“密度”教学中不同教学思路比较

杨淑程

“物质密度”是引入最早但是抽象程度又相对较高的物理概念，一直以来都是教学的重点和难点。新教材又将这块内容放在七年级，再次提升了教学的难度。不同教师针对这块内容的教学设计和课堂教师各有特色，教学效果差别很大。

“密度”教学常见三种思路

思路一：通过鉴别相似或“仿真”物体，建立生活情境，引起学生探索兴趣，一般的思路是：从生活片段中提出问题，然后研究体积相同，物质不同，其质量也是不同的。然后，分别去测量不同物质的体积和质量，计算出质量和体积的比值，得到单位体积物质的质量。根据探究结果引出：同种物质，单位体积的质量是一个定值，不同的物质，单位体积的质量并不相等，由此归纳出物质的一个特性——密度，也得到了鉴别物质的另一种方法。

思路二：通过引导思考“同种物质的质量和体积具有怎样的关系？”接着安排了实验进行探究，选取一种物质作为研究对象（如水），取不同体积的水，分别测量质量和体积，收集数据，计算出质量和体积的比值或者绘制质量、体积图像。由此，引导学生得出水的质量和体积成正比或质量和体积的比值是一个定值的结论，并推广到其他物体。在此基础上，提出“同种物质的质量和体积的比值是一定的，物质不同，比值不同，这反映了物质的一种特性”，就此得出密度的概念。

思路三：创设情景，探讨“油比水轻”“铁比棉花重”等问题，引导学生思考“如何正确比较两者的质量关系”——要正确比较两者的质量，需要建立相同的标准即体积相同。接着，通过探讨一个实际生活问题，如何购买到经济合算的不同容量不同价格的油。根据生活经验，学生通过计算出单价来解决问题，初步体会比值的意义。由此，引导学生进一步比较不同质量不同体积的两种物质的质量关系——需要建立比值关系，即得到了单位体积的质量。

三种教学思路的比较

三种教学思路都符合科学课程必须面对学生、立足学生发展的科学理念，都以实验探究为主要手段和途径，为学生创设了一个能够有效自主探究、合作交流的学习环境，突出学生在学习活动中的主体价值，充分体现了学生的主动性和能动性。

三种教学思路最大的区别在于，对“密度”概念的引入方法略有不同。“思路一”从生活需求出发，以问题解决为指向，提出“如何鉴别物质”的问题，目的是通过探究活动，引出物质质量与体积有关的问题，进而便于下一步探究。“思路二”是紧紧围绕“质量与体积成正比”从而引出“密度”概念这条主线来设计思路和探究实验。“思路三”通过情景的创设、限定问题的讨论来发现问题，在解决问题的过程中，突出和显化“比值定义法”，通过“比值定义法”推导出密度这个概念。

事实上，“思路一”“思路二”在教学思路设计上走的都是比较传统的密度教学模式，都是以建构主义学习理论为依托，以问题或任务为核心，以实验探究为主要手段和途径。细究起来，这两种思路都没有绕开“鉴别物质”的实质。同时，都存在着一个致命的逻辑错误——直接让学生计算质量与体积的比值。这样只解决了一个问题“比值是什么——比值是常量”，而没有解决一个关键问题即为什么要用质量和体积相比，为什么要用这样的比值来定义密度。密度概念引入过程中，出现了逻辑路线的偏离，导致了学生对密度概念并没有深刻理解，甚至部分学生就认为“密度”概念的建立只是为了鉴别物质，而忽视了“密度”其实是反映物质的本质特性的物理量。因此，本人认为，“思路三”根据“比值定义法”来引出密度概念的教学思路更符合逻辑，也更能体现出密度的内涵。

對密度概念教学的再认识

教材将“密度”安排在“质量”后，这两节课存在着内涵上的层次性与科学方法上的固有逻辑性，可见如何认识并处理这两节课的关系，至关重要。质量是进入经典力学的第一个核心概念，本身就是一种抽象，而密度概念是在质量这一抽象基础上的“继续抽象”，所以如何建立概念，远比“定量计算质量和体积的比值”更重要也更困难。

学习了“质量”，在明确这一描述物体量化属性的物理量后，如何比较不同物体的质量就是一个学生自然而然想要解决的问题。“权衡”“掂量”物体，本身就是人们对物理世界最朴素、最本源的感知，其背后“比较”的思维方法更是人类思维最基本的形态。所以，密度的概念教学应该立足于这种朴素的、本源的动机——比较物体的“轻重”。 我们面对的学生，头脑中存储着各种各样来自生活经验或课外书籍的“前概念”。学生对于常见物质的“轻重”具有一定的判断，知道“铁比棉花重”“油比水轻”，这类描述当然是不科学的，不科学的主要原因就是没有选取相同的标准，而建立相同标准的一种方法就是“比值”。所以，密度比值定义法的关键步骤就是将物体的体积作为标准，采用除法，质量作分子，体积作分母，由此就可以比较不同物体不同质量与体积的关系了。比值的使用，达到了“选取相同标准”的目的，既满足了学生初始动机，也使学生意识到明确“标准”的重要性，对比较的理解由权衡与掂量上升到衡量与度量的层次。

面对初学物理的初中生，教师在设计教学思路时，需要特别关注学生前概念以及知识获得和应用来源和动机。

（作者单位：浙江省诸暨市东白湖镇初级中学）