《物体的浮与沉》探究实验教学设计与思考

张晓丽

摘 要：“自主、探究、合作”是学生改善学习的一种学习方式，探究实验是重要的方式，为此不少学校和教师进行了实践和研究，在教学中试图根据学生的认知特点和学习能力结构不同来尝试并探索“探究实验教学”的模式。结合“物体的浮与沉”探究实验的设计与实施，进行了思考。

关键词：物体的浮与沉；探究；教学设计

从学生的角度分析，每个班级的情况不同，班级中学生的层次也不尽相同，用同一目标、同一要求、同一任务的探究性实验教学要求存在差异性的学生来说是不现实的，不符合学生实际的。从教师的角度分析，教师的“一言堂”教学方式转换到以学生探究为主的教学模式，教师本身也存在着从理念到实践操作的適应过程。鉴于此，我们认为探究性实验教学应当考虑到学生差异性的现实，给学生提供适合的教学方式，让学生在不同层面上有所发展与进步。

一、《怎样使物体上浮或下沉》探究性实验教学设计片段

1.实验导入

我的手里有一枚硬币，现在我把它浸没在水中松开手，它会怎么运动？（下沉）

如果我把一个乒乓球浸没在水中松开手，它会怎么运动呢？（上浮，最终漂浮）

那么，是什么力影响物体的沉与浮呢？（重力、浮力）

它们之间有什么关系呢？这就是本节课要学的内容。

2.实验的探究过程

（1）探究物体下沉的条件

①猜想

大家猜一猜下沉的硬币受到的浮力和重力有什么关系呢？（浮力小于重力）

②创造一个下沉的物体

现有小空瓶、重物、量筒、细线和水，怎样来创造一个下沉的物体呢？大家试一试。（学生尝试并上台演示）

③测两个力

我们要测哪两个力？怎么测呢？（重力和浮力）

重力用什么来测？（弹簧测力计）

浮力怎么测，能直接测吗？

大家思考：只利用量筒和水怎么来测浮力？阿基米德原理告诉我们怎么计算浮力的？

大家回忆一下我们前面有没有学过怎么测V排的？

（不能。根据F浮=ρ水gV排，先测V排。用量筒和水测，V排=V2-V1，那么浮力就可以计算出来了。）

④实验步骤

有谁能说出这个实验的步骤吗？

（学生说出这个实验的步骤：a.用调节好的弹簧测力计称出小瓶的重力G；b.向量筒中装入一定数量的水，记下水的体积V1；c.把小瓶放入量筒中，小瓶下沉，记下水面的位置V2；d.由公式F浮=ρ水g（V2-V1）计算小瓶所受的浮力；e.对数据进行分析得出结论。）

⑤实验表格

我们来设计一个实验表格记录数据。老师板书，让学生补充表格里的内容，并让学生动手和自己一起画。

⑥动手实验

组织学生进行分组实验。

让几组学生把他们的数据板书在黑板上。

⑦分析数据得出结论

当物体下沉时，F浮和G之间有什么关系呢？

学生回答。（F浮

（2）探究物体上浮的条件

①猜想

乒乓球浸没在水中松开手后会上浮，它受到的浮力和重力有什么关系呢？（浮力大于重力）

大家仔细观察，上浮的最终状态是什么呢？（漂浮）

上浮和漂浮是一回事吗？

（不是，漂浮是上浮的最终状态，上浮是完全浸没，漂浮是部分浸没）

有了上面探究物体下沉条件的实验铺垫，我接着引导学生按照上面的思路完成了下面的。

②怎么创造一个上浮的物体

③测两个力

④实验步骤

⑤实验表格

设计的实验表格记录数据。老师板书，让学生补充表格里的内容。

在刚才的表格上进行补充。

⑥动手实验

组织学生进行分组实验。

让几组学生把他们的数据板书在黑板上。

⑦分析数据得出结论

当物体下沉时，F浮和G之间有什么关系呢？

学生回答。（F浮>G）

3.实验小结

通过刚才的两个探究实验，同学们能总结出物体下沉和上浮的条件吗？

（物体所受重力大于浮力时，物体下沉；当物体所受重力小于浮力时，物体上浮。）

二、课堂教学简略评述

这节课主要研究了物体浮与沉中的两个动态过程：下沉和上浮的条件。两个探究活动都体现了科学探究的过程，其中涉及的弹簧测力计和量筒的使用，尤其是它们的量程和分度值在实验前要进行说明，对于数据的处理，浮力的计算要强调清楚。两次活动中的浮力不变要引导学生分析，从而提高实验效率，最后由学生得出实验结论。学生动手实验的能力在这节课中也得到了培养，学生分组实验，观察、测量、计算、分析，从而得出结论，一步一步全部由学生自己完成，不同的实验器材和实验思路的开放，给不同层次的学生提供了机会，体现了教师的引导作用，以学生为中心的教学课堂，整节课节奏明快，条理清晰，教学目标明确，教学任务得以圆满完成。

三、教学设计的思考

1.对学生的思考

日常生活中物体的浮沉现象普遍存在，但学生对物体的浮沉现象仅停留在感性认识的阶段，所以本节课的教学任务是使学生对物体的浮沉现象上升到理性阶段。初二的学生好奇心强、形象思维能力强、喜欢动手操作，并且乐于参与探究，因此教学中要引导学生自己动手设计实验，培养学生的学习兴趣，以便更好地实现教学目标。由于本班学生水平一般，所以把课堂开放起来，不拘泥于教材，满足不同学生的要求。

2.对自身的思考

这节课最后圆满地上完了，尽管备课的过程很长，反复了几遍，实验也尝试了多遍，但最后看到我的学生那求知的眼神得到充实，在我的课上把疑问一一解决掉时，我真有一种成就感，现在，我在想，教学目标就好像我要到达的目的地，备课是到达它的各条不同的路径，我就是带领我的学生到达目的地的引导者，怎样让我的学生以我为首，欣然随我前往，那就看我的本领了。

参考文献：

史献计.分层异步教学[J].物理教师，2010（04）：22-25.

（作者单位 江苏省南京市旭东中学）