摘 要 學習進階是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑的描述,一般呈現為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯的概念序列。文章以一道簡單的壓強例題為題源,通過適當增減條件、變換形式,從而針對壓強浮力之間的聯系、從不同方面對壓強浮力進行復習和訓練,結合學習進階和深度學習的相關理論來設計復習題型,最終讓學生能從一個立體的角度認識壓強和浮力,充分掌握壓強浮力的內容。
關鍵詞 學習進階 壓強 浮力
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A
壓強是初中物理力學部分的一個重要知識點,中考考查中的小綜合試題可能會與這部分知識有關,例如壓強和浮力的小綜合,壓強與簡單機械之間的小綜合等等,因此,呈現的形式也會是多樣化的,涉及到的題型會遍及中考常見的所有題型,特別是近幾年的科學探究性試題都設計到這部分知識。壓強是力和浮力之間的必要過渡,以及加深對力的作用效果理解和領會很好的機會,并且壓強作為特殊的研究力的方法,對于力的本質和特點的認識和提升都有著非常重要的意義。傳統的壓強-浮力專題復習課中,教師一般采用“例題+講解”的模式進行授課,往往造成學生上課能聽懂,課后不會做題的現象。究其原因是學生并沒有理清各種題型的內在聯系,也沒有學會相應的分析方法,學生的物理思維沒有得到相應的提高。所以文章通過學生的學習進階水平的培養對學生的浮力壓強知識進行鞏固和復習,以期訓練學生的發散性思維和創新能力。
例:水平地面上有底面積為300 cm2、不計質量的薄壁柱形容器,容器內有質量為400 g、邊長為10 cm、質量分布均勻的正方體物塊A。
(1)物塊對容器底部的壓強多大?
(2)桌面受到的壓強多大?
變式1:
水平地面上有底面積為300 cm2、不計質量的薄壁柱形容器,容器內有質量為400 g、邊長為10 cm、質量分布均勻的正方體物塊A漂浮在液面上,液面高度20cm。
(1)容器底部的壓強多大?
(2)容器底部受到的壓力多大?
設計意圖:此題在例題的基礎上在容器里加了水,這一變就從固體壓強變成了液體壓強,并且第二小題的設置也讓學生進一步分清了液體和固體壓力求法的區別與聯系,在固體中一般是先求壓力再壓強而在液體中一般是先求壓強再求壓力,在此基礎上還可以引導學生探究非規則容器內液體壓強和壓力的題型。
變式2:
水平地面上有底面積為300 cm2、不計質量的薄壁柱形容器,容器內有質量為400 g、邊長為10 cm、質量分布均勻的正方體物塊A漂浮在液面上,液面高度20cm,當再給A物體施加一個豎直向下的大小不變的力F以后,A物體最終恰好浸沒于水中靜止,
(1)此時容器底部的壓強多大?
(2)施加力F后,待物塊靜止,水平桌面和容器底受到的壓強變化相同嗎?
設計意圖:在變式1的基礎上增加了一個力,在對物塊進行受力分析時較前一題難度有所增加,雖然物塊受到的力增加了,但是物塊還是處于靜止狀態,物塊重力不變,所以改變的只能是浮力的大小,通過這道題學生能更好地理解浮力公式中的V排,滿足了學習進階的要求,使得學生在一個時間跨度內學習和探究壓強-浮力題型時,依次進階,逐級深化的思維方式。
變式3:
水平地面上有底面積為300 cm2、不計質量的薄壁柱形容器,容器內盛有一定量的水,水中有質量為400 g、邊長為10 cm、質量分布均勻的正方體物塊A,通過一根長10 cm的細線與容器底部相連,此時水面距容器底30 cm。
(1)容器對水平地面的壓力多大?
(2)剪斷繩子,待物塊靜止后水平地面受到的壓強變化了多少?
(3)剪斷繩子,待物塊靜止后水對容器底的壓強變化了多少?
設計意圖:此題在變式2的基礎上增加了難度,并且形成對比,雖然物塊都浸沒在水中,但是變式2是外力施加在物塊上,變式3是系統的內力,問題設置可以使學生對繩拉物塊和力壓物塊的題型進行總結,并且進一步分析這兩道題中為什么看起來相似,但是撤掉F力后桌面和容器壓強的變化相同,剪短繩后桌面和容器壓強的變化不相同。此設計滿足深度學習的要求,即是學生的學習達到抽象拓展水平。
四個題型不僅是壓強浮力知識的逐漸深入而且滿足學生學習進階的的要求,每一道題都是不同進階水平的不同體現,學生在復習課的同時,知識也進階到最高水平。通過類似題型的訓練,可以幫助學生養成深度學習的學習方式,培養學生的物理觀念,科學思維和科學探究的能力。
作者簡介:鄒雪晴(1993-),女,四川省榮縣,碩士,主要研究方向為物理課程與教學論。
參考文獻
[1] 劉晟,劉恩山.學習進階——關注學生認知發展和生活經驗[J].教育學報,2012:81-87.
[2] 吳祖仁.物理(教科版):八年級下[M].北京:教育科學出版社,2012.