從課堂實踐中淺談浮力的教學改進分析

朱婷

摘 要：將浮力方向與重垂線方向作對比，生動形象地說明浮力方向。浮力大小的影響因素選材時可選擇體積稍大的物體便于實驗，液體可以用糖水做實驗效果較好。在新的情境下讓學生回顧舊的知識，遷移知識去探究新的知識。

關鍵詞：探究;感悟;知識的遷移

初中物理強調從學生身邊的實驗現象觀察探究，建構新的物理知識規律，培養學生的物理核心素養。現在的實驗可謂越來越完善，借助各種軟件器材能夠清晰地展現整個實驗過程。如何選擇合適的實驗，筆者建議從學生身邊熟悉的情境入手，讓學生全程參與到探究過程中。既能提高學生的動手能力，又能激發學生的學習興趣，從而建構新的物理知識。每設計一個實驗，都要明確實驗目的，清楚探究什么問題。實驗的設計要合理易操作，實驗現象明顯，這樣的實驗才是有效的實驗。

在學校研討室筆者和學生一起探討了浮力知識。本節課涉及好幾個實驗，其中最重要的實驗就是影響浮力的因素。對這些實驗筆者進行了一些分析改進。

一、 引入實驗

1. 出示一個很深的裝滿水的透明盛液桶，將一個乒乓球放進去讓學生觀察乒乓球在水中的狀態，同時提出疑問為什么會這樣？讓學生觀察后討論總結。

這個實驗其實起到一個拋磚引玉的作用，讓學生了解浮力是存在的。實驗效果明顯，乒乓球浮在水面上，學生自然就想到了是水給球一個力，這個力就是浮力，但是不足之處就是浮力的方向無法具體體現。經過思考，筆者用一根粗線固定在乒乓球和燒杯的底部，慢慢將水注入燒杯直到線被乒乓球拉直，在旁邊放一重錘線對比發現線是處于豎直方向的，將燒杯底部一端抬高，發現粗線依然在豎直方向上拉直。當筆者剪斷粗線時候，乒乓球立刻浮上水面，整個過程清晰地展示了浮力的方向，學生立刻知道浮力的方向是豎直向上的，簡單明了，方便記憶。

另外浮力這部分知識經常作為畫圖題出現，為了利于學生的理解記憶，更好地對物體進行受力分析，學會浮力的畫法。這個過程讓學生上來畫乒乓球受力分析圖，根據二力平衡知識對乒乓球進行受力分析，明確浮力的存在并知道浮力的方向是豎直向上。

2. 下沉的物體是否受到浮力？

對于在水中下沉的石塊等物體是否受到浮力，學生經過小組交流討論后持兩派意見：

有的小組認為是不受浮力的，因為物體沉入水底，有的小組則認為是有浮力，因為水中的物體下沉速度比空氣中慢多了。究竟哪一種猜想是正確，各小組決定通過實驗探究的方式驗證。

關于這個實驗的設計有些小組能迅速討論出方案，有的小組則很茫然，無法下手。其實對于這個實驗設計可以先介紹一個類比實驗。在空氣中先測出物體的重力，然后用手慢慢向上托著物體，觀察彈簧測力計發現示數變小了，引導學生思考彈簧測力計示數變小的原因。小組討論后學生都找到了原因：手對物體有一個向上的托力，然后讓小組再討論設計方案則難度降低。各小組紛紛都設計出了自己的方案，討論方案的可行性，為下面的探究活動做好了準備。

這個實驗讓學生自己設計并操作完成，學生設計得很好，完成效果明顯，很明顯的彈簧測力計示數變小，說明下沉的物體也有浮力，然后讓學生思考測浮力方法，學生自然就想到了用重力減去水中的拉力得出浮力。但是整個過程中，給予學生思考時間太少，導致部分好學生迅速學會，但是仍有部分學生反應較慢，被動接受。在這部分教學中，其實應該增加一個畫受力分析圖環節，教學效果會更好。讓學生對物體進行受力分析，不僅能夠進一步加強浮力印象，同時對物體的受力情況更為了解，對今后分析此類題目有很大的幫助。

二、 學生動手操作，讓學生感知

本節課有個重要的學生實驗“探究影響浮力大小的因素”，對于這個實驗各小組先討論可能跟哪些因素有關，然后歸納總結出有探究意義的幾點因素：①浮力的大小可能跟物理浸沒的深度有關;②浮力的大小可能跟排開液體的體積有關;③浮力的大小可能跟液體的密度有關等。各小組確定自己的研究因素并設計方案，討論方案的可行性并修正方案，分組完成實驗。

（一）浮力的大小可能跟物體浸沒的深度有關

這個實驗的設計方案多數小組能夠設計出來，實驗操作也較為成功，各小組很明顯地得出實驗結果：浮力的大小與物體浸沒深度無關。

（二）浮力的大小可能跟排開液體的體積有關

學生分組完成實驗時候，觀察不到明顯的實驗現象，好些小組都出現這個問題，學生就無從分析，也得不出結論。這個實驗對于浮力的理解是非常重要的，也為阿基米德定律的得出打下基礎的。因此，老師就要敏銳地抓住這點進行生成。可以問學生為什么會出現這樣的現象？如何解決？讓小組自行分析后解決。有的小組這樣解決：選擇體積更大的物體。經過實驗發現：浸沒在水中的物體體積越大則排開液體的體積越大，浮力也跟著相應變大，彈簧測力計的示數變化明顯，但是選取的物體一定要注意是體積大但重量較小的物體，一般選擇塑料的圓柱體較為合適。各組換了新的實驗器材繼續實驗，這次明顯看到彈簧測力計示數變化，最終得出結論：浮力大小和物體排開液體體積有關。

（三）浮力的大小可能跟液體的密度有關

這個猜想來源于學生的生活經驗，在生活中，人們經常看見沉在水底的物體例如雞蛋，只要向水中加鹽，雞蛋會慢慢浮起，最終漂浮在水面上。同樣的一個雞蛋在不同液體處于兩種不同的狀態，說明液體密度的改變對浮力有較大的影響。學生回答問題的時候卻能夠答得很好，原因是學生之前的生活經驗即前概念起作用。這個實驗設計是先將物體浸沒在清水中測出浮力，然后再將物體放在鹽水中，測量它的浮力，進行對比，老師可以通過數據讓學生分析：有什么差異？為什么會出現差異？但在實際操作中得不到數據，這樣的問題就無從回答，思維得不到發展。所以，在課堂中，能夠讓學生對問題有所思考，進而提出問題，共同思考，這樣就教學相長。學生才有收獲。否則，學生僅僅是模仿，從例題到習題，不停地做、練，僅此而已。學生的思維得不到發展，只是一味地重復，并不能真正地理解，導致學習效果不行，學生的能力得不到提高。