初中物理浮力教學(xué)的有效策略研究

杜威

【摘要】要提高初中物理浮力知識(shí)的教學(xué)有效性，需要教師掌握浮力教學(xué)要求與特點(diǎn)，加強(qiáng)浮力知識(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，全面分析學(xué)生對(duì)該部分知識(shí)學(xué)習(xí)困難的原因，樹(shù)立正確的教學(xué)理念，立足核心素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)，掌握浮力問(wèn)題的分類(lèi)，幫助學(xué)生全面構(gòu)建知識(shí)體系，運(yùn)用多種方法施教，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和例題教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力，才能促進(jìn)浮力知識(shí)教學(xué)成效的提高.

【關(guān)鍵詞】初中物理;浮力教學(xué);教學(xué)策略

浮力是初中物理學(xué)習(xí)的重要知識(shí)，它對(duì)提高學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要意義，浮力部分的內(nèi)容涉及物理知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，而且許多學(xué)生對(duì)浮力知識(shí)的理解存在較多問(wèn)題，因而浮力知識(shí)的教學(xué)成為初中物理教學(xué)的難點(diǎn)之一.要提高初中物理浮力教學(xué)的有效性，需要教師加強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)，全面掌握教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)困難的原因，采用有效策略才能實(shí)現(xiàn)浮力教學(xué)目標(biāo).

1 浮力知識(shí)的課標(biāo)要求與教學(xué)特點(diǎn)

1.1 新課標(biāo)對(duì)浮力教學(xué)的要求

要實(shí)現(xiàn)初中物理浮力知識(shí)的有效教學(xué)，需要教師掌握新課標(biāo)中對(duì)浮力教學(xué)的要求.新課標(biāo)對(duì)初中物理浮力知識(shí)的總體教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式讓學(xué)生全面認(rèn)識(shí)浮力的概念，能夠自主探究影響浮力大小的多種因素，掌握阿基米德原理，能夠讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生產(chǎn)與生活中的浮力現(xiàn)象和了解其沉浮原理.通過(guò)對(duì)課標(biāo)的分析，可總結(jié)出如下教學(xué)要求：一是新課標(biāo)對(duì)浮力知識(shí)本身的教學(xué)要求有所降低，但是對(duì)浮力知識(shí)的規(guī)律探究和應(yīng)用要求明顯提高;二是強(qiáng)調(diào)要從知識(shí)教學(xué)向培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)變，重視提高學(xué)生探究物理學(xué)習(xí)能力;三是要激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣，重視非智力因素在教學(xué)中的作用，注重滲透前沿科學(xué)技術(shù)知識(shí)與理念，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展.

1.2 初中物理浮力的教學(xué)特點(diǎn)

浮力知識(shí)的教學(xué)具有如下特點(diǎn)：一是浮力知識(shí)具有較高的抽象性.浮力現(xiàn)象在生活中隨處可見(jiàn)，但浮力的大小不能從觀察中直接得出，需要經(jīng)過(guò)抽象、分析、總結(jié)才能得出;二是知識(shí)的綜合性強(qiáng).要學(xué)好浮力知識(shí)，需要掌握質(zhì)量、密度、壓強(qiáng)與壓力、二力的平衡等知識(shí)，而且浮力大小的計(jì)算靈活多變，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求高;三是浮力知識(shí)學(xué)習(xí)涉及多種學(xué)習(xí)方法.在探究浮力知識(shí)中要運(yùn)用到比較法、類(lèi)比法、變量控制法、猜想難法、等效代替法等科學(xué)方法，對(duì)學(xué)生思維能力要求高;四是浮力知識(shí)與生活聯(lián)系密切.浮力在生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)，有利于將浮力知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活中.

2 浮力知識(shí)學(xué)習(xí)的困難及原因分析

2.1 浮力知識(shí)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

由于八年級(jí)學(xué)生首次學(xué)習(xí)浮力知識(shí)，在之前許多學(xué)生受生活中一些現(xiàn)象的影響，認(rèn)為物體受到的浮力大小與其重量、形狀、液體多少與深度、是否空心等有關(guān)，形成了不正確的前提概念，主觀地認(rèn)為只要是輕的、空心的、水量多就能產(chǎn)生大的浮力，沒(méi)有把物體浮力大小與排開(kāi)液體的多少相聯(lián)系，因此針對(duì)學(xué)情和教材內(nèi)容應(yīng)把如下兩個(gè)問(wèn)題作為教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)：一是要把對(duì)“一切浸在液體中的物體都會(huì)受到浮力”的理解作為教學(xué)重難點(diǎn)之一;二是把對(duì)“浸在液體中的物體是否受到浮力”該問(wèn)題的理解作為教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)之二.這兩個(gè)問(wèn)題的突破有利于學(xué)生建立正確的浮力概念.

2.2 浮力知識(shí)學(xué)習(xí)的困難與原因

初中學(xué)生在浮力知識(shí)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的困難主要由以下原因所致：一是受不正確前概念的干擾.初中學(xué)生在學(xué)習(xí)浮力知識(shí)前，或多或少會(huì)受到不正確的浮力概念的干擾，使學(xué)生對(duì)正確的浮力概念的理解產(chǎn)生消極影響;二是對(duì)浮力的概念認(rèn)識(shí)不深入.要形成正確的物理概念，需要建立在豐富的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，一些學(xué)生在浮力知識(shí)學(xué)習(xí)中主要是從教材中認(rèn)識(shí)和理解浮力，對(duì)許多浮力現(xiàn)象并沒(méi)有深入的感性認(rèn)識(shí)，影響了對(duì)抽象的浮力概念的理解;三是受思維定勢(shì)和相似知識(shí)的影響.許多學(xué)生在學(xué)習(xí)浮力知識(shí)前，形成了單因素分析問(wèn)題思維定勢(shì)，同時(shí)還會(huì)受到“液體壓強(qiáng)隨深度增加而變大”的影響，錯(cuò)誤地認(rèn)為浮力也會(huì)受物體下潛深度的增加而變大，容易出現(xiàn)概念混淆的問(wèn)題;四是不正確的教學(xué)理念與方法，使許多學(xué)生只注重習(xí)題練習(xí)，機(jī)械理解與應(yīng)用浮力概念與規(guī)律，學(xué)習(xí)缺乏深度.

3 初中物理浮力有效教學(xué)實(shí)施策略

3.1 立足核心素養(yǎng)培養(yǎng)，樹(shù)立正確教學(xué)理念

通過(guò)對(duì)初中物理新課標(biāo)和各地中考物理試題的分析可看出，物理教學(xué)越來(lái)越重視對(duì)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，要提高初中物理浮力教學(xué)成效，需要教師立足物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)和樹(shù)立正確的教學(xué)理念來(lái)開(kāi)展物理浮力教學(xué).

一是科學(xué)設(shè)計(jì)浮力核心素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo).在浮力知識(shí)教學(xué)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)如下學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)：①知識(shí)維度.要讓學(xué)生理解浮力的概念及其產(chǎn)生原因，掌握利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量浮力大小，掌握浮力大小的影響因素;理解阿基米德定律和掌握浮力計(jì)算方法;理解物體沉浮條件，并能通過(guò)受力分析進(jìn)行物體沉浮判斷;②方法維度.要讓學(xué)生掌握浮力知識(shí)探究實(shí)驗(yàn)的方法，提高實(shí)驗(yàn)探究能力;③應(yīng)用維度.能夠運(yùn)用所學(xué)浮力知識(shí)分析解釋生活中的浮力現(xiàn)象，提高物理學(xué)習(xí)信心.

二是樹(shù)立“兩點(diǎn)一線”的浮力教學(xué)理念.要提高初中物理教學(xué)有效性，需要樹(shù)立科學(xué)正確的教學(xué)理念.①要把物體所處的狀態(tài)當(dāng)成學(xué)習(xí)浮力知識(shí)和解決浮力問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn);②要把浮力產(chǎn)生的原因和阿基米德定律兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合作為浮力知識(shí)運(yùn)用的立足點(diǎn);③要把重力分析作為浮力知識(shí)學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的主要線索.樹(shù)立這樣的教學(xué)理念，符合初中學(xué)生的思維特點(diǎn)，有利于降低對(duì)浮力知識(shí)的理解難度和提高解決浮力問(wèn)題的能力.

3.2 全面掌握教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建系統(tǒng)知識(shí)體系

浮力知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容綜合性強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)多，這就要求教師全面掌握浮力知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的浮力知識(shí)體系，才能提高浮力教學(xué)有效性和學(xué)生應(yīng)用浮力知識(shí)解決問(wèn)題的能力.

一是重視浮力與重力知識(shí)的結(jié)合教學(xué).重力在浮力知識(shí)學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題中起著重要作用，也是浮力知識(shí)教學(xué)的主要線索，因此在浮力教學(xué)中要重視把浮力與重力相互結(jié)合進(jìn)行教學(xué).重點(diǎn)要讓學(xué)生掌握物體在五種狀態(tài)下浮力與重力的關(guān)系：①漂浮狀態(tài)（物體部分浸在液體中）時(shí)，F(xiàn)浮=G物;②懸浮狀態(tài)（物體全部浸在液體中）時(shí)，F(xiàn)浮=G物;③沉底狀態(tài)（物體全部浸在液體中）時(shí)，F(xiàn)浮G物;⑤物體在液體中的下沉過(guò)程中，F(xiàn)浮>G物.

二是重視浮力與密度知識(shí)的結(jié)合教學(xué).根據(jù)阿基米德定律可得出浮力公式F浮=ρ液gV排，從公式可看出浮力與液體密度存在重要關(guān)系，在該知識(shí)點(diǎn)教學(xué)中，應(yīng)讓學(xué)生掌握三種情況下浮力與液體密度的關(guān)系.①當(dāng)ρ液>ρ物時(shí)，F(xiàn)浮=G物，此時(shí)浮力大小與液體密度無(wú)關(guān);②當(dāng)ρ液<ρ物時(shí)，F(xiàn)浮=ρ液gV排，此時(shí)浮力大小與液體密度有關(guān)，呈現(xiàn)正比關(guān)系;③當(dāng)ρ液=ρ物時(shí)，F(xiàn)浮=G物，此時(shí)浮力大小與液體密度無(wú)關(guān).該知識(shí)點(diǎn)在浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用較多.

三是重視浮力與二力平衡知識(shí)的結(jié)合教學(xué).在前一章的“力與運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了“二力平衡”知識(shí)，當(dāng)物體在液體中處于漂浮或懸浮狀態(tài)時(shí)，物體受到的浮力與其重力大小相等，方向相反.

四是重視浮力與液體壓強(qiáng)、壓力知識(shí)的結(jié)合教學(xué).由于物體在液體中上下表面之間存在著一定的壓強(qiáng)（壓力）差，從而使物體產(chǎn)生浮力.但是當(dāng)物體排出液體的體積發(fā)生變化時(shí)，容器底部受到的壓強(qiáng)（壓力）產(chǎn)生變化，此時(shí)浮力也會(huì)隨之而變.

五是重視浮力知識(shí)的綜合應(yīng)用教學(xué).浮力知識(shí)綜合應(yīng)用是將浮力知識(shí)與多方面知識(shí)融合應(yīng)用，它是浮力教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題.在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)時(shí)，要注重利用幾何圖形和數(shù)形結(jié)合思想、浮力公式來(lái)尋找各變量之間的關(guān)系，列出等量關(guān)系式，才能有效解決問(wèn)題.

3.3 重視浮力實(shí)驗(yàn)探究，運(yùn)用多種方法教學(xué)

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在浮力知識(shí)的教學(xué)中也要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，通過(guò)讓學(xué)生進(jìn)行浮力實(shí)驗(yàn)探究，能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)浮力知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，有利于深入理解浮力知識(shí).同時(shí)要提高浮力教學(xué)的有效性，還要注重運(yùn)用多種方法開(kāi)展教學(xué).

一是重視讓學(xué)生開(kāi)展浮力實(shí)驗(yàn)探究.為了有效突破浮力教學(xué)中重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題的教學(xué)，教師要重視讓學(xué)生開(kāi)展浮力實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究既能讓學(xué)生獲得對(duì)浮力知識(shí)的更多正確的感性認(rèn)識(shí)，又能有效消除學(xué)生對(duì)浮力不正確的前提概念，有利于學(xué)生深入牢固掌握浮力知識(shí).例如，可利用兩個(gè)大的燒杯或其他容器、自來(lái)水和濃鹽水、雞蛋或用橡皮泥做成的圓球等實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生把每一個(gè)雞蛋分別放入不同液體中，觀察雞蛋受到的浮力與液體密度、液面上升或體積變化情況，就能讓學(xué)生容易掌握浮力與液體密度、排開(kāi)液體積三者之間的關(guān)系，而且實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易操作，能起到很好的教學(xué)效果.

二是運(yùn)用多種方法開(kāi)展浮力教學(xué).為了提高浮力教學(xué)有效性，教師要根據(jù)教學(xué)需要或不同的教學(xué)情況靈活運(yùn)用多種方法教學(xué).例如，可利用“壓力差法”教學(xué)，當(dāng)物體浸入到液體中時(shí)，可根據(jù)物體上下表面受到的壓力（壓強(qiáng)）差來(lái)計(jì)算物體受到的浮力;可利用“彈簧計(jì)穩(wěn)重法”進(jìn)行浮力實(shí)驗(yàn)教學(xué)，當(dāng)物體懸浮或沉入液體中時(shí)，通過(guò)利用該方法，能讓學(xué)生直觀地看到浮力的大小;利用“二力平衡法”理解浮力，物體懸浮、全部浸入、沉底等情況下達(dá)到平衡時(shí)，都可以通過(guò)對(duì)物體進(jìn)行受力分析來(lái)計(jì)算浮力，該方法也是理解和解決浮力問(wèn)題的常用方法;還可以通過(guò)信息技術(shù)方法進(jìn)行浮力知識(shí)教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生浮力知識(shí)學(xué)習(xí)興趣，取得良好教學(xué)成效.

3.4 培養(yǎng)物理思維能力，提高浮力解題能力

利用浮力知識(shí)進(jìn)行物理解題既是教學(xué)的重點(diǎn)，也是教學(xué)的難點(diǎn)，這就需要教師加強(qiáng)學(xué)生物理思維能力培養(yǎng)，通過(guò)對(duì)浮力典型例題的講解，幫助學(xué)生總結(jié)浮力解題的方法，以此來(lái)提高學(xué)生浮力知識(shí)的解題應(yīng)用能力.

一是通過(guò)習(xí)題變式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生物理思維能力.通過(guò)對(duì)浮力典型例題的“一題多變”或“一題多解”教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生靈活的物理思維能力，達(dá)到提高學(xué)生解題能力的目的.

例如 基本題：“三個(gè)實(shí)心小球體積相同，在盛放液體的燒杯中處于液面、液體中、底部三個(gè)不同的位置，說(shuō)明三個(gè)小球受到的浮力關(guān)系？”針對(duì)此題可進(jìn)行變式訓(xùn)練：“三個(gè)實(shí)心小球質(zhì)量相同，在盛放液體的燒杯中處于不同的位置，說(shuō)明三個(gè)小球受到的浮力關(guān)系？”此題中將原來(lái)的“體積相同”變成“質(zhì)量相同”，通過(guò)這樣的習(xí)題變式教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生靈活的物理思維能力，還能使學(xué)生從“多變”的條件中發(fā)現(xiàn)“不變”的規(guī)律.

二是重視浮力解題方法總結(jié).提高浮力解題能力.浮力知識(shí)的解題可以運(yùn)用多樣化的方法，要提高學(xué)生的浮力解題能力，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)浮力解題方法，以此促進(jìn)學(xué)生物理解題能力提升.例如，容器中液面升降問(wèn)題是浮力解題中的典型應(yīng)用問(wèn)題之一，當(dāng)容器中放入一個(gè)或多個(gè)物體時(shí)，液面會(huì)上升或因?yàn)榕懦鲆后w導(dǎo)致液面下降，在解題此類(lèi)題目時(shí)，可讓學(xué)生分別運(yùn)用“整體法”、“比較法”、“推理法”、“換元法”、“恒值法”、“液體果凍法”進(jìn)行解題，多種解題方法的運(yùn)用，能幫助學(xué)生總結(jié)出此類(lèi)題目的解題方法，從而提高學(xué)生浮力解題能力.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，浮力知識(shí)是初中物理學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，由于該知識(shí)涉及知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在一定困難，要提高浮力知識(shí)的教學(xué)有效性，需要教師掌握浮力教學(xué)要求與特點(diǎn)，加強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)，深入分析學(xué)生學(xué)習(xí)困難的原因，立足浮力知識(shí)中的學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)，幫助學(xué)生全面構(gòu)建浮力知識(shí)體系，注重綜合運(yùn)用多種方法教學(xué)，重視思維能力培養(yǎng)，才能提高初中物理浮力知識(shí)教學(xué)成效，從而使學(xué)生深入掌握浮力知識(shí)，提高浮力知識(shí)應(yīng)用能力.

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