徐 惺

(江蘇省常熟市昆承中學(xué)錦荷校區(qū) 215500)

“浮力”是流體靜力學(xué)中非常重要的一類基礎(chǔ)知識，也是初中物理力學(xué)體系中非常重要的組成部分.但是“力學(xué)”模塊物理知識本身有很強的抽象性、實踐性、綜合性與繁雜性，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)這部分物理知識的難度.特別是在“力學(xué)”模塊教學(xué)中如果只是采取講授式教學(xué)模式，那么會直接影響初中生學(xué)習(xí)物理知識的興趣與效果，變革與創(chuàng)新“浮力”模塊物理知識的教學(xué)模式與方法勢在必行.

一、創(chuàng)設(shè)良好教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“浮力”模塊教學(xué)知識期間，為了可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知識的效果，需要注意從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)浮力部分知識的興趣入手，科學(xué)地創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，促使他們可以在學(xué)習(xí)浮力部分物理知識期間可以開展深入而有效地思考.考慮到初中生思維比較活躍，平時會更加喜歡動手操作，所以教師要摒棄以往直接灌輸和講授浮力部分知識的教學(xué)理念，靈活地運用視頻導(dǎo)入、探究實驗等教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)方式方法，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個趣味性比較強的物理知識學(xué)習(xí)情境，有效激發(fā)他們學(xué)習(xí)興趣，這樣可以顯著提升了他們學(xué)習(xí)物理知識的效果.

例如，在“浮力”模塊物理新知導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，教師可以采取視頻導(dǎo)入的方式，將《世界科學(xué)知識》欄目當(dāng)中關(guān)于《飄在水上的銅塊》一個節(jié)目的視頻片段播放給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生思考“你們覺得銅塊可以漂浮在水面上面嗎？那么是何種力量使銅塊漂浮起來的？”在觀看視頻的時候，學(xué)生以往的生活經(jīng)驗與觀看的視頻展示的結(jié)果之間形成了矛盾，有效地激發(fā)了學(xué)生的求知欲和探索欲.然后教師可以繼續(xù)詢問學(xué)生：“我們?nèi)粘Ｉ钪杏心男〇|西可以漂浮在水面之上，你們知道是為什么嗎？”在這些問題激勵下，學(xué)生會積極思考和討論，以這種方式就可以順利地完成浮沉知識在課堂中的導(dǎo)入.然后在正式開展課堂教學(xué)期間，教師同樣可以靈活地運用多媒體為學(xué)生播放“盛有清水的水槽中分別放上鐵塊和木塊的演示實驗”，使學(xué)生觀看二者的漂浮狀態(tài)，并針對性指導(dǎo)它們的受力情況，之后可以鼓勵他們大膽思考和想象，借助自主設(shè)計“沉入水底的鐵塊是否會受到浮力？”、“浮力大小及其影響因素？”等一些探究性實驗方案，借助這種教學(xué)指導(dǎo)方式可以深化學(xué)生對“浮力”模塊物理知識的理解與認識.此外，在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)完浮力部分物理知識后，可以在課堂上為他們設(shè)計一些自主練習(xí)題，幫助他們鞏固課堂所學(xué)浮力知識，如“浮力的成因是？”、“水中物體受到的浮力方向是？”、“浮力大小影響因素包括哪些？”等等，以此可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效果.

二、重視開展實驗教學(xué)，突破物理教學(xué)難點

在浮力部分物理知識教學(xué)期間，由于涉及到比較多的抽象知識點或復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)難度.如果直接采取講授式教學(xué)模式，無法使學(xué)生快速理解與掌握這些知識點，這時候教師可以靈活地運用物理實驗，輔助學(xué)生理解相關(guān)物理知識點，幫助他們快速突破“浮力”模塊物理知識學(xué)習(xí)難點.基此，在平時開展物理實驗教學(xué)期間，教師可以多為學(xué)生留置一些物理演示實驗或探究性實驗開展的時間與空間，以此激發(fā)他們學(xué)習(xí)這部分物理實驗知識的興趣，提高他們學(xué)習(xí)的效果.

圖1 圖2

例如，在為學(xué)生展示浮沉部分知識期間，可以自制圖1所示的浮沉子，在課堂上為學(xué)生演示用力擠壓瓶子發(fā)現(xiàn)其中小瓶子下沉，而松手之后小瓶子又會重新上浮的實驗，之后啟發(fā)學(xué)生思考這個實驗的原理是什么，為什么浮沉子可以上浮或下沉？又如，為了幫助學(xué)生探討浮力的影響因素，可以為他們提供木塊、量筒、燒杯以及彈簧秤等有關(guān)實驗用具，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的浮力部分知識自行設(shè)計探究性實驗，對浮力的影響因素進行自主探究，以試驗的方式可以幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)物理知識，同時也有效地提升了他們自身的動手操作能力.此外，為了可以使學(xué)生深刻理解潛水艇的潛水原理，也可以通過自主制作簡易試驗器具(圖2)的方式，確保學(xué)生可以借助演示實驗或動手操作的過程中深刻理解相關(guān)浮力知識.

三、重視典型例題教學(xué)，提升物理解題能力

在指導(dǎo)初中生學(xué)習(xí)和掌握上述“浮力”模塊涉及到的理論概念、規(guī)律與性質(zhì)等基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，為了有效提升初中生的物理解題能力，還必須要重視針對這部分的典型例題開展教學(xué)指導(dǎo).但是在指導(dǎo)學(xué)生開展例題教學(xué)期間，必須要摒棄以往“題海戰(zhàn)術(shù)”的教學(xué)理念，科學(xué)地設(shè)計變式訓(xùn)練、圖像教學(xué)等解題教學(xué)方案，力求持續(xù)提升初中生解決“浮力”模塊方面問題的能力，具體要點如下：

1.靈活開展變式訓(xùn)練.在指導(dǎo)初中生開展解題訓(xùn)練期間，變式訓(xùn)練是最為有效地一種教學(xué)訓(xùn)練方式，對優(yōu)化學(xué)生解題思路，提高學(xué)生解題能力有很大幫助.特別是對“浮力”部分物理問題，由于其涉及到彈力、重力、密度、力的平衡、力與運動等眾多知識點，所以求解相應(yīng)類型題中也會包含比較多的物理量，如拉力、密度、浮力、體積、重力以及質(zhì)量等等.針對這種類型的基礎(chǔ)浮力類型題，可以基于某一簡單的物理題，通過對題目條件進行合理設(shè)計來構(gòu)成難度不同的變式習(xí)題組，以此幫助學(xué)生可以快速理解與掌握所學(xué)的浮力部分知識.

例1如圖3所示，在某裝有清水容器中浸沒有一個體積為100cm3的圓柱形物體(底面積為5cm2)，已經(jīng)水面和圓柱體上表面保持持平，水深為10cm，試求圓柱體所受的浮力大小( ).

A.1N B.0.5N C.0N D.無法判斷

圖3

解析該道關(guān)于浮力的問題主要考察了學(xué)生對浮力產(chǎn)生原因的理解情況，具體就是物體的上表面與下表面受到了液體對其產(chǎn)生壓力的合力作用.而在本道題目中，圓柱體上表面和下表面均不會受到水的作用力，所以浮力為0N，正確答案選C.

變式題：如圖4所示，在某盛有水的容器中浸有一個高為10cm，體積為80×10-6cm3的鼓形物體，其上下底面積均為5×10-4cm2，已知容器中水面和物體上表面相持平，且容器底與物體底緊密接觸在儀器，試求該物體所受的浮力大小( ).

A.1N B.0.5N C.0N D.無法判斷

圖4

解析通過對例1和該變式題進行對比分析，看似二者基本上表述都是一樣的，所以許多初中生在求解的時候會直接選擇答案0N，但是仔細分析變式題的題干信息，即可發(fā)現(xiàn)容器中的物體不是圓柱體，其上下表面積雖然相同，但是其他部分也會承受液體向上的壓力，所以可以形成向上的合力，基于浮力形成的原因以及阿基米德原理可知，在物體底部沒有和容器底部完全接觸的狀態(tài)下，其需要承受0.3N的浮力.

通過借助這種變式訓(xùn)練，可以避免初中生在學(xué)習(xí)浮力部分知識或者解決浮力方面物理問題的時候出現(xiàn)思維定勢問題，有效鍛煉了他們的思維能力，使他們可以靈活運用所學(xué)浮力知識去求解問題，提升了知識遷移能力和物理求解能力.

2.注重開展圖像教學(xué).在浮力部分物理知識學(xué)習(xí)期間，由于涉及到浮力實驗知識，并且浮力的力學(xué)分析同樣會包含圖像，所以為了提高學(xué)生的解題能力，要注意加強圖像教學(xué)，使他們可以靈活地運用表格或圖像來求解某些物理問題，強化他們靈活運用物理知識、圖像知識以及數(shù)學(xué)知識的能力，有效提升自身的物理問題求解能力.基此，在平時教學(xué)中，教師要抓住在講解密度、體積、質(zhì)量、浮力等相關(guān)物理量的時候以圖像的方式將它們之間的關(guān)系直接呈現(xiàn)出來，強化數(shù)形結(jié)合思想的滲透，使學(xué)生可以結(jié)合圖像去獲取必要的求解知識，提升他們求解物理問題的能力.

例2甲乙兩個物體的質(zhì)量與體積之間的關(guān)系如圖5所示，試問下述表述正確的為( ).

A.在水中擱入甲物體，那么一定會漂浮在水面之上

B.在水中擱入乙物體，那么一定會沉入在水面之下

C.將等體積的甲乙兩物體捆綁在一起擱入水中，那么一定漂浮在水面之上

D.將等體積的甲乙兩物體捆綁在一起擱入水中，那么一定沉入在水面之下

圖5

解析該道題的題目文字表述簡短，只給出了圖像.如果學(xué)生不懂得讀圖和審圖，那么就會影響他們的解題.如果學(xué)生具有讀圖能力，那么可以快速了解圖5所示圖像中的橫縱軸分別代表體積與質(zhì)量，對應(yīng)的圖像斜率則表示甲乙兩物體的密度.通過計算可知，ρ甲>ρ水>ρ乙，所以可以快速判斷選項A和B是錯誤的.如果將甲乙兩物體捆綁在一起，那么其平均密度ρ甲+乙=1/2(ρ甲+ρ乙)>ρ水，所以可知二者捆綁放入水中會沉入水面之下.

總之，“浮力”模塊物理知識是初中物理教學(xué)的重難點.為了幫助學(xué)生快速掌握這部分物理知識，提升學(xué)生求解問題的能力，教師可以從創(chuàng)設(shè)良好教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣入手，平時注重開展實驗教學(xué)，幫助學(xué)生突破物理教學(xué)難點，配合典型例題教學(xué)，力求不斷提升他們的物理解題能力.