运用实验突破教学重难点的实践

荣庆莲

【摘要】 物理学是一门以实验为基础的学科，许多物理实验概念和规律都是通过实验再现物理现象，并通过观察、分析、综合、归纳后建立起来的。那么，如何让物理实验更好的融入课堂，进而应用于解决物理教学重难点的教学实践，是提高教学质量的有效手段。通过《浮力的利用》这一节教学实验的设计，来说明运用物理实验突破教学重难点的实效性。

【关键词】 物理实验教学 教学难点 教学设计 教学实践物理学是以实验为基础的一门学科，无论是物理概念的建立，还是物理规律的探索与验证，都离不开实验。直观、形象的物理实验现象，不但能给学生留下深刻的印象，而且也是学生学习物理概念和规律的基础，更是突破物理教学中重难点的好方法。

一、教材背景分析

这节课是在学生学习了密度、力、力的平衡、压强，认识了浮力、知道了物体的浮沉条件和阿基米德原理等基础知识之后，再进一步学习有关浮力利用的相关知识。《浮力的利用》这节课，从知识上说，是对前面所学知识的综合和应用，从联系实际的角度说，则是应用物理知识来解决实际问题。

二、教学过程设计

（一）在改变物体浮沉方法教学中的实验设计

在学习这节课之前，学生对浮力虽然比较熟悉，但他们对浮力的认识还很片面，还不是很了解物体浮沉的实质，学生的潜意识里还是会认为重的物体应该下沉。

为了纠正学生的这种错误认识，课上首先做了一个这样的演示实验：

1.演示实验。将一个小西红柿和橙子同时放入水中，它们的浮沉情况是怎样的？

学生们真的都这样认为，橙子下沉，小西红柿浮在水面，他们的理由就是橙子要更重些，但实验过后事实却不是这样的。但我也没有急于解释，而是马上又跟做了这样一个实验：把一个空碗分别正放和倒放在水里，让学生观察现象：正放时碗能浮在水面上，倒放时碗却沉了底。然后教师继续追问：不是说重的物体下沉吗？那我这碗是同一个碗，它们重力是相同的，为什么在水中浮沉情况却不一样呢？

让学生观察实验再对比分析原因，使他们知道物体上浮还是下沉，并不是由一个力决定的，而是由浮力和重力之间的大小关系决定的，从而让学生对物体的浮沉条件有更本质、正确的认识。

2.学生合作探究一：怎样使刚才在水中下沉的小西红柿浮在水面？

（1）这个环节，各小组用了不同的方法，有向烧杯里倒盐并且不断搅拌的，有把小西红柿放入纸杯中的，有把锡箔纸叠成小船状，再将西红柿放里的，有把塑料袋吹气后再放入小西红柿的。

（2）然后各小组派学生代表展示他们的实验方法：各组虽然方法不同，但他们有意识或无意识的都利用了阿基米德原理——通过增大v排或增大液体密度来增大浮力，从而使小西红柿浮在了水面上。

（3）这个探究实验使学生知道了改变物体浮沉的方法之一是改变浮力，可以通过改变液体密度或V排来实现。

该实验的器材选取都是学生平时熟知的，而且操作也不难，既能说明问题，又能激发学生的兴趣。

3.学生合作探究二：怎样让漂浮在水面上的小瓶下沉？

学生根据生活经验能很迅速的做到在小瓶里装满沙子，然后放入水中，让小瓶小沉。学生亲自实验经历探究的过程，也很容易理解小瓶下沉是通过改变它的重力来实现的。

学生这两个改变物体浮沉的探究实验，学生经过亲身体验，强化了学生对物体浮沉条件的认识，进一步突出了本节重点，同时也为理解潜水艇的原理做了铺垫。

（二）浮力的应用实例教学中的实验设计

1.轮船

（1）探究采用“空心”方法，增大可利用的浮力。

拿出一个铁盒，打开让学生看到里面是空心的，然后把它放在水里，学生理所当然的认为盒子应该浮在水面上，但事实却是盒子沉了下去，实际上我在把鐵盒放入水里之前已经偷偷换成了另外一个外表完全相同的盒子，那个盒子是装满铁块的。但还是有个别眼尖的学生发现我换了盒子，于是我就让其中一个学生上来观察这个沉底的盒子。

并且向他提出：怎样能让这个盒子浮在水面？

这个学生从水里捞出盒子，把里面的铁块全部倒了出来，很轻易的就做到了。

实验过后引导学生总结：采用“空心”方法，可以使物体浮在水面。体验用“空心法”可增大浮力引入轮船的应用。

这个演示实验应用到的改变物体浮沉的方法，这个原理引入过渡到轮船时，学生能很容易就理解接受：即使现在最现代化的轮船也是利用这个方法，从而降低了教学难度。

（2）实验模拟轮船由河里驶向大海。在这个地方的教学中，安排了一个用牙膏皮模拟轮船的实验。（用牙膏皮代表轮船，用盐水代替海水，牙膏皮漂浮在水面上时，牙膏皮与水面的位置用橡皮筋做个记号，再放到盐水里时，通过观察橡皮筋的位置很明显看出牙膏皮在海水里上浮了一些）

这个模拟实验可以使学生通过直观的现象，来帮助他们理解轮船从河里到海是到底是上浮还是下沉，从而突破了本节难点。

2.走进潜水艇

（1）通过自制模型模拟潜水艇上浮和下潜的过程。

（2）然后多媒体播放潜水艇工作原理的动画辅助教学，让学生根据动画的慢镜头来分析它的工作原理。引导学生利用物体的浮沉条件，分析潜水艇上浮，下潜的原因。

潜水艇模型展示的潜水艇的浮沉过程，非常形象直观，能够帮助学生理解所学知识，使学生更好地体验潜水艇的浮沉原理，加深学生对物体浮沉条件的理解。

3.热气球、飞艇

（1）对比实验：热气球和飞艇学生们平时很难见到，但节日放飞的那种气球学生在生活中很熟悉，所以先从气球入手。

两个相同的气球，一个充入空气，一个充入氦气，同时释放，让学生观察它们在空气中的不同状态。

向学生提出问题：为什么一样的气球，一个升空了，一个却落了地？

由于有前面所学知识的铺垫，学生此时能够知道：气球升空原因是气球的浮力大于重力，落地的原因是浮力小于重力。然后引导学生分析一个气球升空一个落地的原因：是因为这两个气球里充入的气体不同，升空气球里充的是氦气，这种气体密度比空气的密度小。充入密度比空气小的气体会使浮力大于重力，所以能升空。飞艇也是这个原理。

（2）演示实验：模拟热气球升空原理。

取一个稍大的薄塑料袋，袋口用很细的铜丝框成一个圆口，开口朝下，用电吹风向袋内吹热空气。放手后，塑料袋热气球便冉冉上升。

告诉学生：空气加热后的它的密度会变小，热气球是利用热空气使得浮力大于重力实现上升的

通过该演示实验，可以形象生动地帮学生理解气球和飞艇工作原理

三、教学效果

1.教学中通过使在水中下沉的西红柿上浮的实验，锻炼学生动手能力的同时，还会让同学们普遍都有一种成功感。

2.在学习轮船，潜水艇，热气球和飞艇时，通过实验，讲解，视频，辅助练习等等，能够使学生学习的兴趣一直得到延伸，使学生在能思考中学习，在快乐中学习。

3.牙膏皮模拟轮船从河里到海里，能帮助学生理解轮船从河里到海里到底是上浮些还是下沉些，突破了难点。

通过以上的分析，我们可以了解到，灵活利用各种实验对突破物理教学重难点来说具有较强的实效性。但是，也并不是所有的物理教学难点都可以运用实验进行突破，这就要求我们对这一课题还要进行不断地反思和总结，争取通过各种有效方法，来解决物理教学中更多的难点问题，从而让学生获取更多的知识和技能。

参考文献：

[1]陶本友.怎样突破物理难点知识的教学策略初探.2014.endprint