《浮力》探究式教學設計

楊小蘭

結合中學物理探究式教學的特點、教學模式、探究式教學設計的原則，介紹了中學物理《浮力》一節探究式教學的設計與實施，得出了通過對該節課的探究式教學，學生能夠體驗探究過程，排除生活錯覺，正確理解浮力，同時更培養了學生科學探究的能力。

中學物理科學探究浮力教學設計《浮力》一節為初中物理的重要內容，與現實生活緊密相關，學生比較熟悉也比較感興趣，但是同學們也許在日常生活中已經產生一些片面或錯誤的前概念，所以通過對本節課程的探究式教學，使學生在探究過程中結合原有生活經驗發展認知和思維能力，糾正前概念，正確理解浮力。結合中學物理探究式教學的特征和探究式教學設計的原則，進行如下教學設計。

一、教學目標

1.知識與技能。能正確認識浮力大小的決定因素；能正確表述阿基米德原理；能合理選擇實驗器材并進行熟練操作及測量；具有進行協作探究的技能。

2.過程與方法。進行猜想假設并運用控制變量法進行實驗設計，掌握測量浮力的方法，進行分析概括并演繹推理。

3.情感、態度和價值觀。體驗探究過程的樂趣和戰勝困難、解決問題的喜悅，體會合作學習的快樂。

二、教學重點

浮力大小的決定因素；阿基米德原理。

三、教學難點

糾正“漂浮的物體所受浮力大，下沉的物體所受浮力小”，“物體浮力與其輕重有關”等錯誤的前概念；阿基米德原理的內容；“排開液體體積”與“物體體積”的區別。

四、教學過程設計

1.創設情境，引出探究問題

利用多媒體等教學資源創設情境，播放畫面：一艘滿載貨物的巨輪在大海中航行，蔚藍的天空，浩瀚的海洋，雄偉的萬噸巨輪，刺激著學生們的感官，帶他們進入了學習知識的境界。緊接著設疑：畫面中的這艘巨輪受到海水給它多大的浮力？大家都知道此時彈簧測力計已經無能為力了，那么可以通過怎樣來求解呢？這時老師可以加以點撥，對浮力大小的求解，可以轉換為間接性問題浮力大小與哪些因素有關？還可從學生的生活經驗出發，人在游泳時浮力大小與哪些因素有關？通過小實驗比如在水桶中按下空飲料瓶，造“船”比賽等進一步體驗探究問題，激發學生的求知欲望和內在興趣，喚醒全體學生的學習潛能，拓展思維，成為主動學習者。

2.猜想與假設

讓學生依據已有知識及相關生活經驗大膽猜想與浮力大小有關的所有因素，并加以恰當的分析，以待通過實驗進行驗證。學生們紛紛發表意見，有的認為浮力的大小與物體的輕重有關，因為日常生活中常?？吹捷p的物體比如羽毛、乒乓球等會浮在水面上，可說明所受的浮力大，而重物鐵塊等會沉到水底，說明所受浮力?。挥械恼J為浮力的大小與物體的體積有關，比如，剛剛在畫面中看到的巨輪，體積大，所以所受浮力大；還有學生認為浮力大小與物體浸入液體的深度有關，比如，游泳時到達深處的地方感覺浮力要大；還有的同學猜想會不會在海里游泳會比在游泳池里所受浮力大，說明浮力也許與液體的密度還有關系等等。最后教師歸納所有可能的影響因素，讓學生擴展思維，發揮想象進行探究。

3.實驗設計

對學生進行分組，以4至6人為一小組，展開實驗探究活動，體現合作精神。讓學生邊實驗邊探究，邊分析，邊討論。以學生自主探究為主，教師引導為輔。先讓學生嘗試在彈簧測力計下面懸掛一鋁塊，然后再浸入水中，比較前后兩次測力計讀數的變化，并啟發學生由此是否想到測量浮力的一種方法？可提供如下參考實驗器材：溢水杯、燒杯、彈簧測力計、塑料塊、橡皮泥以及體積相同的鐵塊和銅塊等。讓學生自己親自設計實驗方案，觀察實驗現象，檢驗不正確的前概念?？商岢鲆韵聠栴}啟發學生思考，并點撥學生可采用“控制變量法”一一進行探究實驗：如何得出浮力大小是否與物重有關？如何得出浮力大小是否與物體的密度有關？如何得出浮力大小是否與物體的形狀有關？如何得出浮力大小是否與物體的體積有關？如何得出浮力大小是否與浸入液體的深度有關？如何得出浮力大小是否與液體的密度有關？

4.進行實驗并搜集數據

通過實驗設計方案，讓學生檢驗浮力大小是否與他們猜測的因素有關，是如何影響的，并且驗證浮力大小與物體排開液體的重量之間的關系。在實驗過程中，鼓勵學生相互之間展開討論并發揮團隊合作精神，以培養學生良好的科學素養。

5.分析論證并得出結論

引導學生對收集的數據進行分析，從而概括出：浮力大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關，并且成正比關系；浮力的大小與物重、物體的形狀、物體的密度和物體在液體中的深度無關；浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理，用公式表示就是：F浮=G排。探究過程中還可與其他教學方式相結合，比如這里可以借助于物理學史，講述古希臘科學家阿基米德的故事，培養學生嚴謹的科學態度和為科學獻身的精神，以及發展學生獨立思考問題能力和懷疑精神，認識、掌握物理問題研究和探索的方法，激發學生的學習興趣和求知欲。

根據搜集的數據資料，結合熟悉的生活現象，進一步思考論證為什么會出現浸入液體中的物體，有的會上浮，有的會下沉，有的會懸浮，有的會漂浮？是否是之前大家所猜想的漂浮的物體所受浮力大，下沉的物體所受浮力小？教師加以點撥，根據已有的二力合成知識，物體的浮沉與所受浮力與重力的大小有關，當F浮>G時，物體上??；當F浮

6.學生反思與評估

教師通過課堂觀察，可以進行如下提問，以引導學生對本次探究活動進行反思與評估：通過本次學習，你是否發現之前對浮力有不正確的認識？有哪些？對“控制變量法”的運用有何感受？在探究過程中你遇到什么困難？是如何解決的？你的實驗結論是否可靠？與你的猜想一致嗎？在活動中，是否發現自己或別人有創新之處？小組的探究效率怎樣？學生進行反思后，并在組內或組間進行交流，采取自我評價和同學間的評價及教師評價相結合的方式，對學生整個探究過程進行分析與討論。

7.交流與合作

讓學生發表對這次探究實驗的體會，分享成功經驗并指出需改進之處。教師鼓勵所有學生積極參與到探究活動中去，相互團結合作并展開討論和交流，充分肯定學生整個活動過程，增強學生成功的愉悅感。

探究式教學是當前新課程改革要求下提出的一種新型教學模式，改變了以往的傳統教學模式—被動式教學。教師不再是將現有的知識直接灌輸給學生，而是激發學生通過創新型思維自主發現問題、探究問題、解決問題，從而獲取知識。在探究過程中，不僅培養了學生的動手實踐能力，分析問題、解決問題的能力，還培養了學生的創新思維能力以及團隊協作能力，更形成了一種新型的師生關系，變被動式接受知識轉變為在教師引導下主動式探究知識，增強了同學們的學習興趣和探究帶來的喜悅。

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本文系貴州省省級重點學科基金資助項目（黔學位辦[2013]18號）研究成果之一。