初中物理是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和實踐能力的重要學科，問題解決法作為一種注重學生主體地位、強調實踐操作和探究精神的教學方法，具有很好的適用性和實效性。本文以蘇科版八年級物理下冊第六章第三節(jié)“物質的密度”教學為例，探討如何將問題解決法有機地融入初中物理教學中，以期提高教學效果和學生學習質量。

問題解決法是一種以問題為導向的教學模式，其核心是通過學生自主思考和探究，在解決具體問題的過程中獲得知識和技能。相比傳統(tǒng)的教學法，問題解決法更注重培養(yǎng)學生的實際動手能力和創(chuàng)新思維，能激發(fā)學生的學習興趣和求知欲，提高他們的自主學習能力和解決問題的能力。因此，在初中物理教學中引入問題解決法，可以更好地激發(fā)學生的學習熱情，促進他們對物理知識的深入理解和應用。

一、教材分析

“物質的密度”一節(jié)創(chuàng)設的問題情境是“如何區(qū)分體積相同的鐵塊和木塊”。教材這樣安排是希望引導學生意識到物體的質量與體積之間存在一定的關系，從而產生探究物體質量與體積之間關系的欲望。在教學中，教師可以通過活動探究，使學生認識到：盡管物體的形狀和體積不同，但只要組成物體的物質相同，它們的密度就相同，這說明密度是物質的特性，而不是物體的特性。

二、教學目標

1.理解密度的概念，知道密度是表示特質特征的物理量，每種物質都有一定的密度。

2.會用密度知識解決簡單問題，解釋生活中一些與密度有關的物理現象。

3.會用天平、量筒測量固體和液體的密度。

三、教學重難點

教學重點：

1.密度的概念、公式及單位。

2.用天平、量筒測量固體、液體的密度。

教學難點：

1.密度概念的建立。

2.對于密度的測量怎樣確定科學的實驗方法、安排合理的實驗步驟和分析實驗誤差。

四、教學設計與過程

［情境導入］

師：同學們，老師問大家一個問題，棉花和鐵相比，哪個重？

生：鐵。

師：很多學生都說鐵，在聽到這個問題的瞬間，大家都會下意識地認為是鐵重，是不是？

生：是。

師：那到底是鐵重還是棉花重呢？

生：不一定。

師：你為什么說不一定呢？

生：一個鐵釘和一大筐棉花相比較，就是棉花重。

師：這位同學說得非常正確，剛才的問題“鐵重還是棉花重”本身就不嚴謹。那我們日常生活中為什么會有鐵比棉花重的認識呢？帶著這個問題，我們一起走進今天要學習的內容——物質的密度。

［合作探究］

探究：如何區(qū)分相同體積的鐵塊和木塊。

師：這里有兩塊體積相同的鐵塊和木塊，你們能用什么方法判斷出哪個是鐵塊，哪個是木塊呢？

生1：有金屬光澤的是鐵塊。

生2：可以進行燃燒，能被點燃的是木塊，不能被點燃的是鐵塊。

生3：可以給兩個物體通電，并在電路中串聯一盞小燈泡，能使燈泡發(fā)光的是鐵塊，不能使燈泡發(fā)光的木塊。

生4：根據生活經驗可知，質量重的是鐵塊，質量輕的是木塊。

進行實驗：

把兩個體積相同的鐵塊和木塊分別放到已經調好的天平上，可以看到天平向鐵塊傾斜。

師：通過剛才的實驗我們可以看到相同體積的鐵塊和木塊，鐵塊的質量要比木塊重，如果是一小塊鐵和一大塊木頭又如何比較質量呢？我們思考一下物體的質量和體積之間有什么關系呢？

猜想與假設：

我們可以假設，物體的質量和體積可能成正比，也可能成反比，還可能不成比例。

［制訂計劃與設計實驗］

1.取體積不同的鐵塊、鋁塊各3塊，先估測哪塊重一些。

2.用天平測出鐵塊、鋁塊各自的質量。

3.用量筒測出各自的體積。

4.計算各自質量與體積的比值，進行比較。

［實驗器材］

1.體積不同的鐵塊、鋁塊各3塊。

2.一架帶砝碼的天平。

3.一個量筒。

4.一杯水。

［實驗過程］

1.先將天平放在水平實驗臺上，按要求調節(jié)好天平。

2.用天平分別測量出3塊鐵塊和3塊鋁塊的質量，記錄下來。

3.用量筒分別測量出3塊鐵塊和3塊鋁塊的體積，記錄下來。

4.計算各自質量與體積的比值，記錄下來，進行比較（見表1）。

師：我們對表1中的實驗數據進行分析與處理，可以發(fā)現哪些規(guī)律呢？

生1：鐵塊和鋁塊的密度不一樣，說明不同物質組成的物體，質量與體積的比值一般不相等。

生2：不同體積的鐵塊密度是一樣的，不同體積的鋁塊密度也是一樣的，說明同種物質組成的不同物體，質量與體積的比值為定值。

師：對，這就是我們這節(jié)課要學習的內容“密度”，密度就是物質的一種特性。

1.同種物質的密度一般是相同的。

2.不同物質的密度一般是不同的。

定義：某種物質的物體其質量與體積的比叫作這種物質的密度。水的密度為1.0×103 kg/m3，其含義是1m3水的質量是1.0×103 kg。

師：現在同學們能解釋剛才的“鐵重還是棉花重”的問題了嗎？

生：我們說的鐵重實際上是在默認相同體積的情況下鐵要比棉花重，也就是說我們是將鐵和棉花的密度進行了比較，所以會有“鐵比棉花”重的認識。

師：這位同學回答得非常正確。下面我們進行兩個判斷。

（1）大鋁塊的質量為4 kg，小鋁塊的質量為1 kg，則大鋁塊的密度大于小鋁塊的密度。

生：這種說法是錯誤的。因為都是鋁塊，不管質量大小，密度是不變的。

師：（2）一杯酒精用去一半后，剩下的酒精密度為原來的一半。

生：這種說法也是錯誤的。酒精不管它的體積是一杯、半杯還是一桶，同一種物質在同一狀態(tài)下密度都是固定不變的。

師：回答正確，下面我們對物質密度的特性進行總結。

1.每種物質都有它固定的密度，對于同種物質來說，密度是不變的（不考慮溫度的影響），由它組成的物體的質量與體積成正比。如對鋁制品來說，不論它的體積多大、質量多大，單位體積鋁的質量是不變的。

2.不同的物質，其密度一般不同，平時習慣上講“水比油重”就是指水的密度大于油的密度。在相同體積的情況下，水的質量大于油的質量。

3.密度與該物質組成的物體的質量、體積、運動狀態(tài)等無關。

4.物質的密度與物質所處的狀態(tài)和溫度有關。狀態(tài)和溫度發(fā)生變化，密度一般也發(fā)生變化，如水和冰的密度不同。

在這里需要注意的是第三點和第四點有兩個相同的詞：狀態(tài)。第三點提到運動狀態(tài)，什么是運動狀態(tài)？一個物體是運動的還是靜止的，這指的是運動狀態(tài)。第四點的狀態(tài)是指物質所處的狀態(tài)，這里的狀態(tài)是指物質的形態(tài)，如水和冰是這個物質不同的兩個狀態(tài)，一個是固態(tài)的，一個是液態(tài)的。

［密度的公式］

密度=，用字母表示為ρ=。

同學們在這里要注意：（1）密度不與質量成正比，也不與體積成反比，它與物質的種類有關。（2）計算密度時要一一對應。

［密度的單位］

1.由質量單位除以體積單位復合而成。

2.國際單位制中是千克/立方米（kg/m3）。

師：有哪位學生能解釋1 g/cm3的物理意義？

生：體積為1 cm3的物體的質量是1 g。

［知識拓展］

師：我們一起學習了關于密度的概念、單位以及特性，那學習密度對我們的生活會有什么實際幫助呢？

多媒體展示：小明的媽媽將以前的一支金手鐲送到首飾加工店，將其打造成了一條新款的項鏈，改款后的項鏈與當時交過去的手鐲一樣重，但她還是擔心加工店摻了假，到底加工店有沒有摻假呢？大家有沒有辦法幫小明媽媽解決這個疑問呢？

生：我們可以通過計算項鏈的密度來鑒別是否摻假。首先用天平稱出項鏈加工后的質量，用量筒測出項鏈的體積，然后計算出加工后項鏈的密度，最后和黃金的密度相比較。如果計算出的密度和黃金的密度相同，說明沒有摻假；如果密度不同，說明摻假了。

［知識總結］

物質的密度特點和相關影響因素。

1.物質密度隨溫度、狀態(tài)、氣壓變化而變化。

（1）大部分物體受熱體積變大，質量不變，密度變小。

（2）水在0～4℃升溫情況下，體積變小，質量不變，密度變大。

（3）固體、液體受此影響小，氣體影響大。

（4）同種物質，密度并非永恒不變。

2.有個別不同物質密度也是相同的。

3.在相同條件下，密度依然是鑒別絕大部分物質的重要依據，是物質的一種特性。

五、教學總結

教師通過提出開放性的問題或者展示具體的實際問題，引導學生發(fā)現問題，激發(fā)他們的求知欲和好奇心。本課教學中，教師通過生活中常見的問題“鐵與棉花哪個重”激發(fā)學生的學習興趣；通過實驗設計、數據收集和分析來探究如何區(qū)別相同體積的鐵塊和木塊；通過親身體驗，學生深入理解了“密度”這一比較抽象的概念；通過判斷“項鏈是否摻假”對所學知識進行拓展遷移，培養(yǎng)學生解決問題的能力。

問題解決法在初中物理教學中的應用，既有利于激發(fā)學生的學習興趣，又能提高他們的實際動手能力和創(chuàng)新思維，促進他們對物理知識的深入理解和應用。因此，我們應該充分重視問題解決法在初中物理教學中的應用，不斷探索和實踐，為學生創(chuàng)建更豐富多彩的學習環(huán)境，促進他們全面健康地成長。

（作者單位：南通市通州區(qū)金郊初級中學）

編輯：趙文靜