“物體浮沉”教學設計中的若干改進

摘 要：本文根據本人對這一節課的課堂反復實踐，從學生課堂理解程度和課后習題反饋出發，對本節課的教學在創設情景導入環節、探究浮沉影響因素環節、探究浮沉條件環節進行了改進和反思，最大限度地調動了學生的學習積極性和課堂的有效性。

關鍵詞：教學設計；改進；創設情景

“物體的浮沉”一課是蘇科版八年級物理第二學期第四章第五節的內容，它是在之前學了重力、浮力和力與運動關系之后的一節整合性課程。這節課的知識點在生活、生產中的應用很多，充分體現了《物理課程標準》中的要求——從生活走向物理，從物理走向社會。根據初中學生的認知特點，教材以生活中常見、普遍的物理現象作為討論問題的切入點，讓學生感受到親切和熟悉，從而愉快地進入物理科學世界的探究。通過對這一節課的反復推敲、實踐、結合學生的反饋，本人從以下幾個方面對這節課的教學過程進行了一些改進。

一、 創設情景，導入新課環節

教材模式：

教材中給出了這樣兩個生活情景：①鐵塊會沉入水底，用鋼鐵制造的輪船卻能漂浮在水面上；②同樣用鋼鐵制造的潛水艇，在水中卻既能下潛又能上浮。從而提出問題：物體的浮與沉是由什么因素決定的呢？來引出了所學課題。這種用一兩個例子引出課題的方法雖然顯而易見，但顯得有些蒼白，正所謂“百聞不如一見”，十次見聞不如一次動手。

教學改進：

針對這個問題，我將課題的引入做了如下改進：取兩塊等體積的實心木塊和鐵塊，分別將它們浸入水中后松手，發現木塊上浮最終浮在水面上，而鐵塊下沉最終沉在容器底部。為什么木塊上浮而鐵塊下沉呢？這就是今天我們所要學習的課題“物體的浮沉”。讓我們一起帶著疑問來進行探究吧。

點評：

通過一個簡單的實驗，讓學生直觀地觀察到有的物體是上浮的，而有的物體是下沉的，從而使學生在大腦中產生疑惑，激發他們探索的興趣，很大程度地調動了學生學習的積極性，大大提高了課堂效率。改進后的引入不僅直接引出了課題，同時為我后面將要進行的探究實驗做了鋪墊。

二、 探究影響物體浮沉的因素環節

教材模式：

在這個探究活動中，教材直接就給出了若干物體，要求學生分別將它們放入水中，觀察得出最終浮在水面上的物體和最終沉在水底的物體各有哪些，然后想辦法設計實驗使浮在水面上的物體沉下去；使沉在水底的物體浮上來，最后分析得出物體的浮沉是由物體所受的浮力和重力兩個因素共同決定的。

其實，對于物體的浮沉原因，學生在潛意識里都會有個錯誤意識：就是認為重的物體一定是沉下去的，而輕的物體一定是浮上來的。所以，我就利用了這一點，讓學生親自通過實驗來證實原來我們一直公認的說法是錯誤的，進而激發學生進一步想要探究的興趣。

教學改進：

根據剛才觀察到的現象，我首先讓學生猜想木塊上浮鐵塊下沉的原因。學生受潛意識的影響猜想木塊上浮鐵塊下沉的原因有兩個：①鐵塊比木塊重；②鐵的密度比木大。針對這兩個猜想，我請同學們相互討論，設計實驗方案，對猜想的兩個原因進行實驗探究。驗證第一個猜想時，有學生演示了如下現象：用大木塊和小鐵塊分別再放入水中，觀察它們的浮沉情況。結果發現大木塊還是浮在水面上而小鐵塊仍沉在水底，從而證實第一個猜想是錯誤的。驗證第二個猜想時，學生束手無策，不知如何通過實驗來進行探究。這時我通過展示一張輪船的圖片來加以引導，提問學生：“輪船是鋼鐵做成的，為什么輪船可以浮在水面上呢？”細心的學生會發現原來鋼鐵制輪船是中空的，所以能浮在水面上。從而學生就會想到這樣的實驗：將一張鐵片直接放入水中是沉底的，而將鐵片折成“船”狀后卻能浮在水面上了，這就否決了密度大的物體下沉，密度小的物體上浮，也證實第二個猜想還是錯誤的。

點評：

學生通過親自實驗否定了原有的意識后，就會迫切地想要理解到底為什么不同物體會出現上浮和下沉的原因呢。在讓學生經歷了視覺與思維的強烈碰撞后，再進行進一步的實驗也就順理成章了，學生也就會帶著濃厚的好奇心專注、高效地繼續進行探究實驗，課堂效率也就明顯提高了。

繼續探究：

接著我請同學們再將桌面上的器材：帶蓋的空玻璃瓶、裝有鋼珠的氣球、雞蛋分別放入水中，觀察哪些物體是浮在水面上的？哪些物體是沉入水底的？學生通過實驗后發現：浮在水面上的物體是帶蓋的空玻璃瓶，沉入水底的物體是裝有鋼珠的氣球和雞蛋。針對實驗中出現的這三個現象，我請同學們想辦法將浮在水面上的物體沉入水底，將沉入水底的物體浮在水面上，并通過實驗來展示。學生相互討論并設計和完成實驗后回答：在空玻璃瓶中裝些鋼珠可以使它沉入水底，將氣球吹大并扎緊氣球口可以使它浮在水面上，往水中加鹽并攪拌后可以使雞蛋浮在水面上。我繼續追問：這三種方法從力學角度分析的話實質是分別改變了哪個力的大小呢？學生思考后回答：方法一是改變了物體的重力；方法二是通過增大排開液體的體積增大了物體所受的浮力；方法三是增大液體的密度增大雞蛋所受的浮力。通過這一系列的探究實驗，學生歸納總結出：物體浮沉的原因是由物體所受的浮力和重力共同決定的，當物體所受浮力大于其自身重力時，物體上浮；當物體所受浮力小于其自身重力時，物體下沉。

點評：

在這個探究實驗的實際教學過程中我發現：現在的孩子動手能力比較差，學生要把橡皮泥捏成碗狀有一定的困難；另外，即使捏成了碗狀放入手中后發現其浮在水面上了，但提問學生此時把橡皮泥捏成碗狀實際是改變了什么呢？學生只會想到改變了形狀，很難引導他們想到“碗狀”的橡皮泥放入水中實際是增大了排開水的體積，從而增大了其所受浮力的大小。因此，我將橡皮泥換成了裝有適量鋼珠的氣球就解決了上面的問題。因為剛開始裝有適量鋼珠的癟氣球是沉在水底的，學生通過將氣球吹大后系住氣球口再放入水中就浮在水面上了，吹大氣球的過程學生很容易理解是氣球的體積變大了，再引導學生理解其實是通過增大排開水的體積從而增大了其浮力，并且當氣球所受浮力大于自身重力時，它就上浮最終浮在水面上了。這樣一環扣著一環的實驗探究過程，符合初中學生的邏輯思維能力，學生容易接受并理解這一重難點，同時也一定會對該知識點牢牢吃透，大大減少了做題的錯誤率。

三、 探究物體浮沉條件的環節

教材模式：

教材在講解物體浮沉條件時采用了對物體進行受力分析的方法得出結論的，這樣的教學符合學生的認知規律，學生在學完力與運動的相關知識后來理解浮沉條件也更順理成章。

教學改進：

美中不足的是缺少動態的過程，所以我采用動畫和受力分析相結合的方法來講解物體的浮沉條件。首先，我演示將木塊浸入水中后松手，發現木塊漸漸浮上來，接著我用PPT展示我用手壓著木塊浸在水中靜止時的畫面，讓學生對此時的木塊進行受力分析。學生不難分析出，木塊受到向下的重力、手對它向下的壓力和向上的浮力，木塊在三個力的作用下保持靜止，所以這三個力為一對平衡力，接著我繼續追問：當我松手的瞬間，手對木塊還有壓力嗎？學生回答：松手后，手對木塊沒有壓力，壓力為零。那當壓力突然變為零時，木塊所受浮力和重力大小不變，因此木塊所受的重力就小于浮力，所以我們看到PPT動畫上木塊向上浮起。

點評：

整個上浮的過程中，學生親眼看到木塊重力、浮力大小都沒變，也就是浮力一直大于重力，所以木塊上浮，但當木塊上表面剛要離開水面時，木塊所受浮力逐漸變小了，重力大小沒變，直到浮力減小到等于重力時，木塊就浮在水面上不動了，也就是物理學上所說的漂浮狀態。對于鐵塊下沉，我也是通過動畫演示和受力分析得出當物體所受浮力小于重力時，物體下沉。通過PPT動畫展示后，可以將抽象的過程可視化，學生就不用憑空在腦中構想這個過程了，更容易理解和運用浮沉條件。

本節課通過讓學生親自實驗來否決關于物體浮沉的前錯誤意識，一方面提高了學生學習物理的興趣，另一方面也通過親身實踐更加加深了物體浮沉應滿足的條件，比老師純粹地給出結論來得更加有說服力。雖然對本節課的教學做了一些改進，但上完之后給我的感覺中不足的地方在于實驗的探究過程開放性不夠，整個一堂課的探究就是老師給出范圍，然后牽著學生朝老師的預定方向前進，沒有創新性，只是純粹地經歷了一下探究的步驟：提出問題—做出猜想—設計實驗—得出結論。

作者簡介：

陶悅，江蘇省常熟市，常熟市福山中學。