●陶本友

在物理教學(xué)過程中，教師試圖僅通過簡(jiǎn)單的語(yǔ)言描述就能幫助學(xué)生建立起物理概念，在學(xué)生頭腦中形成正確的物理模型，是很難做到的。進(jìn)行物理知識(shí)教學(xué)，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生觀察、體悟多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生探索這些現(xiàn)象之中隱含的關(guān)系，領(lǐng)悟變化之中存在的規(guī)律。 正是教師不斷進(jìn)行著“蓄水”和“挖渠”的過程，學(xué)生才會(huì)水到渠成地掌握物理概念。 浮力被公認(rèn)為初中物理教學(xué)難點(diǎn)。 筆者在浮力的教學(xué)實(shí)踐中有一些不成熟的做法，提出來與同行商榷。

一、浮力知識(shí)的教學(xué)策略

（一）經(jīng)歷探究實(shí)驗(yàn)，理解物理原理

筆者在浮力教學(xué)過程中，先通過實(shí)驗(yàn)探究，自主合作的學(xué)習(xí)方式對(duì)阿基米德原理進(jìn)行教學(xué)。 我們知道， 總有部分學(xué)生不理解阿基米德原理及物體排開液體的體積這一物理量的含義。為此，筆者準(zhǔn)備好水槽、水、大塑料瓶等，要求學(xué)生把密封的空塑料瓶慢慢地按進(jìn)水里。 在操作過程中學(xué)生親身體驗(yàn)到浮力的變化情況，即塑料瓶在浸入水的過程中，感受到水的托力越來越大，直到塑料瓶浸沒到水中為止。在實(shí)驗(yàn)操作中還可以觀察到塑料瓶排開液體體積的變化情況，隨著塑料瓶慢慢浸入水中，水槽內(nèi)液面上升，當(dāng)塑料瓶全部浸入水中時(shí)，水槽內(nèi)液面保持不變了。教師指出： 液面不斷上升是因?yàn)樗芰掀颗砰_了一部分液體，而且排開的體積越來越大，這樣，學(xué)生對(duì)排開液體的體積這個(gè)物理量有了初步的感知。接下來，教師提出問題：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度是否有關(guān)呢？學(xué)生短暫交流后，很快出現(xiàn)不同的觀點(diǎn)。 有學(xué)生說，向水中按壓塑料瓶過程中，感覺越深越難按下去，所以浮力與物體在水中的深度有關(guān)，越深處浮力越大；立刻有學(xué)生接著說，浮力與深度在一定的范圍內(nèi)有關(guān)，超過這個(gè)范圍就無關(guān)了，因?yàn)樗芰掀拷]到水中后，如果繼續(xù)向下按，感覺到水的托力保持不變了，并不是一直增大的，所以，當(dāng)物體浸沒在水中以后，浮力與深度無關(guān)。教師及時(shí)抓住這個(gè)難得的教學(xué)時(shí)機(jī)，因勢(shì)利導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生：請(qǐng)大家思考一下，為什么物體浸沒在水中之前浮力是變化的而浸沒之后卻不變了呢？是什么因素在起著決定作用？于是學(xué)生議論紛紛，有的還重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步感受、體驗(yàn)浮力的變化情況。 這時(shí)，有的學(xué)生若有所悟，欲言又止，在教師點(diǎn)撥、引導(dǎo)下，漸漸地他們領(lǐng)悟到浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)， 浮力變化與否并不是深度而是排開液體的體積這個(gè)因素決定的。有了這樣的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考問題：排開液體的體積越大，即排開液體越多，浮力越大，這之間有定量關(guān)系嗎？ 如果有，可能是怎樣的關(guān)系？ 力與體積能建立聯(lián)系嗎？ 根據(jù)學(xué)生的猜想情況，必要時(shí)可以提示：大家已經(jīng)知道，由密度關(guān)系式可知，體積與質(zhì)量關(guān)聯(lián)，質(zhì)量又與物重關(guān)聯(lián)，而重力和浮力都是力，那么浮力與排開液體的重力應(yīng)該可以建立聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)探究阿基米德原理，即浮力的大小與物體排開液體的重力的關(guān)系， 并推導(dǎo)出浮力公式。經(jīng)過這些環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生不僅深刻體會(huì)到排開液體的體積這一物理量的含義，而且真正理解了阿基米德原理及浮力公式的內(nèi)涵。 由此可見，在學(xué)生把密封的空塑料瓶慢慢地按進(jìn)水里，親身體驗(yàn)到浮力的變化之后， 又面對(duì)教師創(chuàng)設(shè)的新情景，提出浮力大小與物體浸沒在液體中的深度是否有關(guān)這個(gè)新問題，有效引發(fā)學(xué)生從新的角度再次思考浮力變化這個(gè)舊問題，這樣就激起創(chuàng)造性的想象力，學(xué)生必然要深層次思考問題，并因而發(fā)展了思維，提升了科學(xué)素養(yǎng)。

（二）依托實(shí)驗(yàn)情景，領(lǐng)悟浮沉條件

在浮沉條件的教學(xué)中，關(guān)鍵是如何引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物體受力進(jìn)行分析，由浮力與物體重力的大小關(guān)系來判斷物體的浮沉。在教學(xué)之前，學(xué)生憑生活經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)了解一些浮沉現(xiàn)象， 他們知道有的物體在水中上浮直至漂浮，例如：木塊就是這樣；而有的物體在水中下沉，如：投進(jìn)水里的石塊則下沉到水底。 而且他們的前概念就是認(rèn)為重的物體一定下沉， 輕的物體一定上浮， 往往弱化了對(duì)浮力的分析。 針對(duì)這種情況，筆者在教學(xué)中是這樣做的：先把橡皮泥捏成團(tuán)投入水中，學(xué)生觀察到橡皮泥下沉；再把橡皮泥取出，捏成碗狀，這時(shí)問學(xué)生：橡皮泥的重力是否改變？ 改變了什么？ 學(xué)生知道：橡皮泥的重力不變，僅僅是橡皮泥的形狀改變了。 然后輕輕地把橡皮泥放在水面上，學(xué)生觀察到的現(xiàn)象是橡皮泥漂浮在水面上，并沒有下沉。于是學(xué)生有些疑惑了。這時(shí)又出示一個(gè)空的牙膏皮，先把它捏癟，投入水中，學(xué)生看到牙膏皮沉入水底，再把牙膏皮取出，用小木棍將它弄鼓起來，并且把牙膏蓋子旋緊，此時(shí)問學(xué)生：把牙膏皮投入水中，是上浮還是下沉？ 在學(xué)生認(rèn)知沖突時(shí)，把牙膏皮再次投入水中， 牙膏皮即刻浮出水面， 漂浮在水面上。 面對(duì)這一現(xiàn)象，學(xué)生疑惑不解，必然對(duì)新知識(shí)充滿期待，求知欲大增。 至此教師可以指出：有人認(rèn)為重力大的物體下沉，重力小的物體上浮，而重力沒有改變的橡皮泥和牙膏皮兩次投入水中， 出現(xiàn)的浮沉情況卻不同，這是什么原因呢？ 學(xué)生自然明白，物體的浮沉不僅僅是物體重力大小的緣故， 還有其他因素也在影響物體的浮沉。 教師引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生思考、交流上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生通過認(rèn)真比較、仔細(xì)分析逐步認(rèn)識(shí)到橡皮泥和牙膏皮之所以會(huì)浮在水面上，是因?yàn)橥ㄟ^改變形狀來增大排開水的體積， 從而增大了浮力的緣故。因此要判斷物體的浮沉，不僅要看物體重力的大小，還要看浮力的大小，即對(duì)物體受力分析， 明確浮力與物體重力的大小關(guān)系， 才能得出結(jié)果。 由此再分別研究物體上浮、下沉、懸浮及漂浮的條件，這樣學(xué)生才容易領(lǐng)悟知識(shí)。他們會(huì)主動(dòng)分析物體受力的情況，用力與運(yùn)動(dòng)的知識(shí)判斷物體的浮沉?？梢姡瑢W(xué)生在經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)的活動(dòng)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的前概念與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相矛盾，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，在物理實(shí)驗(yàn)事實(shí)面前，他們不得不放棄錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，主動(dòng)建構(gòu)新概念，產(chǎn)生新的認(rèn)知過程，并且不斷反思、總結(jié)自己在科學(xué)探究過程中解決問題的措施和思維過程，最終在頭腦中形成正確的物理觀念。

上述過程表明，學(xué)習(xí)浮力知識(shí)時(shí)，學(xué)生大致經(jīng)歷了感知、體驗(yàn)、分析、歸納的過程，經(jīng)過思維加工才抽象得出的，這樣做符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平和認(rèn)知規(guī)律。

（三）設(shè)計(jì)巧妙習(xí)題，提升思維能力

物理教學(xué)不僅要關(guān)注學(xué)生的知識(shí)有沒有掌握好，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，學(xué)生能不能解決實(shí)際問題往往是檢驗(yàn)教學(xué)成敗的關(guān)鍵。 這就要求教師要設(shè)計(jì)具有思考價(jià)值的問題， 讓學(xué)生試著分析并嘗試解決。因此，筆者通過下面的幾個(gè)例題來鞏固有關(guān)知識(shí)，提升他們的思維能力。在學(xué)生剛學(xué)過阿基米德原理時(shí)，即舉例題1（如圖1 所示）：把體積相同的A、B 兩個(gè)小球都放入同一燒杯的水中，A 球漂浮在水面上，B 球浸沒在水中。 要求學(xué)生判斷A、B 兩球受到的浮力大小。因?qū)W生剛學(xué)過阿基米德原理，會(huì)自然想到運(yùn)用浮力公式來解答，可以得出正確的結(jié)果。 這時(shí)我提醒學(xué)生保留此例題，以后還會(huì)用到。 在剛完成浮沉條件這節(jié)教學(xué)時(shí)，再舉一例，例2（如圖2所示）： 把質(zhì)量相等的A、B 兩個(gè)小球都放入同一燒杯的水中，A 球漂浮在水面上， 而B 球在水中懸浮。要求學(xué)生判斷A、B 兩球受到的浮力大小。 同樣的道理，因?qū)W生剛學(xué)過浮沉條件的知識(shí)，會(huì)自覺運(yùn)用浮力與物體重力的大小關(guān)系，做出正確的判斷。這時(shí)我再次提醒學(xué)生把此例題保留，以后還會(huì)用到。等到學(xué)生學(xué)完浮力這一章知識(shí)，復(fù)習(xí)鞏固時(shí)，再舉一例，讓學(xué)生解答。 例3（如圖3 所示）：把同一個(gè)小球先放入A液體中，小球漂??；再放入B 液體中，小球懸浮。 要求學(xué)生判斷A、B 兩種液體的密度大小關(guān)系。 在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)僅有少部分學(xué)生解題思路清晰， 能夠得出正確的結(jié)果， 而很多學(xué)生感到不知所措、 無從下手，一時(shí)無法做出正確的判斷。 這時(shí)，我要求學(xué)生把前面學(xué)過的例1、例2 再做一遍，并且要認(rèn)真思考一下當(dāng)時(shí)是怎么解決問題的，為什么這樣做。我提醒他們：例1、例2 看上去相似，而實(shí)際上“條件”卻不同，而且解決問題時(shí)用到的知識(shí)點(diǎn)也不一樣， 這說明了什么道理，你從中受到什么啟發(fā)等。 學(xué)生紛紛交流、討論、發(fā)言（教師適當(dāng)點(diǎn)撥、指導(dǎo)）。不久，很多學(xué)生慢慢領(lǐng)悟了其中的道理：例1 是因?yàn)樾∏颉绑w積相同”，根據(jù)這一條件， 即可明確它們排開水的體積大小關(guān)系，而液體的密度是一定的，這樣可以運(yùn)用浮力公式做出判斷，即用阿基米德原理來解決問題；例2 是因?yàn)樾∏颉百|(zhì)量相等”，也就是它們的重力大小相等，由這一條件出發(fā)，對(duì)物體受力分析，運(yùn)用浮沉條件可以解決問題；例3 不適合直接用阿基米德原理來解答。這是因?yàn)閮H僅知道小球在不同液體中排開液體的體積大小關(guān)系，而不知道小球受到的浮力大小關(guān)系，也就是說浮力公式中浮力和排開液體的體積這兩個(gè)物理量都可能是變量， 所以我們無法判斷出兩種液體密度的大小。但是我們仔細(xì)分析題意可知，同一小球在不同的液體中保持平衡時(shí)，它的重力是不變的，分別對(duì)小球進(jìn)行受力分析，運(yùn)用浮沉條件容易得出浮力的大小關(guān)系。 而知道浮力大小關(guān)系后， 再運(yùn)用浮力公式，可以判斷出結(jié)果。 由此可見浮沉條件是解決這一問題的突破口。 學(xué)生明白了來龍去脈，掌握了解題思路，這類問題應(yīng)該不難解決。

在學(xué)生真正領(lǐng)悟這一知識(shí)的基礎(chǔ)上， 還可以把上面的例1進(jìn)行拓展，如：再增加一個(gè)小球C，下沉到水底。讓學(xué)生思考三個(gè)小球受到的浮力大小，而且進(jìn)一步判斷小球的質(zhì)量、密度等的大小關(guān)系。例2 也是如此，讓學(xué)生思考三個(gè)小球受到的浮力大小，而且進(jìn)一步判斷小球的體積、密度等的大小關(guān)系。這樣不僅鞏固了浮力知識(shí)，還復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的密度等知識(shí)。由此可以看出，在這樣的幾個(gè)例子引導(dǎo)下，在遇到浮力問題時(shí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了用阿基米德原理，還自覺想到用浮沉條件的知識(shí)，有時(shí)必須把二者結(jié)合在一起思考這樣來解決問題。

二、由浮力知識(shí)教學(xué)引發(fā)的思考

（一）科學(xué)探究在浮力教學(xué)中的作用

在課堂教學(xué)中，教師試圖通過簡(jiǎn)單語(yǔ)言描述就能幫助學(xué)生建立起物理概念，形成正確的物理模型，這是很難做到的。因此，課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生親身體驗(yàn)為基礎(chǔ)而展開?？茖W(xué)探究是新課程的核心理念，是獲取體驗(yàn)的有效方式，在探究過程中，學(xué)生可以掌握控制變量法、類比法、分析綜合法等科學(xué)研究方法，領(lǐng)悟科學(xué)思想和科學(xué)精神， 更重要的是在科學(xué)探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生經(jīng)歷了獲取知識(shí)的全過程，獲得真實(shí)、全面而深刻的體驗(yàn)，對(duì)知識(shí)的理解和實(shí)驗(yàn)操作技能的掌握是不斷深化的。 學(xué)生在步步為營(yíng)的探究活動(dòng)中，對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)有序深入、漸入佳境。因而，通過探究活動(dòng)， 可以引導(dǎo)學(xué)生由形象思維向邏輯思維跨越，對(duì)物理概念的理解變得豁然開朗，清晰而透徹，可見，具有一定思維深度的真探究可以有效提升思維品質(zhì)。

（二）浮力教學(xué)過程遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

物理知識(shí)教學(xué)要與學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)相聯(lián)系，要充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、生活經(jīng)驗(yàn)，做好新舊知識(shí)的銜接，引導(dǎo)學(xué)生溫故知新， 發(fā)揮知識(shí)的正遷移作用；要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，讓學(xué)生的思維處于積極的準(zhǔn)備狀態(tài)，學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)成階段性要求，小坡度、拾階而上式進(jìn)行，學(xué)生由淺層次思考問題逐漸向深層次過渡、發(fā)展。同時(shí)注重科學(xué)方法的指導(dǎo)，讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和自我反思的習(xí)慣，學(xué)會(huì)體驗(yàn)、梳理、探究、分析和綜合。本節(jié)的浮力知識(shí)教學(xué)過程中，遵循了認(rèn)識(shí)事物的教學(xué)邏輯，不僅解決了是什么的問題，更重要的是要闡明“為什么”的道理，教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，逐步深入，整個(gè)教學(xué)流程達(dá)到水到渠成的效果， 學(xué)生對(duì)知識(shí)的形成過程和來龍去脈認(rèn)識(shí)清晰。 此外，在了解物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，還要加強(qiáng)應(yīng)用訓(xùn)練，加深對(duì)知識(shí)的理解和鞏固，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化和提高，達(dá)到知識(shí)的升華，以便發(fā)展學(xué)生的智力，提高學(xué)生的能力。