“密度”教學中不同教學思路比較

“物質密度”是引入最早但是抽象程度又相對較高的物理概念，一直以來都是教學的重點和難點。新教材又將這塊內容放在七年級，再次提升了教學的難度。不同教師針對這塊內容的教學設計和課堂教師各有特色，教學效果差別很大。

“密度”教學常見三種思路

思路一：通過鑒別相似或“仿真”物體，建立生活情境，引起學生探索興趣，一般的思路是：從生活片段中提出問題，然后研究體積相同，物質不同，其質量也是不同的。然后，分別去測量不同物質的體積和質量，計算出質量和體積的比值，得到單位體積物質的質量。根據探究結果引出：同種物質，單位體積的質量是一個定值，不同的物質，單位體積的質量并不相等，由此歸納出物質的一個特性——密度，也得到了鑒別物質的另一種方法。

思路二：通過引導思考“同種物質的質量和體積具有怎樣的關系？”接著安排了實驗進行探究，選取一種物質作為研究對象（如水），取不同體積的水，分別測量質量和體積，收集數據，計算出質量和體積的比值或者繪制質量、體積圖像。由此，引導學生得出水的質量和體積成正比或質量和體積的比值是一個定值的結論，并推廣到其他物體。在此基礎上，提出“同種物質的質量和體積的比值是一定的，物質不同，比值不同，這反映了物質的一種特性”，就此得出密度的概念。

思路三：創設情景，探討“油比水輕”“鐵比棉花重”等問題，引導學生思考“如何正確比較兩者的質量關系”——要正確比較兩者的質量，需要建立相同的標準即體積相同。接著，通過探討一個實際生活問題，如何購買到經濟合算的不同容量不同價格的油。根據生活經驗，學生通過計算出單價來解決問題，初步體會比值的意義。由此，引導學生進一步比較不同質量不同體積的兩種物質的質量關系——需要建立比值關系，即得到了單位體積的質量。

三種教學思路的比較

三種教學思路都符合科學課程必須面對學生、立足學生發展的科學理念，都以實驗探究為主要手段和途徑，為學生創設了一個能夠有效自主探究、合作交流的學習環境，突出學生在學習活動中的主體價值，充分體現了學生的主動性和能動性。

三種教學思路最大的區別在于，對“密度”概念的引入方法略有不同。“思路一”從生活需求出發，以問題解決為指向，提出“如何鑒別物質”的問題，目的是通過探究活動，引出物質質量與體積有關的問題，進而便于下一步探究。“思路二”是緊緊圍繞“質量與體積成正比”從而引出“密度”概念這條主線來設計思路和探究實驗。“思路三”通過情景的創設、限定問題的討論來發現問題，在解決問題的過程中，突出和顯化“比值定義法”，通過“比值定義法”推導出密度這個概念。

事實上，“思路一”“思路二”在教學思路設計上走的都是比較傳統的密度教學模式，都是以建構主義學習理論為依托，以問題或任務為核心，以實驗探究為主要手段和途徑。細究起來，這兩種思路都沒有繞開“鑒別物質”的實質。同時，都存在著一個致命的邏輯錯誤——直接讓學生計算質量與體積的比值。這樣只解決了一個問題“比值是什么——比值是常量”，而沒有解決一個關鍵問題即為什么要用質量和體積相比，為什么要用這樣的比值來定義密度。密度概念引入過程中，出現了邏輯路線的偏離，導致了學生對密度概念并沒有深刻理解，甚至部分學生就認為“密度”概念的建立只是為了鑒別物質，而忽視了“密度”其實是反映物質的本質特性的物理量。因此，本人認為，“思路三”根據“比值定義法”來引出密度概念的教學思路更符合邏輯，也更能體現出密度的內涵。

對密度概念教學的再認識

教材將“密度”安排在“質量”后，這兩節課存在著內涵上的層次性與科學方法上的固有邏輯性，可見如何認識并處理這兩節課的關系，至關重要。質量是進入經典力學的第一個核心概念，本身就是一種抽象，而密度概念是在質量這一抽象基礎上的“繼續抽象”，所以如何建立概念，遠比“定量計算質量和體積的比值”更重要也更困難。

學習了“質量”，在明確這一描述物體量化屬性的物理量后，如何比較不同物體的質量就是一個學生自然而然想要解決的問題。“權衡”“掂量”物體，本身就是人們對物理世界最樸素、最本源的感知，其背后“比較”的思維方法更是人類思維最基本的形態。所以，密度的概念教學應該立足于這種樸素的、本源的動機——比較物體的“輕重”。 我們面對的學生，頭腦中存儲著各種各樣來自生活經驗或課外書籍的“前概念”。學生對于常見物質的“輕重”具有一定的判斷，知道“鐵比棉花重”“油比水輕”，這類描述當然是不科學的，不科學的主要原因就是沒有選取相同的標準，而建立相同標準的一種方法就是“比值”。所以，密度比值定義法的關鍵步驟就是將物體的體積作為標準，采用除法，質量作分子，體積作分母，由此就可以比較不同物體不同質量與體積的關系了。比值的使用，達到了“選取相同標準”的目的，既滿足了學生初始動機，也使學生意識到明確“標準”的重要性，對比較的理解由權衡與掂量上升到衡量與度量的層次。

面對初學物理的初中生，教師在設計教學思路時，需要特別關注學生前概念以及知識獲得和應用來源和動機。

（作者單位：浙江省諸暨市東白湖鎮初級中學）