注重物理實驗在教學(xué)中的作用

文/吳征勇

摘 要：新課程背景下的物理教學(xué)注重對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，強調(diào)以學(xué)生的全面發(fā)展為目標(biāo)。為了提高學(xué)生對物理知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，教師在教學(xué)過程中應(yīng)該充分發(fā)揮實驗在教學(xué)中的作用。以《物體的浮沉條件及應(yīng)用》教學(xué)為例，說明物理實驗在教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生掌握、運用物理知識的作用。

關(guān)鍵詞：物理實驗；教學(xué)；浮沉條件

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在三維目標(biāo)中的情感、態(tài)度、價值觀部分強調(diào)物理課程應(yīng)使學(xué)生具有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、生產(chǎn)的意識，重視科學(xué)技術(shù)對自然環(huán)境、社會發(fā)展的影響。針對《物體的浮沉條件及應(yīng)用》這一節(jié)內(nèi)容，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確規(guī)定教學(xué)要使學(xué)生具有運用物體的浮沉條件解析生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象的能力。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，教學(xué)中要特別注重實驗發(fā)揮的作用，讓學(xué)生充分理解物體的浮沉條件，為學(xué)生在生活實踐中應(yīng)用物體的浮沉條件打下堅實的基礎(chǔ)。

一、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)引入是教學(xué)的起始，成功的教學(xué)引入能立刻吸引學(xué)生的注意力，產(chǎn)生學(xué)習(xí)知識的動機，讓學(xué)生自然地進入新課的學(xué)習(xí)。豐富多彩的實驗是物理區(qū)別與其他學(xué)科的一個重要的特征，由于物理實驗比基礎(chǔ)理論知識更加直觀，能給學(xué)生帶來最深刻的體驗，所以采用物理實驗作為教學(xué)引入比其他手段更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在《物體的浮沉條件及應(yīng)用》的教學(xué)過程中，筆者演示兩個小實驗作為教學(xué)引入。

1.將氣球灌滿水并浸沒在水中，松開手后氣球會上浮，最后漂浮在水面上。往水中逐漸滴入酒精，會看到氣球懸浮在混合液中。

2.在空氣中投出充有氫氣和二氧化碳?xì)怏w的兩個氣球，觀察它們在空中的運動方向。

這兩個實驗器材簡單易得，學(xué)生十分熟悉，實驗操作簡單，同時能給學(xué)生帶來新的體驗。通過這兩個實驗?zāi)荞R上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使他們自然地進入新課的學(xué)習(xí)。

二、鞏固舊知識，引出新知識，檢驗理論的準(zhǔn)確性

知識的學(xué)習(xí)過程是一個循序漸進的過程，新知識要在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上進一步分析歸納得出。在物體浮沉條件的教學(xué)中，筆者在復(fù)習(xí)浮力大小和方向的基礎(chǔ)上，有意識地指引學(xué)生對研究對象進行受力分析，畫出物體受力的示意圖，再根據(jù)二力平衡條件及力與運動的關(guān)系，判斷出浸沒在液體中的物體的浮沉條件。

這個部分教學(xué)設(shè)計的目的是讓學(xué)生利用已學(xué)的知識，從理論上推導(dǎo)出物體浮沉的條件，讓學(xué)生對結(jié)論的得出有一個清晰的認(rèn)識過程。但是學(xué)生內(nèi)心里往往會產(chǎn)生事實是否也是這樣的疑問。心理學(xué)家認(rèn)為動手實驗比傾聽、觀察更易于理解和掌握知識，所以光從理論上推導(dǎo)物體的浮沉條件還不夠，還需要讓學(xué)生動手操作實驗，從實驗中驗證物體的浮沉條件，以達到加深對物體浮沉條件的理解。

為了能從實驗中得出物體的浮沉條件，筆者利用彈簧測力計、天平、溢水杯、量筒、針筒、三個完全相同的小藥瓶、水槽等器材進行實驗，實驗步驟如下：

1.往三個小藥瓶中注入適量的水，使三個小藥瓶分別能沉沒、懸浮、漂浮在水槽中。

2.用彈簧測力計分別測出上述三種情景下小藥瓶的重力G。

3.用天平分別測出三個小藥瓶的質(zhì)量m。

4.把最重的小藥瓶放入裝滿水的溢水杯中，用量筒量出溢出水的體積V排。（即小藥瓶的體積V物）。

5.利用密度公式測出各種情景下小藥品的密度ρ物，再利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排算出三個小藥瓶浸沒在水中時浮力的大小，通過比較F浮與G物，ρ物與ρ水的大小關(guān)系。

這個實驗探究過程雖然會花費較多的時間，但學(xué)生可以進一步鞏固測量物體的密度和阿基米德原理等舊知識，還可以從實驗得出物體的浮沉條件，使學(xué)生徹底消除對理論推導(dǎo)出物體浮沉條件準(zhǔn)確性的懷疑，有利于學(xué)生全面地理解、掌握知識。

三、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和運用知識的能力

我們學(xué)習(xí)知識的目的是要為生產(chǎn)、生活服務(wù)，而物體浮沉條件的應(yīng)用是將物理知識運用于生產(chǎn)、生活的一個重要領(lǐng)域。因此，物體浮沉條件應(yīng)用教學(xué)的核心在于引導(dǎo)學(xué)生運用物體的浮沉條件，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力和運用知識解決問題的能力。教學(xué)中可利用以下幾個實驗來培養(yǎng)學(xué)生的能力。

1.利用事先收集用完的小藥膏（鋁質(zhì)），把小藥膏殼擠癟，蓋上蓋子投入水中，觀察到小藥膏殼沉在水底。把小藥膏殼撈出，弄成空心狀，再次蓋上蓋子并浸沒在水中，觀察到小藥膏殼會上浮，最終漂浮在水面上。

2.把密度比水大的橡皮泥放入水中，它會下沉。再把它捏成一艘小船，發(fā)現(xiàn)它會漂浮在水面上，而且上面還可以承載一些重物。

以1、2兩個小實驗為依托，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，也呈現(xiàn)出密度比水大的物體只要把它做成空心且空心的程度足夠大，我們就能使它漂浮在水面上。將這個知識遷移到輪船，學(xué)生就能認(rèn)識到用鋼鐵等密度大于水的材料制造的船，由于把它做成空心的，它排開水（或海水）的體積增大，受到的浮力也隨之增大，所以它能夠漂浮在水面（或海面）上。

3.組織學(xué)生用大試管、橡皮管、橡皮塞、針筒制作潛水艇模型，用針筒往外抽氣或往里壓氣來改變試管內(nèi)空氣的體積，從而改變試管內(nèi)的水量，實現(xiàn)控制自制潛水艇的下沉和上浮。

4.組織學(xué)生利用大塑料袋、鐵絲、固體蠟、膠帶等物品制作一個孔明燈，在教室內(nèi)放飛一個孔明燈（注意安全）。固體蠟點燃后塑料袋內(nèi)的空氣被加熱，使其內(nèi)部的一部分空氣被排出，則G物＜F浮，孔明燈上升。

通過模擬潛水艇的下沉和上浮和自制孔明燈這兩個實驗活動既讓學(xué)生明白潛水艇和熱氣球的工作原理，又培養(yǎng)了學(xué)生動手實踐的能力和運用知識的能力。同時通過這兩個實驗讓學(xué)生在實踐中有成功的體驗，讓他們變得更加自信，能更加積極主動地參與到教學(xué)中來。

總之，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)牢牢抓住教學(xué)的重難點，合理、廣泛地設(shè)計實驗，讓學(xué)生主動參與實驗。充分發(fā)揮實驗在教學(xué)中的作用，提高學(xué)生對知識的理解和運用能力，這既是當(dāng)前素質(zhì)教育的要求，也是實現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展目標(biāo)的途徑之一。

編輯 謝尾合