摘 要：初中物理中一些概念及規(guī)律較為抽象，學(xué)生初次學(xué)習(xí)后無(wú)法很好地理解與掌握，復(fù)習(xí)課的開設(shè)很有必要.上復(fù)習(xí)課時(shí)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)新的情景，通過(guò)小組討論解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題中復(fù)習(xí)知識(shí)，突破重難點(diǎn)，能達(dá)到較好的效果.文章基于STEM-SOS模式下的初中物理復(fù)習(xí)課教學(xué)為研究對(duì)象，以“浮力”復(fù)習(xí)為例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高初中物理復(fù)習(xí)課的教學(xué)效果.

關(guān)鍵詞：STEM-SOS；初中物理；復(fù)習(xí)課；浮力

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）26-0089-03

作者簡(jiǎn)介：陳嫻敏（1982.12-），女，福建省福州人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：福建省福州市教育科學(xué)研究規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)小組下課題“基于STEM-SOS模式下初中物理復(fù)習(xí)課課堂教學(xué)方法的研究與實(shí)踐”成果之一（課題編號(hào)： FZ2020GH021）

STEM-SOS教學(xué)模式是一個(gè)以國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為重點(diǎn)的一種K-12階段的STEM教學(xué)模式，以項(xiàng)目學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)作為基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)計(jì)和完成項(xiàng)目，彰顯以教師為引導(dǎo)，以學(xué)生為中心的教學(xué)特點(diǎn).項(xiàng)目的主題源自于學(xué)生在生活中遇到的問(wèn)題，涉及到科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、數(shù)學(xué)（Mathematics）領(lǐng)域，以及社會(huì)（Social Study）和英語(yǔ)語(yǔ)言藝術(shù)（English language Arts）的知識(shí)與技能［1］.在STEM-SOS模式中，以項(xiàng)目延伸學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，加深對(duì)理論與概念的理解，掌握分析問(wèn)題、探索解決問(wèn)題的方法，為高階段的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).初中物理教師應(yīng)基于以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)，以難點(diǎn)突破視角重新設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)課，在“浮力”復(fù)習(xí)中，以此為出發(fā)點(diǎn)開設(shè)復(fù)習(xí)課，能讓學(xué)生在復(fù)習(xí)中體會(huì)到物理的樂(lè)趣，發(fā)揮出復(fù)習(xí)課“溫故而知新”的作用，提高物理知識(shí)水平.

1 巧妙設(shè)計(jì)層次問(wèn)題，激起學(xué)生復(fù)習(xí)動(dòng)力

STEM-SOS模式下的初中物理“浮力”復(fù)習(xí)課，教師可圍繞“浮力”設(shè)計(jì)一系列層次性問(wèn)題，激活學(xué)生思維的同時(shí)激起復(fù)習(xí)舊知識(shí)的動(dòng)力，利用不同層次的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生，確保問(wèn)題指向浮力產(chǎn)生的本質(zhì)，將抽象化的浮力知識(shí)變得更為具體，使其在問(wèn)題導(dǎo)向下更好地理解與掌握浮力相關(guān)內(nèi)容［2］.設(shè)計(jì)層次性問(wèn)題時(shí)，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持由簡(jiǎn)及繁、由淺及深、由易到難的基本原則，為學(xué)生帶來(lái)引人入勝的感覺(jué)［3］.

比如，教師可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題：浮力產(chǎn)生的原因是什么？物體的沉浮條件是什么？浮力的定義是什么？大小和方向呢？阿基米德原理的內(nèi)容、公式、適用條件分別是什么？浮力有哪幾種計(jì)算方法？利用這些問(wèn)題讓學(xué)生主動(dòng)回顧與浮力有關(guān)的理論知識(shí)，使其進(jìn)一步理解阿基米德原理、物體的浮沉條件及應(yīng)用等，有效提升教學(xué)的效果.

2 利用情境展開復(fù)習(xí)，分析浮力產(chǎn)生的原因

在這一環(huán)節(jié)，筆者先創(chuàng)設(shè)一個(gè)新的情境，提出問(wèn)題：福建和臺(tái)灣直線距離為130公里，連接福建和臺(tái)灣最快的交通方式是什么？你有什么新的設(shè)計(jì)方案能最快地來(lái)往福建和臺(tái)灣？通過(guò)情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生提出各種想法，比如飛機(jī)直航、修建直通大橋等.接著，老師利用多媒體設(shè)備播放一段世界上最長(zhǎng)的海底隧道——港珠澳大橋的視頻，簡(jiǎn)單介紹修建方法，因其超大的建筑規(guī)模、空前的施工難度和頂尖的建造技術(shù)而聞名于世，激起學(xué)生的愛(ài)國(guó)之情.

接著提出問(wèn)題，我們?yōu)殚}臺(tái)海底隧道做哪些設(shè)想？海底隧道如何建成呢？通過(guò)提問(wèn)，學(xué)生討論，喚起浮力知識(shí).接著展示材料信息：每一節(jié)密封的長(zhǎng)方體沉管長(zhǎng)、寬、高分別是180 m，35 m，10 m，總質(zhì)量是6×107 kg.當(dāng)密封沉管灌水下沉到海底后，將其下半部分埋入海底的泥沙中，再將灌入的海水全部抽出，此時(shí)空心密封沉管不會(huì)再上浮.

問(wèn)題：請(qǐng)你用浮力的知識(shí)解釋下半部分埋入海底泥沙中的密封沉管不會(huì)再上浮的原因？

激發(fā)學(xué)生原有知識(shí)：浮力產(chǎn)生的原因是上下表面壓力差.在這個(gè)情境下，學(xué)生回答出答案：長(zhǎng)方體沉管下半部分埋入海底的泥沙中，底部沒(méi)有水，F(xiàn)向上=0，沉管不受浮力.為了讓學(xué)生強(qiáng)化對(duì)浮力產(chǎn)生原因的理解，老師馬上播放王亞平太空授課實(shí)驗(yàn)：太空浮力消失實(shí)驗(yàn).通過(guò)前面的記憶喚醒和重組問(wèn)題，學(xué)生能很快的回答出在太空失重狀態(tài)下，沒(méi)有重力，就沒(méi)有壓力，就不存在壓力差，因此太空中浮力消失.

利用問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生理解浮力產(chǎn)生的原因——壓力差法，再通過(guò)王亞平太空授課中，浮力消失的實(shí)驗(yàn)視頻強(qiáng)化他們對(duì)浮力產(chǎn)生原因這一知識(shí)的認(rèn)識(shí)，對(duì)浮力產(chǎn)生的本質(zhì)原因有了更深的理解.在復(fù)習(xí)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)全新的情境，研究貼近實(shí)際生活和太空授課的浮力現(xiàn)象，利用生動(dòng)、直觀的實(shí)驗(yàn)將枯燥乏味的課堂練習(xí)以明了清晰的動(dòng)態(tài)化樣式呈現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生在情境中觀察、思考、分析與處理，不斷鍛煉他們的思維能力，突破浮力這一難點(diǎn).

3 運(yùn)用情境推進(jìn)復(fù)習(xí)，進(jìn)行浮力計(jì)算訓(xùn)練

浮力問(wèn)題比較常見(jiàn)的一種題型就是相同物體在液體中處于下沉、懸浮、漂浮三種狀態(tài)，比較物體受到浮力的大小關(guān)系［4］.計(jì)算浮力的方法有阿基米德法、稱重法與受力分析法，有的問(wèn)題比較復(fù)雜，僅僅依靠一種方法難以解決，學(xué)生應(yīng)具備綜合應(yīng)用多種計(jì)算方法的能力，才能夠準(zhǔn)確、高效解題.在本環(huán)節(jié)中，教師可這樣設(shè)問(wèn)［5］.

問(wèn)題：畫出漂浮在海面上的密封沉管所受的力，漂浮在海面上的密封沉管在灌水前受到的浮力是多少牛頓？

通過(guò)作圖題的訓(xùn)練，學(xué)生馬上想到用受力分析法解決該題.因?yàn)槠?，所以F浮=G物，學(xué)生能很快的通過(guò)分析計(jì)算得出正確答案.

問(wèn)題：當(dāng)往密封沉管灌水使其下沉到上表面剛好水平浸沒(méi)在海水中時(shí)，注入的海水重力至少為多少牛頓？

這道題，主要訓(xùn)練學(xué)生鞏固復(fù)習(xí)阿基米德原理法F浮=G排=m排g=ρ液gV排解題，特別引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化m排g這個(gè)推導(dǎo)公式.

在定性比較浮力這類試題中，除在研究同一物體在不同液體中浮力的大小關(guān)系以外，還存在兩種情況，即為不同體積、同質(zhì)量的物體在同一液體中的浮力大小關(guān)系；不同質(zhì)量、同體積的物體在同一液體中的浮力大小關(guān)系.在本環(huán)節(jié)中，教師把這兩種情況整合到一起，通過(guò)一些細(xì)節(jié)分析引導(dǎo)學(xué)生選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄕ归_分析與解題［6］.

4 加工抽象物理模型，順利轉(zhuǎn)化實(shí)際情境

在此環(huán)節(jié)中，教師提出問(wèn)題：通過(guò)港珠澳大橋海底隧道一施工現(xiàn)場(chǎng)，如圖1所示，畫出主船體將長(zhǎng)方體沉管放入水至全部浸沒(méi)的過(guò)程中，主船體所受浮力隨物體浸入水中的深度變化的圖像.

隔離法：如圖2對(duì)沉管浮力分析，沉管下放至浸沒(méi)，V排先增大后不變，根據(jù)阿基米德原理可知沉管受到浮力先增大后不變.

整體法：如圖3對(duì)主船和沉管受力分析，總重不變，因?yàn)槠?，總的浮力不?因此，在沉管下降過(guò)程中，主船體受到的浮力先變小后不變，如圖4所示.

這一問(wèn)題對(duì)學(xué)生的綜合能力要求更高，在解題過(guò)程中涉及到浮力大小的影響因素、平衡法求浮力、整體法和隔離法受力分析的綜合應(yīng)用，能讓學(xué)生在復(fù)習(xí)課中鍛煉和提升學(xué)習(xí)能力［7］.

在充分利用港珠澳大橋的材料引入浮力知識(shí)的復(fù)習(xí)后，讓學(xué)生采用頭腦風(fēng)暴式的思維導(dǎo)圖，將浮力復(fù)習(xí)的知識(shí)體系進(jìn)行梳理，如圖5所示.

5 適當(dāng)拓展情境教學(xué)，提升學(xué)生探究能力

利用海底隧道素材，復(fù)習(xí)浮力的幾種解法后，通過(guò)一道綜合的計(jì)算題，涉及浮力、密度、液體壓強(qiáng)、圖像等問(wèn)題，強(qiáng)化學(xué)生分析問(wèn)題、歸納問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.

在水平桌面上放置一個(gè)底面積為100 cm2，質(zhì)量為400 g的圓筒，筒內(nèi)裝有16 cm深的某液體，彈簧測(cè)力計(jì)的下端懸掛著一個(gè)底面積為50 cm2的金屬柱，當(dāng)金屬柱從液面上方逐漸浸入液體中直到全部浸沒(méi)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與金屬柱浸入液體深度h的關(guān)系如圖6所示．（圓筒厚度忽略不計(jì)，筒內(nèi)液體沒(méi)有溢出）

求：（1）金屬柱浸沒(méi)時(shí)受到的浮力大小；

（2）該液體的密度大小；

（3）金屬柱浸沒(méi)時(shí)，水對(duì)容器底的壓強(qiáng)比未放入金屬柱前增加了多少？

前面各環(huán)節(jié)利用海底隧道素材，引領(lǐng)學(xué)生自主復(fù)習(xí)浮力知識(shí)，本環(huán)節(jié)順理成章地進(jìn)行定量計(jì)算，通過(guò)分析圖像數(shù)據(jù)，不僅可以讓學(xué)生回顧求解浮力的幾種方法，還能夠鍛煉他們綜合分析的能力.

總之，基于STEM-SOS模式下的初中物理復(fù)習(xí)教學(xué)，教師需要將知識(shí)置于實(shí)際情境中，轉(zhuǎn)變以往傳統(tǒng)落后復(fù)習(xí)模式的束縛與禁錮，通過(guò)鞏固知識(shí)復(fù)習(xí)、激發(fā)思維、題型訓(xùn)練、重難點(diǎn)突破，結(jié)合“浮力”相關(guān)知識(shí)的特征科學(xué)制定復(fù)習(xí)計(jì)劃，以學(xué)生為主體，提升復(fù)習(xí)的質(zhì)量和效率.

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［責(zé)任編輯：李 璟］