張振民
摘? 要:在初中階段的物理學科中,浮力教學是至關重要的內容,需要教師和學生都引起重視。該單元涉及較多不同的知識點,對學生的學習和教師的教學提出較高要求,需要教師能在認真分析知識點和學生學習情況的基礎上,靈活運用不同的教學方法開展教學,順利解決教學內容中的難點和重點。
關鍵詞:初中物理;浮力知識;實驗教學法
一、初中物理浮力知識教學存在的問題
(一)過于重視理論知識的講解
在初中物理學科中,浮力知識屬于基礎性知識,也是學生學習過程中的難點和重點。浮力知識具有較強的理論性,如果教師借助口頭講解的方式,帶領學生探究理論知識,那么將無法取得較為理想的教學效果,無法幫助學生順利理解抽象的理論知識,甚至會導致學生無法靈活運用所學知識。如通過教師的講解,學生能夠了解浮力,但也會出現知識點混淆的情況,無法準確把握與物體體積之間的關系,不利于接下來的教學。因此,教師可利用更加直觀的實驗和方法幫助學生理解浮力的概念,降低學生的理解和學習難度。
(二)學生無法熟練運用所學知識
通過分析可知,浮力知識具有較強的綜合性,被應用到不同的領域和行業中,在生活中也較為常見,如海上行駛的船就是運用浮力知識,游泳同樣也是利用浮力知識。但在實際教學過程中,學生無法靈活運用自己所積累的浮力知識,尤其是在計算排開液體、判斷漂浮和懸浮時。在講解理論知識時,教師除了要認真講解理論知識外,還應當展示一些綜合性運用浮力知識的案例,逐步鍛煉學生的知識應用能力。
二、初中物理浮力知識的教學方法
(一)重視實驗演示,強化概念理解
浮力知識的重要性不言而喻,需要教師能根據學生具體的情況選擇合適的教學方法。如果學生能夠真正理解和掌握浮力相關的概念,那么就能更好地探究浮力的影響因素和產生。在過去,很多教師都采用灌輸式的方式講解理論知識,或配合信息技術、插圖等展開教學。但浮力相關的知識具有較強的概括性和抽象性,只利用以上方法略顯牽強和空洞。因此,教師可在概念教學中加入各種各樣的實驗演示,增加理論知識的直觀性,實現理論和實踐的融合,幫助學生順利消化浮力知識。
例如在教學浮力概念的內容時,教師就可利用生活中常見的現象,帶領學生從生活的角度深入分析現象本質。在上課時,教師就可借助以下演示實驗幫助學生理解浮力知識:準備一個裝滿水的塑料量筒,還要準備一個空的塑料量筒。之后,將乒乓球分別扔進這兩個量筒中進行對比,使學生能認識到浮力的存在。在展示完這一個實驗后,教師需要在空的塑料量筒的底部飯上一個氣筒,學生打氣,觀察乒乓球是否會出現上浮的情況,借此讓學生了解和探究除了水以外的浮力;針對裝滿水的量筒,教師需要壓住乒乓球,保證乒乓球的一半進入水中,學生則需要觀察并收集溢出的水,猜測這些水的體積是多少;教師需要將量筒中的水轉換成鹽水、酒精、食用油等,觀察乒乓球在不同液體中的浸入深度,鼓勵學生思考這一實驗的變量是什么。
(二)重視變式推導,掌握原理運用
在浮力這一章節中,阿基米德原理是其中的重點知識,如果學生能牢牢掌握阿基米德原理,那么就能順利解決浮力相關的問題。在常規教學中,教師將重點放在原理內容的講解,未能講解原理變通的內容,重視公式的套用教學和推導教學,但未能開發和運用公式變形。阿基米德原理本身就具有較多的變量因素,教師就需要靈活運用變式教學的方式,逐步拓展學生學習的方法和思路,豐富學生的知識體系。
例如在講解阿基米德原理的內容時,教師就需要為學生認真講解“鐵球浸沒在水中”這一例題,在學生理解的基礎上進行變式訓練。
變式1:一個鐵球的質量為0.7kg,將其全部浸沒在水中,那么鐵球所受到的浮力是多少?這個變式能夠讓學生了解浮力和質量的關系。
變式2:一個鐵球的體積為8.9×10-15m3,將其全部浸沒在水中,那么鐵球受到的浮力是多少?這個變式能夠讓學生了解物體浮力和體積之間的關系。
變式3:將一個鐵球全部浸沒在水中后,溢出水的體積為89cm3,那么這個鐵球所受到的浮力大小是什么?這一變式可讓學生探究浮力和液體體積之間的關系。要想順利解決以上問題,學生需要靈活運用自己所積累的知識,熟練利用各種不同的公式。
(三)借助自主歸納,構建知識網絡
在浮力知識的教學中,教師需要認真講解沉浮條件的知識及應用,而這也是考查學生綜合性運用基礎知識、構建知識框架的重要階段。在日常教學中,教師需要根據物理沉浮條件的各種制約因素入手,帶領學生進行自主歸納,利用自己積累的經驗和知識進行引導,幫助學生構建更加完善的知識體系,逐步提高知識體系的邏輯性和層次性。
在講解該部分知識時,教師可運用液體中物體的位置劃分,由淺入深、由簡及難的方式引導學生自主歸納沉浮條件:
第一,學生需要認真分析之前學習過的阿基米德原理,探究懸浮情況下物體重力和浮力之間的關系,并在此基礎上進行適當拓展和延伸,根據F浮=ρ液gV排和P物=ρ物gV物的公式,逐漸探究出懸浮情況下ρ液和ρ物之間的關系。
第二,學生需要了解,在物體上浮時,其浮力要大于重力,那么ρ液>ρ物。
第三,學生需要了解,在物體下沉時,其浮力要小于重力,因此ρ液<ρ物。
在系統總結和歸納的過程中,學生能夠認識到決定物體沉浮的關鍵所在就是重力和浮力之間的大小關系,也能借助物體和溶液的密度進行直接分析和判斷。
(四)借助小組合作,開展家庭實驗
在浮力知識的教學中,教師必須要重視激發學生的學習積極性。因此,教師需要從核心素養的角度入手,真正體現學生在課堂中的主體地位,全面分析和了解學生,將學生劃分為多個不同的小組,使其能在小組中展開互動和交流,逐漸突破自身的平靜。尤其是在開展浮力實驗中,僅依靠學生的力量無法順利完成,那么就需要教師靈活運用合作學習的模式。
除了在課堂教學中應用合作學習模式外,教師還應當積極開展有趣的課外活動。課堂教學時間是有限的,很多實驗無法完整地呈現在學生面前,而這就會對學生的學習產生消極影響。因此,教師可將課后實驗和合作學習融合起來,鼓勵學生利用生活中常見的素材設計實驗器材,開展家庭實驗、合作實驗等,嘗試利用自己所掌握的知識解決實際生活中存在的問題。如有的學生認為物體所受的浮力與其在液體中的深度存在一定關聯,這時教師就可鼓勵學生參與到實驗探究中。在實際驗證的過程中,學生嘗試利用刻度尺和橡皮筋制作彈簧測力計,并將石頭沉入水中進行測量和實驗。在實驗過程中,小組成員需要分工合作,嘗試從不同的角度探究沉入深度和物體浮力之間的關系。
三、結語
總之,浮力知識是學生必須要學習并掌握的重點知識,需要教師和學生都能引起重視。在具體的教學中,教師需要靈活運用各式各樣的物理實驗增加理論知識的直觀性,運用變式推導的方式幫助學生理解原理,引導學生進行自主歸納和總結,構建完善的知識體系,需融合合作學習與課后實驗,鍛煉知識應用能力。
(責任編輯:胡甜甜)
參考文獻:
[1]王立英. 淺析初中物理實驗探究的教學模式——以浮力教學內容為例[J]. 當代家庭教育,2020(20):116.
[2]徐海東. “以學定教,結合學情”初中物理教學模式——以“浮力”教學為例[J]. 湖南中學物理,2020(08):57.
[3]葉科良. 初中物理浮力單元教學設計研究[D]. 重慶:重慶師范大學,2019.