陳明華

摘 要：文章針對(duì)初中的物理實(shí)驗(yàn)課程，就密度知識(shí)闡述利用多媒體設(shè)備規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中更能夠了解、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理這門課程的興趣，豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)牢記課程所需的知識(shí)點(diǎn)。這種優(yōu)化措施不僅增加了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，而且活躍了課堂氣氛，對(duì)以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：初中物理 實(shí)驗(yàn)課 多媒體 優(yōu)化措施

引言

由于多媒體技術(shù)能夠利用文本、圖像、音頻和視頻等多種形式對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行體現(xiàn)，變抽象為具體，使教學(xué)更加形象、直觀。所以多媒體的應(yīng)用可以使得枯燥的課堂變得圖文并茂、生動(dòng)逼真，能突出重點(diǎn)，便于學(xué)生理解和掌握，讓學(xué)生身臨其境，使得教學(xué)的信息更加容易被學(xué)生接受；其中某些深?yuàn)W抽象的知識(shí)點(diǎn)可以通過多媒體直觀地展現(xiàn)出來，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，促進(jìn)學(xué)生積極思考，與所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系貫通，同時(shí)解決了難點(diǎn)。與日常教學(xué)模式的對(duì)比，多媒體的教學(xué)方式受到學(xué)生和老師的歡迎，并取得了傳統(tǒng)教學(xué)方法更好的教學(xué)效果。[1]

在初中的物理課程中，密度的學(xué)習(xí)是認(rèn)識(shí)世界萬物的基礎(chǔ)之一，密度聯(lián)系著體積、質(zhì)量、物質(zhì)的存在狀態(tài)等，對(duì)學(xué)生感知現(xiàn)實(shí)事物有著重要的影響。本章節(jié)的教學(xué)中，教師就利用多媒體教學(xué)進(jìn)行進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。[2]

一、密度的基本概念

1.基本概念的教學(xué)，教師利用文本PPT展示，結(jié)合小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行直觀性的詳細(xì)說明，促進(jìn)學(xué)生對(duì)課本知識(shí)點(diǎn)的理解。

在物理學(xué)中，把某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度，符號(hào)ρ。國際主單位為千克/立方米（kg/m3），常用單位還有克/立方厘米（g/cm3），它們有這樣的關(guān)系：1克/立方厘米=1000千克/立方米（1 g/cm3=103 kg/m3），其表達(dá)式為ρ=m/V。

密度是物質(zhì)的一種特性，不隨質(zhì)量和體積的變化而變化，只隨物態(tài)（溫度、壓強(qiáng)）變化而變化。某種物質(zhì)的質(zhì)量和其體積的比值，即單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量稱為這種物質(zhì)密度。同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是一定的；不同物質(zhì)，其質(zhì)量與體積的比值一般不相同，這反映了不同物質(zhì)的不同性質(zhì)。在物理學(xué)中，把某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫做這種物質(zhì)的密度。以水為例，水的密度在4℃時(shí)為1000103 kg/m3或1 g/cm3。物理意義是：1m3的水的質(zhì)量是1000kg，密度通常用“ρ”表示，即ρ=103 kg/m3。

2.視頻實(shí)驗(yàn)展示1：水與水的固體形態(tài)冰。試驗(yàn)中把兩杯相同體積相同質(zhì)量的水，其中一杯放在冰箱中結(jié)成冰塊后（時(shí)間較長(zhǎng)），將此冰塊放入另一個(gè)水杯中，可見冰塊浮在水面上。

以上試驗(yàn)體現(xiàn)出：由于密度是物質(zhì)的一種特性，它不隨質(zhì)量和體積的變化而變化，所以相同的物質(zhì)在不同狀態(tài)的條件下，其密度可以是不相同的。實(shí)際上，在相同條件下，水的密度大于冰的密度。

視頻實(shí)驗(yàn)展示2：相同體積100cm3的鋁塊和鐵塊，首先用雙手掂一下，感覺物體的輕重，然后進(jìn)行稱量，結(jié)果顯示鋁為270.2g，鐵為787.4g。

以上試驗(yàn)可以體現(xiàn)出：密度是反映物質(zhì)特性的物理量，物質(zhì)的特性是指物質(zhì)本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質(zhì)。人們平常感覺物體“重”，物體“輕”一些，這里的“重”和“輕”實(shí)質(zhì)上指的是密度的大小，而不是質(zhì)量。根據(jù)密度的大小，人們可以鑒別物質(zhì)的種類。

質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少。所含物質(zhì)減少，質(zhì)量就減少。密度是物質(zhì)的一種特性，它不隨質(zhì)量、體積的改變而改變，同種物質(zhì)的密度不變，它只與物質(zhì)的種類和物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)；不同物質(zhì)，密度一般是不相同的，同種物質(zhì)的密度則一般是相同的。

視頻實(shí)驗(yàn)展示3：兩個(gè)相同體積100cm3的鋁塊，其中一個(gè)為空心的；現(xiàn)將兩個(gè)鋁塊放入水中，一個(gè)沉入水底，另一個(gè)則懸浮在水中。

以上試驗(yàn)可以體現(xiàn)出：半懸浮的鋁塊是空心的。

上述實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生在視覺上直接感知物體的密度與體積、質(zhì)量和物質(zhì)狀態(tài)的關(guān)系，使學(xué)生對(duì)密度的了解更加深刻，還可以從現(xiàn)實(shí)的小事情中聯(lián)想到密度及其相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，為以后的教學(xué)拓展打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)增加了學(xué)生的興趣，讓他們體會(huì)到物理就在身邊。

二、密度公式

密度的公式 ：ρ=m/V，其中ρ表示密度、m表示質(zhì)量、 V表示體積。

密度公式變化：m=ρV 、V=m/ρ。正確理解密度公式時(shí)，要注意條件和每個(gè)物理量所表示的特殊含義。

從數(shù)學(xué)的角度看有三種情況：

（1）ρ一定時(shí)，m和V成正比；（因?yàn)棣?m/V，ρ一定，m增大幾倍，V也增大幾倍，所以成正比）。

（2）m一定時(shí)，ρ與 V成反比；（因?yàn)閙=ρv，m一定，V增大，ρ變小，所以成反比）。

（3）V一定時(shí)，ρ與 m 成正比。（因?yàn)閙=ρv，V一定，m增大，ρ增大，所以成正比）。

結(jié)合密度的物理意義，三種情況只有（1）的說法正確，（2）、（3）的說法都是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵谙嗤瑮l件下同種物質(zhì)的密度是一定的，密度不隨體積和質(zhì)量的變化而變化，所以在理解物理公式時(shí)，不能脫離物理事實(shí)，不能單純地從數(shù)學(xué)的角度理解物理公式中各量的關(guān)系，這也是物理和數(shù)學(xué)不同之處之一。

三、密度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)

密度是物質(zhì)的特性，不隨體積和質(zhì)量的變化而變化。在做實(shí)驗(yàn)的過程中必須牢記此特性。 在概念性知識(shí)的學(xué)習(xí)中，教師就基本知識(shí)的要點(diǎn)用多媒體向?qū)W生展示了部分的實(shí)驗(yàn)操作，幫助學(xué)生理解?，F(xiàn)在就密度的知識(shí)拓展，進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)的原理公式：ρ=m/V。

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與流程

（1）感知實(shí)驗(yàn)

要學(xué)生將概念知識(shí)講解部分的感知實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行操作體會(huì)。同時(shí)學(xué)生可以根據(jù)自己所想的，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行自我實(shí)驗(yàn)操作。

實(shí)驗(yàn)器材：水，冰塊，油，實(shí)心與空心的鋁塊，實(shí)心鐵塊，托盤天平各一個(gè)，不同量程的量筒三個(gè)，燒杯四個(gè)（兩個(gè)大兩個(gè)小），細(xì)繩若干條。endprint

實(shí)驗(yàn)操作：在用PPT講解實(shí)驗(yàn)儀器的使用規(guī)范與要求之后，用視頻再次播放具體操作；最后，操作步驟可根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自行完成。

（2）稱量法

實(shí)驗(yàn)器材：托盤天平、未知密度的實(shí)心金屬塊、量筒各一個(gè)、細(xì)繩、水。

實(shí)驗(yàn)操作：將天平清理干凈并水平放置，金屬塊放入左邊托盤，用鑷子夾取砝碼放在右邊托盤，讀出測(cè)量值，質(zhì)量為m；在量筒中注入適量的水，讀出水的體積V1；金屬塊用細(xì)繩捆綁住，輕輕放入量筒中，直至金屬塊被水浸沒，讀出此時(shí)量筒的體積V2。注意在讀取量筒測(cè)量值時(shí)，視線應(yīng)與量筒內(nèi)液體的凹液面的最低處保持水平。

根據(jù)原理公式ρ=m/V，可求出該金屬塊的密度ρ=m/（V2—V1）。

（3）比重杯法

實(shí)驗(yàn)器材：燒杯、金屬塊、托盤天平、細(xì)繩、水。

已知：ρ水=1.0g/cm3。

實(shí)驗(yàn)操作：燒杯中裝滿水，于托盤天平中測(cè)出燒杯與水的總質(zhì)量m1；從天平上取下燒杯，金屬塊用細(xì)繩捆綁，輕輕放入燒杯中直至金屬塊沉底，放開手，有部分水溢出后將燒杯再次放入托盤天平中，測(cè)出此時(shí)的燒杯、水和金屬塊的質(zhì)量m2；輕輕拉動(dòng)細(xì)繩，取出金屬塊，再把燒杯與剩下的水放入天平測(cè)量的m3。

根據(jù)原理公式ρ=m/V，由于金屬塊的體積和溢出水的體積相等，可求該金屬塊的密度

ρ=（m2- m3）/（m1-m3）ρ水。

（4）阿基米德定律法

實(shí)驗(yàn)器材：彈簧稱、金屬塊、水、細(xì)繩、大燒杯。

已知：ρ水=1.0g/cm3。

實(shí)驗(yàn)操作：用細(xì)繩捆住金屬塊，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力G；燒杯中注入適量水，將金屬塊完全浸沒在水中，并用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出此時(shí)金屬塊受到的拉力F。

根據(jù)原理公式ρ=m/V，水的浮力公式F浮力=ρ水Vg，可得ρ=Gρ水/（G-F）。

以上為學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)操作要求，其中結(jié)合了多媒體的教學(xué)，使整個(gè)課堂內(nèi)容直接，氣氛活躍充滿樂趣。其他測(cè)量密度的方法，用多媒體視頻進(jìn)行播放，加以拓展學(xué)生知識(shí)面。

2.視頻展示拓展試驗(yàn)：老師可以在時(shí)間允許情況下進(jìn)行視頻展示拓展來提高課題的趣味性，也增加學(xué)生課余思考興趣與能力，真正把學(xué)習(xí)物理與日常生活緊密結(jié)合起來，做到學(xué)習(xí)與應(yīng)用有效結(jié)合。

（1）浮力法（1、2）

此方法涉及浮力F浮力=ρ水Vg和F浮力=ρ水Vh。

（2）密度計(jì)法

此方法涉及到密度計(jì)的使用及其原理。

總結(jié)與展望

多媒體的使用可以使課堂的學(xué)習(xí)氛圍更加活躍，學(xué)生的理解也更為直觀。但這并不意味著教學(xué)過程中要一味的依靠多媒體的輔助，老師的引導(dǎo)作用是不容忽視的。所以，作為一名中學(xué)教師，在利用多媒體技術(shù)優(yōu)化物理教學(xué)的過程中，既要發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，也要避免過于依賴多媒體設(shè)備。要確切地做到傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)的巧妙結(jié)合，并就此方面多加學(xué)習(xí)、積累經(jīng)驗(yàn)，才能將學(xué)生的素質(zhì)教育推向一個(gè)新的局面。

參考文獻(xiàn)

[1]廖伯琴《義務(wù)教育教科書》《物理》八年級(jí)全一冊(cè) 上海科技出版社2012版

[2]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書編寫組《物理教學(xué)參考書》八年級(jí)全一冊(cè)2012版endprint