ρ=m/v。”

“大家同意不同意呢？”

學(xué)生齊聲回答：“同意。”

“那么這個實(shí)驗(yàn)需要哪些器材呢？下面請同學(xué)們獨(dú)自思考設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，并在組內(nèi)討論，然后各組按照設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案選取器材。現(xiàn)在大家桌上放了一些器材，可以選用，也可以不用，如果還需要其它器材，老師可以提供。給大家十分鐘時間。”

學(xué)生認(rèn)真地思考著，積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計，我巡視指導(dǎo)，各組內(nèi)不時發(fā)出爭論聲，氣氛非常活躍。

“剛才同學(xué)們交流得都很認(rèn)真，現(xiàn)在哪個組發(fā)言人代表你們組給全班同學(xué)講一講設(shè)計方案，其它組員進(jìn)行補(bǔ)充。”

第一組：

中心發(fā)言人：我們組討論后的設(shè)計方案是：

1.用已調(diào)好的天平測燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1。

2.把燒杯中的鹽水倒入量筒中，測出鹽水的體積v。

3.再用天平測出空燒杯的質(zhì)量m2。

4.利用密度公式，算出鹽水的密度ρ=（m1-m2）/v。

“你們組的其他組員有沒有補(bǔ)充？”

“第二步應(yīng)是把燒杯中的鹽水全部倒入量筒中。”石磊補(bǔ)充說。

第二組：

中心發(fā)言人：我們組多用一個小燒杯，實(shí)驗(yàn)方案是：

1.用調(diào)好的天平先測小燒杯的質(zhì)量m1。

2.把鹽水倒入小燒杯，測鹽水和小燒杯的總質(zhì)量m2。

3.再把小燒杯中的鹽水倒入量筒中，測鹽水的體積v。

4.根據(jù)密度公式，可得ρ=（m2-m1）/v。

第三組：

中心發(fā)言人：我們組把量筒當(dāng)容器使用，設(shè)計的方案是：

1.用調(diào)好的天平先測量筒的質(zhì)量m1。

2.把燒杯中的鹽水倒入中，測鹽水和量筒的總質(zhì)量m2。

3.讀出量筒中鹽水的體積v。

4.根據(jù)密度公式，可得ρ=（m2-m1）/v。

第四組：

中心發(fā)言人：我們組沒用量筒，我們用了兩個三角板間接地測體積，實(shí)驗(yàn)方案是：

1.用調(diào)好的天平先測小燒杯的質(zhì)量m1。

2.我們用了測長度時特殊的測量方法，測出小燒杯的直徑d，學(xué)生邊說邊演示。

3.通過計算，求出小燒杯的底面積s=π（d/2）2。

4.把大燒杯中的鹽水倒入小燒杯中，用三角板測出液面的高度h。

5.計算出鹽水的體積v=sh=π（d/2）2h。

6.用天平測出小燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2。

7.用密度公式，可知ρ=（m2-m1）/π（d/2）2h。

“大家說這組設(shè)計的方案有什么優(yōu)點(diǎn)？”

話音未落，張志勇同學(xué)立刻站起來說：“他們的實(shí)驗(yàn)方案能用到我們以前學(xué)到的知識，能把舊知識貫穿到新知識中，非常好。”

聽到他的回答，我點(diǎn)了點(diǎn)頭，笑著問：“他說得好不好？”

“太好了！”

第五組：

中心發(fā)言人：我們組用了一個標(biāo)有容量的飲料瓶，實(shí)驗(yàn)方案是：

1.用調(diào)好的天平測出飲料瓶的質(zhì)量m1。

2.把鹽水倒?jié)M飲料瓶。

3.再用天平測出裝滿鹽水的飲料瓶的總質(zhì)量m2。

4.用密度公式，可得：ρ=（m2-m1）/v。

“我認(rèn)為這組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計很獨(dú)特，我們應(yīng)當(dāng)鼓勵鼓勵他們。”我?guī)ь^鼓掌，學(xué)生也跟著鼓掌……

“還有沒有其他的方案了？”

第六組：中心發(fā)言人站起來說：我們組與第一組的差不多，方法是：

1.用調(diào)好的天平測出大燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1。

2.把燒杯中的鹽水倒入量筒中一部分，讀出體積v。

3.再用天平測出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m2。

4.再用密度公式，可得ρ=（m2-m1）/v。

各組都爭著表述自己的設(shè)計方案，我把不同的設(shè)計方案依次寫在黑板上。

“同學(xué)們看看大家一共設(shè)計了幾種方案？”

“六種。”

“同學(xué)們設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案都很好，但這些方案是不是什么時候都適用？實(shí)驗(yàn)室測量時最適合用哪種？討論一下。”

學(xué)生開始激烈地討論起來。討論結(jié)束后，路美娜猶豫著站起來說：“我認(rèn)為第四、五組的方案不適合實(shí)驗(yàn)室測量，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室要求測量的比較精確，而他們只能粗略地測量。”

我點(diǎn)點(diǎn)頭問道：“誰還有？”

話音未落，李陽搶著回答：“第五組的方案如果鹽水給的不多，就無法裝滿飲料瓶，也無法知道鹽水的體積。”

“第四組方案如果裝鹽水的容器不規(guī)則，就無法測出鹽水的體積了。”張志勇也補(bǔ)充說。

“大家說他們說得好不好呢？”

學(xué)生：“非常好。”

我微笑著帶頭鼓起掌來，學(xué)生跟著一起鼓掌。看到學(xué)生情緒高漲，我及時問：“那么其他幾種呢？”學(xué)生這時看著黑板認(rèn)真的思考著。

過了幾分鐘，劉秀梅站起來說：“第一組的方案如果量筒的量程小，鹽水也倒不下，沒法繼續(xù)測量。我認(rèn)為往量筒倒一部分不影響測量，如果這樣就是第六組的方案了。”

張軍接著說：“第二組的方案把小燒杯的鹽水倒入量筒中，總有一部分鹽水留在小燒杯中，測出的體積偏小，測量不準(zhǔn)。”

李陽：“第三組的方案把量筒當(dāng)容器使用在測質(zhì)量時不方便，容易傾倒，我認(rèn)為不好。”

“大家有沒有同感？”“有。”

“剛才同學(xué)們發(fā)表了自己的看法，我發(fā)現(xiàn)大家沒有對第六組的方案提意見，那么是不是第六組的方案適合實(shí)驗(yàn)室測量呢？”

劉佳：“我認(rèn)為第六組的方案適合實(shí)驗(yàn)室測量，它沒有前面幾種方案中倒不下、裝不滿的問題，也沒有倒不凈的問題，測量的誤差也小。”

“說得非常好，有沒有不同意見？”“沒有。”

看到學(xué)生討論得差不多了，我及時總結(jié)道：“經(jīng)過大家的討論，我們確定了實(shí)驗(yàn)室測量液體密度的實(shí)驗(yàn)步驟是第六組同學(xué)設(shè)計的方案。在做實(shí)驗(yàn)以前誰還有什么問題？”

李安龍問道：“老師，測液體密度有沒有直接測量的儀器？”

“這個問題問得非常好，你非常敢想！能提出問題說明你動腦筋了，提出問題就是解決問題的開始，提出問題比解決問題更重要。現(xiàn)在有一種測密度的儀器叫密度計，我們把它放入液體中就可以讀出液體的密度。我們以后會學(xué)習(xí)到，大家課后可以先查閱資料，認(rèn)識一下密度計。現(xiàn)在我們開始實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計表格，紀(jì)錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。”

……

四、課后體會

由于學(xué)習(xí)內(nèi)容是開放的，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動是自主的，而且學(xué)生之間存在各種差異，因此面對同樣的問題，學(xué)生會出現(xiàn)各種各樣的思維方式，產(chǎn)生各種不同的結(jié)果，有些甚至是出乎意料的。所以讓學(xué)生在獨(dú)立自主的基礎(chǔ)上進(jìn)行合作，能為學(xué)生提供更多參與、交流、討論的機(jī)會，能滿足學(xué)生充分展示自我的心理需要。同時，我們通過生生互動，使學(xué)生看到問題的不同側(cè)面，對自己和他人的觀點(diǎn)進(jìn)行反思和批判，從而建起更深層次的理解，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的認(rèn)識和記憶。

通過這樣的活動，我確實(shí)體會到通過全體學(xué)生的參與，使學(xué)習(xí)氣氛高漲，學(xué)習(xí)熱情提高，比單純地給學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟效果好多了。但是在這次活動中，有些小組成員只是流于形式，還沒有真正參與到討論中。在以后的教學(xué)活動中，我還要多組織這樣的活動，培養(yǎng)起學(xué)生自主參與的意識，使探究學(xué)習(xí)、開放學(xué)習(xí)、互助學(xué)習(xí)深入進(jìn)行下去，使學(xué)生的學(xué)習(xí)變被動為主動，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高他們善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

【責(zé)編 張景賢】