王貴林 楊繼香
摘要:物理核心素養(yǎng)是物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任。要培養(yǎng)學生的學科能力教師需要 設計教學活動提高學生的學科知識概括能力,使學生的學科德育與智力得到發(fā)展,學習是一個有簡單到復雜的一個進階過程。作為物理教師更要注重學生物理學科物理觀念、科學思維、探究能力科學態(tài)度與責任的統(tǒng)一,提高學生的物理核心素養(yǎng)。
本文以“浮力”復習課為例,通過近年云南昆明考題,把握規(guī)律,通過實驗、概念、視頻、計算、應用等方式,提高學生的思維能力和綜合運用知識的能力,幫助學生 突破能力進階,教學中提出見解為老師優(yōu)化教學設計提供參考。
關鍵詞:浮力 進階 備考
教學中從學生的認知與理解、應用生活實踐、對知識進行遷移創(chuàng)新等方面來培養(yǎng)學生的物理學科能力?!读x務教育物理課程標準》認知性目標分為了解、認識、理解三個遞進層次,本章要求:通過實驗認識浮力、探究浮力大小與哪些因素有關、知道阿基米德原理、運用物體的沉浮條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象;物理學科核心素養(yǎng)五育并舉全息育人要求,誦過實驗,認識浮力(物理觀念---運動與相互作用觀);探究浮力大小與哪些因索有關(科學探究);知道阿基米德原理(科學思維) ;運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象(科學態(tài)度與責任)。
第九章浮力安排在力、重力、摩擦力、力的平衡、壓強等知識之后,是力學的重要部分,主要內容包括浮力的定義及產(chǎn)生原因、影響浮力大小的因素、阿基米德原理以及物體的浮沉條件及其應用,是對力學知識的深化與延伸。中考前總復習,教師應根據(jù)初中生的發(fā)展特點積極探究合適的教學方法,突出學生學習的主體地位,提高學生的學習興趣,促進學生能力進階。
教學中教師應注意激發(fā)學生的創(chuàng)新能力,提高學生善于思辨的能力,培養(yǎng)學生獨立思考和勤于探究的學習習慣。教師可以創(chuàng)設相關情景,引導學生設計實驗方案,促進學生高階思維能力的發(fā)展,從而幫助學生實現(xiàn)能力進階。
一、立足課標,把握規(guī)律
(一)課標分析
從“課程內容”的要求看,本專題涉及如下條目:本專題屬于課標三大主題中一級主題:“運動和相互作用”,二級主題“機械運動和力”,物質運動和相互作用的規(guī)律是物理學的核心內容,也是學習物理學的基礎。
教學目標:誦過實驗,認識浮力(物理觀念---運動與相互作用觀);探究浮力大小與哪些因索有關(科學探究);知道阿基米德原理(科學思維) ;運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象(科學態(tài)度與責任)。
(二)浮力考題
了解近三年云南省和昆明市的考題,明確方向,把握規(guī)律,做到有的放矢,下邊列舉近三年考題。
1.2020年云南省物理考綜合題25題,如圖甲所示,水平桌面上有個質量為2.5kg,底面邊長為0.5m的正方體水槽,水槽內有一實心球。逐漸往水槽內加水,球受到的浮力F與水深h的關系如圖乙所示,水深h=7cm時,球剛好有一半體積浸入水中。不考慮水槽厚度,水的密度為1.0×103 kg/m3,求∶
(1)實心球的體積和水深7cm時水槽底部受到的壓強;
(2)實心球的密度;
(3)實心球剛好離開水槽底部時水槽對水平桌面的壓強。
2. 2019年云南省物理考綜合題25題, (8分)某水底打撈作業(yè)中,需將一長方體石柱從水底勻速打撈出水.如圖18所示是吊車鋼絲繩拉力F隨石柱下表面距水底深度h變化的圖像.(水的阻力忽略不計,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)石柱浸沒在水中受到的浮力;
(2)石柱未露出水面前,在水中上升2 m鋼絲繩拉力所做的功;
(3)在水底時石柱上表面受到的水的壓強.
3.2019年昆明市物理,選擇題第8題,—個物體靜止在水中,如圖a所示,將它提高到最高位罝(如圖b)靜止釋放,假設只受重力和浮力作用,那么物體會向下運動到最低位罝(如圖c),然后在最高和最低兩個位罝之間不停地做上下運動。忽略容器內液面高度變化。則下列說法錯誤的是( )
A. 物體向下運動過圖a位罝時,速度最大
B. 物體到達最低位置時,浮力大于重力
C. 物體向上運動過圖a位罝時,浮力小于重力
D. 物體到達最高位罝時,速度等于0
2019年昆明市物理綜合題第24題,一人用桶從井里取水,己知桶的容積是6L,空桶的質量是1.5kg,忽略繩子的重力。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)裝滿水后水的質量;
(2)用繩子把桶放到井里,進入一些水后,桶仍然漂浮在水中,此時它排開水的體積是3×10-3m3,桶受到的浮力;
(3)將一滿桶水從桶底剛好離開水面開始勻速提高5m,繩子的拉力做的功;
(4)提水的效率。
二、浮力復習
(一)實驗導入,理解浮力
老師通過演示實驗(二次測量法測浮力),彈簧測力計下掛一重物,讀出彈簧測力計示數(shù),然后用手慢慢托起重物,托起后讓重物靜止時讀出彈簧測力計示數(shù),彈簧測力計示數(shù)減小了,接下來讓重物浸到水中,觀察彈簧測力計示數(shù),兩次示數(shù)不一樣,從而引出向上托的力就是浮力。使學生進一步理解浮力的定義。結合練習題“一個重力為12N 的金屬塊掛在彈簧測力計下,使其浸入水中,如果金屬塊的一半體積浸入水中,這時彈簧測力計的示數(shù)為10 N,此時金屬塊受到水的浮力大小為___N。如果將金屬塊全部浸沒水中( 金屬塊不接觸容器底部),則金屬塊所受浮力大小為___N,此時彈簧測力計的示數(shù)為___N”,使學生能靈活運用二次測量法及變形公式解決實際問題。
本節(jié)課從實驗引入,能使學生對浮力有清晰的認識,理解得透徹,激發(fā)了學生的學習興趣,層層遞進,從生活中的現(xiàn)象引申到物理學原理,通過概括論證學生掌握物理概念和規(guī)律,在此基礎上逐步將分散的知識內容進行關聯(lián)整合,實現(xiàn)知識的系統(tǒng)化和結構化。
(二)建模引導,理解原因
先指導學生觀察P171圖9-5,老師指導分析,水對立方體的上、下、前、后、左、右六個表面都有壓強,因為立方體的前后、左右相對應的面積相等,所以立方體的前后、左右的兩側面受到的壓力大小相等、 方向相反,受力平衡;因為同種液體壓強隨深度的增加而增大,上、下兩個表面,深度不同,水的壓強不同,下表面受到水向上的壓力 F1大于上表面受到水向下的壓力F2,水對立方體向上和向下的壓力差就是浮力產(chǎn)生的原因。老師對此進行建模引導,使學生理解浮力產(chǎn)生的原因。
觀察是進行概括論證的基礎,引導學生善于觀察,通過觀察分析和解釋相關物理現(xiàn)象,運用物理學科知識和科學思維,解決實際生活問題,培養(yǎng)學生的應用實踐能力。課堂上老師注意引導學生觀察、思考、探究、合作,調動學生的學習積極性,體現(xiàn)以學生為主體,教師為主導的理念,培養(yǎng)學生的探究能力和創(chuàng)新能力,通過建模思想,促進學生思維發(fā)展。
(三)播放視頻,再現(xiàn)原理
讓同學們翻書到P174,回顧阿基米德原理。從實驗目的→實驗器材→實驗步驟→實驗內容→公式→公式推導,對學生進行思維引導,然后觀看視頻,再現(xiàn)阿基米德實驗探究過程,最后通過實驗探究題,使學生對知識加深理解,提高學生的能力。
阿基米德原理實驗通過實驗視頻再現(xiàn),帶領學生回顧實驗過程,關注溢水杯的使用和測量誤差的分析,在實驗過程中,學生會有所悟,思想也變得非常活躍,再經(jīng)過教師的點撥和引導,可以激起學生的創(chuàng)造性思維,提升科學素養(yǎng),使復習課的效率得到提高。
云南省昆明市第一中學西山學校 王貴林
云南省昆明市第十九中學 楊繼香