巧妙引导 突破难点

张严敏

【中图分类号】 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）02-0281-01

一、案例背景

浮力现象是比较常见的，学生一定接触过一些浮力，比如，乒乓球会浮在水面上，洗澡的时候会感觉受到一个向上的力，也会把这样的力叫做浮力，看上去对浮力的存在并不陌生。然而，浮力的很多知识学生并没有真正理解。

学生虽然认同漂浮的物体会受到向上的浮力，在引导下也会认同下沉的物体也会受到浮力，但是如何来证明下沉的物体受到浮力的作用，还是有一点难度的。

关于浮力大小的影响因素的猜想，学生可能无法下手，根据生活经验，密度小的木块会漂浮在水面上，他们可能会猜想与液体的密度的关系，甚至猜想与物体重力、体积的关系，而猜想浮力大小与液体的密度及排开液体的体积有关会有一定的难度。特别，学生无法理解什么是排开液体的体积。

如果说猜想浮力大小的影响因素对于学生来说已经很困难了，那么对于猜想的验证——阿基米德原理可能就更困难了。

二、案例描述

引入：

利用浮力 塑料瓶中有一个恐龙蛋，你有没有办法可以手不碰塑料瓶就可以拿到恐龙蛋？

体验浮力 将球压入水中，有什么感觉？

理解浮力 浸在液体或______里的物体受到__________向上的托力称为浮力。浮力的方向总是__________的。

为了营造一个活跃的课堂气氛，我从学生感兴趣的游戏活动入手。利用浮力环节，当学生不碰到塑料瓶就拿到恐龙蛋时，他们是有成就感的。体验浮力环节，由一个力气较大的学生完成，学生可以从他的表情和动作上感受到浮力的存在。另外，容器里我课前装了满满的水，这样学生就能在感受浮力的同时看到很多水杯排出来，既起到视觉上的震撼作用，又为后面“排开液体”这一概念铺垫。在讲浮力概念时，我着重讲浮力的方向和“浸在”这个词，讲方向时我结合之前学习的重力的方向是竖直向上的，引导学生自己设计实验证明——乒乓球悬线挂重物置于水中，倾斜装水的容器，观察线的方向。讲“浸在”这个词时我是结合图形让学生理解其两层含义——部分浸在和完全浸没。并引导学生了解这两种情况中物体体积和排开液体体积的关系。为后面学生理解排开液体体积这一概念做铺垫。学生知道了浮力的概念后再让学生列举一些生活中的浮力现象，特别让学生知道我们人生活在空气中也受到空气给我们的浮力作用。

在列举生活中浮力现象的例子时我特意展示了空牙膏皮漂浮在水面上的图片，而此时我展示给学生的现象是被卷起的牙膏皮沉入水底（其时牙膏皮内有负重，否则沉不下去）。并提问：漂浮的牙膏皮受到浮力，下沉的牙膏皮也受到浮力吗？学生陷入沉思。一会儿，我给一个类比的提示：让一学生在空气中称出圆柱体的重力是1.7N，并记录于副板位置（为验证阿基米德实验准准备，后面记录圆柱体浸没于水中时弹簧测力计的示数等也是同样的目的）。此时我用手将物体向上一托，学生看到弹簧测力计的示数变小。通过我的这个提示学生很快想到了实验方案并完成实验。在学生实验时我在讲台上摆好进一步演示实验的器材——装满水的溢水杯。学生得到下沉的物体也受到浮力的作用时我进一步提问，你能想到测量浮力的方法吗？学生很容易想到：F浮=G-F拉。我让学生用之前的圆柱体做实验，测得F拉=0.4N。实验时用小桶接住排出的水（为验证阿基米德实验准准备）。通过F浮=G-F拉得到浮力为1.3N。

学生是不易猜想浮力大小与液体的密度及排开液体的体积有关的。所以，我通过让学生想办法让下沉的牙膏皮上浮至漂浮来想到浮力和液体的密度及排开液体的体积有关。当我的问题抛出后学生很容易想到加盐以及将牙膏皮吹鼓起来。前者很明显得到浮力和液体密度有关。后者学生能想到和体积有关，但学生会认为和物体的浮力有关。为了突出这一难点我前面已经做了一些铺垫。在这里，我会从称重法F浮=G-F拉入手，按照他们的分析当圆柱体开始浸入水中到完全浸没时，弹簧测力计的示数应该是不变的。但实验证明是改变的。和他们的猜想是冲突的，迫使学生重新思考。在实验时我会引导他们浮力改变不是物体体积影响的，而此段过程中是不断有水排出的。再加上前面的铺垫，学生可以自己说出和排开液体体积有关的结论。实验时，顺带让学生理解完全浸没时浮力和深度无关。到这里学生已经知道了浮力大小与液体的密度及排开液体的体积有关。

最后让指定的同学测出前面小桶和水的总重力为1.8N（课前他测过空小桶重力为0.5N）。学生很容易得到圆柱体完全浸没时浮力等于排开的水受到的重力。并通过公式推导将阿基米德原理和浮力影响因素联系起来F浮=G排液=ρ液V排液g。

大家一起来思考：你能测出自己在空气中所受的浮力吗？

通过这一问题的思考让学生进一步了解物理与生活的紧密联系。

三、案例反思

由于本节涉及的知识点较多，课堂容量大，为了节省时间，我采用直接点题的引课方式——利用、体验、理解浮力。

验证下沉的物体受到浮力的作用是一个难点，我采用演示手托物体，使物体受到一个向上的力的方式，使学生类比得到验证下沉的物体受到浮力的方法。

探究浮力的大小与什么因素有关是本节课的重点也是难点。让学生直接猜想，学生很容易跑偏。为了帮助学生理解我让学生想办法让下沉的牙膏皮浮起来。教学实践证明，通过适当的活动再让学生猜想既能幫助学生理解知识，又能起到活跃课堂气氛的效果。

学生对于“排开液体体积”这一概念也是比较难理解的。本节课我采用了多次引导的方式。一、在讲浮力概念时通过画图让学生理解“浸在”含义，同时点到物体体积和排开液体体积的不同。二、体验浮力时，将球压入水中时会排出很多的水，给学生一个视觉的震撼，并直观的感受排开液体的体积。三、当学生分不清物体体积和排开水的体积时，我会从称重法F浮=G-F拉入手，按照他们的分析当圆柱体开始浸入水中到完全浸没时，弹簧测力计的示数应该是不变的。但实验证明是改变的。和他们的猜想是冲突的，迫使学生重新思考。四、将圆柱体浸入溢水杯的过程中，浮力改变时有水排出，没有水溢出时浮力不变。从而得到浮力和排开水的体积有关。

在学生思维比较活跃时，我在先前实验的基础上完成了阿基米德原理的实验内容，一方面学生从直观上认识到，物体所受的浮力等于它排开液体所受的重力。从而突破了本节最后的难点。另一方面也把本节课的实验很好的贯穿在一起。

本节课中虽有大量实验，但由于课堂时间有限，有很多细节如“溢水杯中的水为什么要加满？如果不加满阿基米德原理是否成立”“实验时圆柱体能否碰到烧杯壁或烧杯底？”endprint