《浮力》教學中的幾點思考

康建軍

[摘? ?要]《浮力》一直都是初中生學習的難點，很多學生對浮力有不可名狀的畏懼，教師在教學時也會產生難以言狀的傷痛。如何讓學生在學習《浮力》時，克服心理上的障礙，認識浮力的概念，理解浮力的影響因素，知道浮力的大小的計算方法，文章結合教學實踐談了一些想法。

[關鍵詞]浮力;猜想;探究;推理

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）29-0052-02

近日，筆者上了一節《浮力》的教研課，經過課前備課和課堂教學，對浮力的教學又有了一些新的思考和做法，與各位同仁分享。

一、研讀課標，把握浮力教學的重難點

物理課程標準考慮到了物理學科要面向全體學生、提高學生科學素養的需要，順應了學生的認知特點，是我們開展教學活動的準則。因此我們在教學時必須認真研讀課標，準確把握課標對全體學生提出的要求，根據本班學生的實際合理確定課程的三維目標，從而進行科學的課堂預設。對比2011年版課程標準與課程標準（實驗稿），我們發現2017年版新課程標準在浮力部分有兩個方面的改動。

將“通過實驗探究，認識浮力”改為“通過實驗，認識浮力”。筆者的理解是，學生應該是結合生活中的體驗和課堂上的實驗來認識浮力的，而不是通過探究得到的。在生活中，學生觀察到漂浮在水面的木塊、升空的氫氣球和水中游泳的魚等現象，已經意識到它們受到了向上的托力，也就是浮力。那么，沉在水底的物體（如鐵塊）是否受到浮力呢？具體可通過實驗來認識，將鐵塊掛在彈簧測力計下，鐵塊浸入水中后彈簧測力計的示數變小了，說明鐵塊也受到向上的浮力。從而讓學生認識到浸在液體和氣體中的物體都會受到浮力作用。因此，教學時不必在浮力的概念上花費過多的精力。

將“經歷探究浮力大小的過程”改為“探究浮力的大小與哪些因素有關”。筆者認為，讓學生直接探究浮力的大小（即阿基米德原理）難度太大，不在學生的最近發展區內，不符合學生的認知特點。新課標降低了學生學習的難度，貼近了學生的實際，也便于教學的開展。因此，在教學過程中就要將重點放到“探究浮力的大小與哪些因素有關”這個探究性實驗上，不要人為地增加學生學習的難度。

新課標進一步刪除了課程中“偏、繁、難”的內容，降低了不必要的人為增設的難度，讓教學更加貼近學生實際，也讓物理與生活的聯系更加緊密。

二、感知浮力，合理猜想浮力的影響因素

本節內容的重點是“探究影響浮力大小的因素”。首先讓學生猜想“浮力的大小可能與哪些因素有關”，因為學生對浮力沒有真切的體會和生活經驗，如果直接讓學生猜想，學生會感到無從下手，猜想就變成了胡思亂想，這里可以設置兩個小實驗讓學生對浮力的大小有直觀的認識和體驗，然后才可能進行合理猜想。

實驗1：將小鐵塊懸掛在彈簧測力計下，讓小鐵塊慢慢浸入水中，浸沒后再繼續下降一段距離，觀察彈簧測力計示數的變化情況（如圖1所示）。

實驗2：雞蛋放入清水中會沉在底部，有什么辦法能讓雞蛋浮上來呢？有學生根據生活中的經驗或看過的書籍，知道加鹽可以使雞蛋浮上來。

依據實驗1，學生可以猜想浮力的大小可能跟排開液體的體積（物體浸在液體中的體積）、物體進入水中的深度有關;根據實驗2，學生可以猜想浮力的大小可能跟液體的密度有關。有了一定的經歷和體驗，學生才可能做出合理的猜想，否則只能是瞎猜、亂想。

三、科學設計，探明影響浮力大小的真因

在探究影響浮力大小的因素時，用到了控制變量法，這對學生而言不是難題。難點在于物體浸沒前（圖1中由2位置到3位置的過程中），浮力在逐漸變大，而這個過程中排開液體的體積V排和浸入的深度h都在變化，影響浮力大小的因素到底是V排還是h呢？教學中可以此為契機，讓學生自己設計實驗進行探究。

在探究浸沒前浮力的大小與V排是否有關時，應控制深度h不變，只改變V排，觀察浮力是否改變。如何控制深度h不變而只改變V排呢？可以將同一長方體鐵塊，先后按照圖2中兩種不同的方式浸入水中，保證深度h相同，而排開液體的體積V排不同，比較彈簧測力計的示數，從而比較浮力的大小。

同樣，在探究浸沒前浮力的大小與深度h是否有關時，應控制V排不變，只改變深度h，觀察浮力是否改變。如何控制V排不變而只改變深度h呢？可以將同一長方體鐵塊，先后按照圖3中兩種不同的方式浸入水中，保證排開液體的體積V排相同（都是一半體積進入水中），而浸入的深度h不同，比較彈簧測力計的示數從而比較浮力的大小。

通過實驗探究終于發現，物體逐漸浸入水中時（未浸沒）影響浮力大小的根本原因是排開液體的體積V排而不是深度h。經過這樣的探究過程，不僅僅讓學生探明了影響浮力的真正原因，進一步提升了學生的探究意識和設計實驗的能力，還培養了學生實事求是、勇于質疑的科學精神。

四、應用推理，深刻理解阿基米德原理

通過探究發現浮力的大小與排開液體的體積V排和液體的密度ρ液有關，但是與它們有什么樣的關系呢？浮力的大小到底等于什么呢？這就是阿基米德原理研究的內容。對于阿基米德原理的教學，以往有兩種方式，一種是簡單介紹阿基米德發現浮力規律的故事，而后直接告知阿基米德原理的具體內容，解釋該原理的意思并得出公式;另一種是利用實驗來驗證阿基米德原理的正確性，讓學生由實驗知道浸在液體中的物體受到的浮力的大小等于物體排開液體的重力。這兩種方法都是讓學生機械被動地接受了阿基米德原理，學生對它并沒有真正理解。

教師還可以采用推理的方式，讓學生認識阿基米德原理。在圖4中，將物體浸在液體中的部分替代成等體積的液塊（液塊與杯中的液體相同），因為液塊和物體浸在相同的液體中（ρ液相同），排開液體的體積V排也相同，所以液塊受到液體的浮力和物體受到的浮力相等（F浮1=F浮2），而液塊在液體中能處于靜止狀態，因此液塊受到的浮力等于液塊的重力（F浮2=G），由此推理得出F浮1=F浮2=G，即物塊受到的浮力的大小就等于被物體排開的液體所受的重力。經過這樣的推理，學生應用了剛剛探究得到的影響浮力的因素，并對阿基米德原理就有了深刻的理解和理論上的認識，避免了機械記憶。

在《浮力》的教學中，我們不僅僅讓學生認識浮力的概念和大小，更通過學習浮力的過程讓學生感受到探究的樂趣和思維的奧妙。當學生體驗到了成功的喜悅后，對浮力的恐懼自然也就消失了，相反會對浮力的學習充滿信心和興趣。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 劉炳昇，李容.物理八年級下冊[M].南京：江蘇鳳凰科學技術出版社，2012.

[2]? 中華人民共和國教育部.物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

（責任編輯 易志毅）