朱婷

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

關(guān)鍵詞：探究;感悟;知識(shí)的遷移

初中物理強(qiáng)調(diào)從學(xué)生身邊的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察探究，建構(gòu)新的物理知識(shí)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)可謂越來(lái)越完善，借助各種軟件器材能夠清晰地展現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。如何選擇合適的實(shí)驗(yàn)，筆者建議從學(xué)生身邊熟悉的情境入手，讓學(xué)生全程參與到探究過(guò)程中。既能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而建構(gòu)新的物理知識(shí)。每設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，都要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，清楚探究什么?wèn)題。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要合理易操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，這樣的實(shí)驗(yàn)才是有效的實(shí)驗(yàn)。

在學(xué)校研討室筆者和學(xué)生一起探討了浮力知識(shí)。本節(jié)課涉及好幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中最重要的實(shí)驗(yàn)就是影響浮力的因素。對(duì)這些實(shí)驗(yàn)筆者進(jìn)行了一些分析改進(jìn)。

一、 引入實(shí)驗(yàn)

1. 出示一個(gè)很深的裝滿水的透明盛液桶，將一個(gè)乒乓球放進(jìn)去讓學(xué)生觀察乒乓球在水中的狀態(tài)，同時(shí)提出疑問(wèn)為什么會(huì)這樣？讓學(xué)生觀察后討論總結(jié)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)起到一個(gè)拋磚引玉的作用，讓學(xué)生了解浮力是存在的。實(shí)驗(yàn)效果明顯，乒乓球浮在水面上，學(xué)生自然就想到了是水給球一個(gè)力，這個(gè)力就是浮力，但是不足之處就是浮力的方向無(wú)法具體體現(xiàn)。經(jīng)過(guò)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(duì)比發(fā)現(xiàn)線是處于豎直方向的，將燒杯底部一端抬高，發(fā)現(xiàn)粗線依然在豎直方向上拉直。當(dāng)筆者剪斷粗線時(shí)候，乒乓球立刻浮上水面，整個(gè)過(guò)程清晰地展示了浮力的方向，學(xué)生立刻知道浮力的方向是豎直向上的，簡(jiǎn)單明了，方便記憶。

另外浮力這部分知識(shí)經(jīng)常作為畫圖題出現(xiàn)，為了利于學(xué)生的理解記憶，更好地對(duì)物體進(jìn)行受力分析，學(xué)會(huì)浮力的畫法。這個(gè)過(guò)程讓學(xué)生上來(lái)畫乒乓球受力分析圖，根據(jù)二力平衡知識(shí)對(duì)乒乓球進(jìn)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(duì)于在水中下沉的石塊等物體是否受到浮力，學(xué)生經(jīng)過(guò)小組交流討論后持兩派意見：

有的小組認(rèn)為是不受浮力的，因?yàn)槲矬w沉入水底，有的小組則認(rèn)為是有浮力，因?yàn)樗械奈矬w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(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式驗(yàn)證。

關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有些小組能迅速討論出方案，有的小組則很茫然，無(wú)法下手。其實(shí)對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以先介紹一個(gè)類比實(shí)驗(yàn)。在空氣中先測(cè)出物體的重力，然后用手慢慢向上托著物體，觀察彈簧測(cè)力計(jì)發(fā)現(xiàn)示數(shù)變小了，引導(dǎo)學(xué)生思考彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小的原因。小組討論后學(xué)生都找到了原因：手對(duì)物體有一個(gè)向上的托力，然后讓小組再討論設(shè)計(jì)方案則難度降低。各小組紛紛都設(shè)計(jì)出了自己的方案，討論方案的可行性，為下面的探究活動(dòng)做好了準(zhǔn)備。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)并操作完成，學(xué)生設(shè)計(jì)得很好，完成效果明顯，很明顯的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小，說(shuō)明下沉的物體也有浮力，然后讓學(xué)生思考測(cè)浮力方法，學(xué)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(gè)過(guò)程中，給予學(xué)生思考時(shí)間太少，導(dǎo)致部分好學(xué)生迅速學(xué)會(huì)，但是仍有部分學(xué)生反應(yīng)較慢，被動(dòng)接受。在這部分教學(xué)中，其實(shí)應(yīng)該增加一個(gè)畫受力分析圖環(huán)節(jié)，教學(xué)效果會(huì)更好。讓學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析，不僅能夠進(jìn)一步加強(qiáng)浮力印象，同時(shí)對(duì)物體的受力情況更為了解，對(duì)今后分析此類題目有很大的幫助。

二、 學(xué)生動(dòng)手操作，讓學(xué)生感知

本節(jié)課有個(gè)重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)“探究影響浮力大小的因素”，對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)各小組先討論可能跟哪些因素有關(guān)，然后歸納總結(jié)出有探究意義的幾點(diǎn)因素：①浮力的大小可能跟物理浸沒的深度有關(guān);②浮力的大小可能跟排開液體的體積有關(guān);③浮力的大小可能跟液體的密度有關(guān)等。各小組確定自己的研究因素并設(shè)計(jì)方案，討論方案的可行性并修正方案，分組完成實(shí)驗(yàn)。

（一）浮力的大小可能跟物體浸沒的深度有關(guān)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案多數(shù)小組能夠設(shè)計(jì)出來(lái)，實(shí)驗(yàn)操作也較為成功，各小組很明顯地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：浮力的大小與物體浸沒深度無(wú)關(guān)。

（二）浮力的大小可能跟排開液體的體積有關(guān)

學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)時(shí)候，觀察不到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，好些小組都出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生就無(wú)從分析，也得不出結(jié)論。這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)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(chǔ)的。因此，老師就要敏銳地抓住這點(diǎn)進(jìn)行生成?？梢詥?wèn)學(xué)生為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)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(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：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(yīng)變大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)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(shí)驗(yàn)器材繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，這次明顯看到彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化，最終得出結(jié)論：浮力大小和物體排開液體體積有關(guān)。

（三）浮力的大小可能跟液體的密度有關(guān)

這個(gè)猜想來(lái)源于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，在生活中，人們經(jīng)常看見沉在水底的物體例如雞蛋，只要向水中加鹽，雞蛋會(huì)慢慢浮起，最終漂浮在水面上。同樣的一個(gè)雞蛋在不同液體處于兩種不同的狀態(tài)，說(shuō)明液體密度的改變對(duì)浮力有較大的影響。學(xué)生回答問(wèn)題的時(shí)候卻能夠答得很好，原因是學(xué)生之前的生活經(jīng)驗(yàn)即前概念起作用。這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是先將物體浸沒在清水中測(cè)出浮力，然后再將物體放在鹽水中，測(cè)量它的浮力，進(jìn)行對(duì)比，老師可以通過(guò)數(shù)據(jù)讓學(xué)生分析：有什么差異？為什么會(huì)出現(xiàn)差異？但在實(shí)際操作中得不到數(shù)據(jù)，這樣的問(wèn)題就無(wú)從回答，思維得不到發(fā)展。所以，在課堂中，能夠讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題有所思考，進(jìn)而提出問(wèn)題，共同思考，這樣就教學(xué)相長(zhǎng)。學(xué)生才有收獲。否則，學(xué)生僅僅是模仿，從例題到習(xí)題，不停地做、練，僅此而已。學(xué)生的思維得不到發(fā)展，只是一味地重復(fù)，并不能真正地理解，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不行，學(xué)生的能力得不到提高。