揭示“密度”本质属性的成功教学案例

陈升林

摘 要： 物理概念是研究物理现象、揭示物理本质属性时的科学抽象，是对事物的共同特征做出归纳和概括的一种思维形式，是表达物理规律、建立物理理论的基础，也是学生学好物理的关键。在教学中不能让学生死记硬背物理概念，而要引导学生在理解概念的内涵上下工夫。事实上要形成正确的物理概念，必须经历丰富的认识、理解过程，包括感知、分析、归纳、概括等思维加工过程。作者结合“密度”概念的教学加以分析。

关键词： 物理概念 密度 教学案例

物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物。一个概念的建立，通常是在观察和分析一系列事实或实验的基础上抽象概括一系列具体现象的共同特征，进而判断在共同特征中哪些因素和我们研究的问题有关、哪些因素无关、抓住的特征是不是共同的本质特征。对于所做出的判断，还要通过实践（实验）跟其他概念联系起来加以检验。一些复杂概念的形成过程往往要经过一个推理过程。因此，使学生形成正确的概念，必须首先让学生获得丰富的感性认识，这是思维加工的原料，是形成概念的基础。但是这种认识反映的只是事物表面现象之间的联系，要揭示事物的本质，必须进行科学思维，将感性认识上升到理性认识。因此，为了让学生顺利形成物理概念，必须使教学过程符合学生的认知规律。

在概念教学中，若只向学生提供形成概念的感性材料，而不让学生参与思维加工活动，尽管教师在得出概念的文字或数字表达时讲得很清楚，但对于学生来说，表面联系和内在联系、感性认识和理性认识、生活概念和科学概念仍处于分离状态。从某种意义上讲，概念形成的过程就是剔除学习对象中那些次要的非本质的因素而突出其本质属性的思维过程。学生在感知基础上形成的观念是从感性知觉到观念的过渡，它一方面保留了感性知觉对事物表面现象的认识，另一方面抛弃了某些次要的特征，而把比较重要的特征保留下来，为形成概念提供了有利的条件。

因此，要使学生形成正确的概念，必须在引入概念后按照物理学的研究方法，引导学生运用比较、分析、综合、抽象、概括、判断、归纳、演绎等思维方法，对感性材料进行思维加工，进而抽象概括事物的本质属性，使学生形成清晰的认识。

为了引入密度概念，让学生感受体积相同的不同物质的质量是不同的，探究质量和体积之间的关系，从现象中寻找规律，得出结论。在提出“质量跟体积有什么定量关系”这一问题时，要引导学生进行实验：（1）用天平测出铝块1的质量，用刻度值测出长方体的长、宽、高，并计算出体积，再求出质量和体积的比值；重复对铝块2、铝块3进行实验，将数据填入表格。（2）用天平测出木块1的质量，用刻度值测出长方体的长、宽、高，并计算出体积，再求出质量和体积的比值；重复对木块2、木块3进行实验，将数据填入表格。

由以上的实验数据，可以看出有什么规律，学生发言，说出自己的结论。

设计意图：教师引导学生从哪方面看数据，怎样得出结论，对同种物质的测量数据进行讨论，提醒学生既要竖着比较又要横着比较，让学生知道每种物质的质量和体积都成正比，质量与体积的比值是一定的，每种物质都遵守共同的规律，渗透“异中求同”的比较方法。然后比较不同物质在遵守共同规律的前提下是否有不同之处，渗透“同中求异”的比较方法。

继而对实验数据进行更深入的分析。分析蜡块的多组数据得出：蜡块的质量跟体积的比值都相等，分析木块多组数据得出：木块的质量跟体积的比值都相等。由此引导学生比较得出：对于同种物质，质量跟体积的比值一定；而对于不同物质，其质量跟体积的比值却不同。教师由此推广并归纳：如果换用其他物质进行实验会发现，物质不同，质量跟体积的比值一般不同；物质相同，质量跟体积的比值就相同。可见物质的质量跟体积的比值与物质的种类有关，它反映了物质的一种属性。物理学中就用密度表示物质的这种属性。

该部分内容在历年中考中多以实验题和选择题的形式出现，对综合应用能力的要求较高，难点在于熟练运用公式对问题进行分析。例如复习时我对盐水密度、石块密度和石蜡密度采用如下的实验方法：

1.测量盐水密度的实验步骤

器材：天平、砝码、量筒、烧杯、盐水

步骤：A.往烧杯倒入适量的盐水，用天平测出杯和盐水的总质量m1；B、把烧杯中的一半的盐水倒入量筒中，用天平测出杯和剩下盐水的质量为m2；C.读出量筒中盐水的体积V；D.用公式求出盐水的密度。

2.测量石块密度的实验步骤

器材：天平、砝码、量筒、水、石块、细线。

步骤：A.用天平测出石块的质量为m；B.往量筒里倒入适量的水，记住此时读数为V1；C.让石块完全浸没在量筒的水中，读出量筒中水的体积V2；D.用公式求出盐水的密度。

3.测定密度小于水的一大块石蜡的密度

器材：天平、砝码、量筒、水、金属块、细线（也可以用大头针）。

步骤：A.用量筒测出石蜡的质量为m；B.在量筒中加入适量的水，让金属块浸没在水中，记下体积为V1；C.把金属块与石蜡用细线捆绑在一起，完全浸没在水中，用量筒测出总体积为V2；D.被测石蜡的密度。

通过对实验数据进行思维加工，不仅揭示出密度这个概念反映的事物的本质属性，并且使学生认识到引入这一新的物理量的必要性。