浅谈浮力教学的策略

华南师范大学中山附属中学 宋贡献

摘要：

浮力教学一直是日常教学中的一个难点，笔者认为，可以通过实验教学，将学生的逻辑思维和形象思维有机的结合起来，便于突破浮力这个教学难点。笔者主要 以实验为基础，重视过程，培养学生的观察能力和逻辑思维能力 。笔者试着从教师演示实验、学生课堂实验和学生分组实验三个方面谈如何利用实验教学来化解浮力教学中的难点和易错点。我们应该 以实验为基础、突出物理思想，激发学生思维 ，学生构建自己的知识体系。在实验探究的过程中引导学生去观察、发现问题，构建模型，利用已有的理论设计实验，由实验的结果验证先前的预测是否正确。

关键词：

实验教学 浮力中的难点 突出物理思想 激发学生思维

一、浮力教学引起我的一些思考

无论是学生初学《浮力》，还是进行中考复习时，都感到这部分内容越教问题越多，题目越做越难。经常在中考临近时还有很多好同学拿一些 “ 浮力 ” 习题来请我解答。这一现象，引起了我对《浮力》教学的一些思考：学生感觉难理解的知识是什么？学生的思维障碍是什么？如何引导学生从浮力中突围出来？

今年进行《浮力》新课教学时，我采用了“实验观察――分析推理――联想类比――构建模型”的实验教学模式进行教学，同时不仅使学生从中获取了科学知识，更使学生的思维有所提高，收益颇丰。

二、利用实验教学化解浮力教学中的重、难点

一 > 利用教师的演示实验化解浮力中的难点

实验 1 、浮力方向的判断

[ 学生的思维故障 ] 学生容易理解浮力的方向是向上的，但理解浮力的方向总是竖直向上的有点困难。

[ 设计目的 ] 让学生眼见为实，理解浮力的方向总是竖直向上，将学生逻辑思维转化为形象思维。

[ 实验过程 ] 把红色软线一端固定在黄色的乒乓球上，另一端固定在透明大塑料瓶底部。往塑料瓶倒水，乒乓球浮在水中，如图 1 ，用铁架台和细线悬挂一小球，移动铁架台，直到小球的细线和乒乓球的细线重合，很容易判断出浮力的方向和重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上。将塑料瓶倾斜，如图 2 所示，移动铁架台，直到小球的细线和乒乓球的细线再次重合，再次说明浮力的方向总是竖直向上。

[ 构建模型 ] 还可以引导学生对漂浮在水面的乒乓球进行受力分析，因为乒乓球处在静止状态，所以乒乓球受到的浮力和重力是平衡力，根据二力平衡条件可知：浮力的方向是竖直向上。

[ 教学效果 ] 通过受力分析得出浮力的方向，无形的把物理中的“建模”思想渗透给了学生，然后通过上述演示实验，使它直观呈现出来，使学生的形象思维和逻辑思维有机的结合起来了，同时也培养了学生严谨的科学态度。

实验 2 、物体沉浮条件的归纳

[ 学生的思维故障 ] 学生容易理解上浮的物体受到的浮力大于其重力，却误认为漂浮的物体浮力也大于重力。

[ 设计目的 ] 用小魔术激起学生兴趣，激发学生的探究欲望，使学生很好的进入了学习状态，为课程的进一步高效和高质量的进行提供了保障。

[ 实验过程 ]

1 、通过针筒向 2 个乒乓球内注入水，分别让它们能悬浮在水中和在水中下沉，然后用蜡密封。

2 、将能悬浮的乒乓球放入水中，让学生猜测松手后，乒乓球的沉浮情况。松手后乒乓球悬浮，跟学生认为上浮的思想冲突，引起学生思考。

3 、将能下沉的乒乓球放入水中，让学生猜测松手后，乒乓球的沉浮情况。学生认为这次乒乓球该上浮吧，结果是松手后乒乓球下沉，再次引起学生思考。

4 、将能上浮的乒乓球放入水中，让学生猜测松手后，乒乓球的沉浮情况。松手后乒乓球上浮，学生在疑惑、思考中智慧得到了启迪。

[ 分析推理 ] 教师引导学生分析悬浮、下沉和上浮时，重力和浮力的大小关系。

[ 构建模型 ] 教师引导学生对上浮和漂浮的乒乓球进行受力分析，归纳出上浮是动态的，漂浮是静态的。当乒乓球漂浮时，液体的密度不变，排开液体的体积变小，浮力减小，当浮力等于重力时，便处在漂浮状态。

[ 教学效果 ] 通过精心的创设情境，让学生经历观察物理想象的过程，培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。

二 > 利用学生课堂小实验化解浮力中的重、难点

实验 3 、测量在水中下沉的物体受到的浮力

[ 学生的思维故障 ] 漂浮在水面或在水中上浮的物体受到浮力，学生容易理解，但下沉的物体受不受浮力？受到的浮力是多大？如何测量？学生不容易理解。

[ 设计目的 ] 感受下沉的物体受到浮力，会用弹簧测量计测量物体受到的浮力，为验证阿基米德原理做准备。

[ 以疑激思 ] 铁块、石块等物体在水中受到浮力吗？既然受到浮力为什么它们还下沉？能不能用实验、用数据来说明这些物体到底受不受水的浮力呢？

[ 实验过程 ]

1 、如图 3 ，先让学生用弹簧测力计测一测铁块在空中的重力，再用手托着铁块，观察弹簧测力计的示数变化。

2 、引导学生思考：手给铁块的托力有多大？如何计算手对铁块的托力？

3 、如图 4 ，在弹簧测力计下面悬挂的铁块浸入水中，引导学生观察弹簧测力计的示数变化。 [ 联想类比 ] 水对铁块也有浮力的作用，并且浮力的大小等于弹簧测力计两次的示数差。

[ 构建模型 ] 教师还可以引导学生对水中的铁块进行受力分析，根据平衡力的知识归纳出下沉物体受到浮力的数学表达式： F _浮 =G-F _拉 。

[ 教学效果 ] 学生在实验中体验和感受下沉的物体也受到浮力给物体向上的托力，培养了学生科学探究的精神，学会根据实验目的来设计实验，并选取器材；培养了小组合作的意识，发挥集体的智慧和力量，让学生知道所有科学结论的得出都是集体精诚合作的结果。

实验 4 、如何理解物体沉浮条件的应用

[ 学生的思维故障 ] 学生不理解为什么做成空心就能使密度大的钢铁漂浮在水面上，潜水艇不改变受到的浮力而改变自身的重力来实现沉浮？

[ 设计目的 ] 根据学生的认知规律，培养学生分析问题和解决问题的能力、有学以致用的欲望。

[ 实验过程 ]

1 、器材准备：水、水槽、气球（内有小钢珠）、金属箔、红枣、圣女果、铁钉、鸡蛋、盐等

2 、活动 1 、将桌面物体放入水中，根据沉浮情况分开。

3 、活动 2 、学生想办法让漂浮的物体沉入水中，下沉的物体漂浮在水面上。

4 、成果展示：教师利用实物投影或电脑摄像头展示学生成果，归纳学生改变物体沉浮的方法。

[ 分析推理 ] 教师引导学生归纳出改变物体的重力或改变物体受到的浮力可以改变的物体的沉浮情况，再去理解轮船、潜水艇的原理就比较容易了。

[ 教学效果 ] 提高学生的参与度，使理论上升到实际的高度，使课堂中的物理知识与学生的生活实际联系起来，引导学生从生活走向物理，从物理走向社会。

三 > 利用学生分组实验化解浮力中的难点

实验 5 、探究阿基米德原理的新思路

[ 教学背景 ] 很多老师根据教材上的设计，先设计实验验证阿基米德原理，再利用 推导出物体受到的浮力跟液体的密度和排开液体的体积有关的结论，这样的教学设计导致学生对浮力的大小跟哪些因素有关不理解。

[ 学生的思维故障 ] 不理解浮力的大小跟哪些因素有关，误认为物体受到的浮力的大小跟物体的体积和物体的密度有关。不知道物体的体积跟排开液体的体积大小有什么关系？

[ 设计目的 ] 通过实验理解 V 排，即突出实验的主题，也不至于思路混乱。容易理解浮力的大小跟什么因素有关，浮力的大小等于排开液体受到的重力。

[ 实验过程 ]

1 、学生体验：向水中压矿泉水瓶，让学生感知浮力的大小，同时观察矿泉水瓶浸入水中的体积和溢出水的体积的变化。

2 、引入概念：教师引入 V _排 的概念，

3 、实验感知：溢水杯装满水，将塑料块不断浸入水中，初步感知排开液体的体积（重力）越大，物体受到的浮力越大。教师适时引入探究阿基米德原理的实验。

4 、实验探究：学生探究阿基米德原理。

5 、推导公式：教师可以引导学生推导出浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关。

6 、实验检验：学生做探究浮力的大小与哪些因素有关的分组实验。

[ 总结规律 ] 教师引导学生归纳出阿基米德原理。

[ 教学效果 ] 学生亲历典型的科学探究中的“问题 ― 猜测 ― 验证 ― 结论 ― 创造 ― 发现”各个环节的要求，使学生在探究过程中学会了知识，学会了学习，学会了利用已有知识解决生活中的新问题。

三、学以致用，突破浮力教学中的难点

我们还从与浮力密切相关的日常生活中寻找资源，如：孔明灯、浮标、利用浮力捞铁牛的故事等。给学生提供学以致用的机会，在活学活用中掌握浮力知识，升华知识，渗透从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念。

四、结语

其实不仅仅在浮力教学如此，我们在进行其他物理实验教学时，也不能一味的注重实验结论的获得，而忽略了实验探究的过程。我们应该 以实验为基础、突出物理思想，激发学生思维 ，学生构建自己的知识体系。在实验探究的过程中引导学生去观察、发现问题，构建模型，利用已有的理论设计实验，由实验的结果验证先前的预测是否正确。只有学生在实验过程中体验和发现到的真理，以后能利用所学的运用物理学解决问题的技能去解决一些与物理学完全无关的问题，这才是最有价值和教育意义的。

参考文献 :

[1] 吴加澍 . 对物理教学的哲学思考 [ J ] . 课程 . 教材 . 教法 , 2005(7).

[2] 李来政、何雄智 . 物理实验教学 [ J ] . 现在基础物理教育学 ， 2004(8).

[3] 童莉 . 舒尔曼知识转化理论对教师知识发展的启示 [ J ] . 上海教育科研， 2008(3)

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