摘 要 学习进阶是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述,一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列。文章以一道简单的压强例题为题源,通过适当增减条件、变换形式,从而针对压强浮力之间的联系、从不同方面对压强浮力进行复习和训练,结合学习进阶和深度学习的相关理论来设计复习题型,最终让学生能从一个立体的角度认识压强和浮力,充分掌握压强浮力的内容。
关键词 学习进阶 压强 浮力
中图分类号:G633.7 文献标识码:A
压强是初中物理力学部分的一个重要知识点,中考考查中的小综合试题可能会与这部分知识有关,例如压强和浮力的小综合,压强与简单机械之间的小综合等等,因此,呈现的形式也会是多样化的,涉及到的题型会遍及中考常见的所有题型,特别是近几年的科学探究性试题都设计到这部分知识。压强是力和浮力之间的必要过渡,以及加深对力的作用效果理解和领会很好的机会,并且压强作为特殊的研究力的方法,对于力的本质和特点的认识和提升都有着非常重要的意义。传统的压强-浮力专题复习课中,教师一般采用“例题+讲解”的模式进行授课,往往造成学生上课能听懂,课后不会做题的现象。究其原因是学生并没有理清各种题型的内在联系,也没有学会相应的分析方法,学生的物理思维没有得到相应的提高。所以文章通过学生的学习进阶水平的培养对学生的浮力压强知识进行巩固和复习,以期训练学生的发散性思维和创新能力。
例:水平地面上有底面积为300 cm2、不计质量的薄壁柱形容器,容器内有质量为400 g、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块A。
(1)物块对容器底部的压强多大?
(2)桌面受到的压强多大?
变式1:
水平地面上有底面积为300 cm2、不计质量的薄壁柱形容器,容器内有质量为400 g、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块A漂浮在液面上,液面高度20cm。
(1)容器底部的压强多大?
(2)容器底部受到的压力多大?
设计意图:此题在例题的基础上在容器里加了水,这一变就从固体压强变成了液体压强,并且第二小题的设置也让学生进一步分清了液体和固体压力求法的区别与联系,在固体中一般是先求压力再压强而在液体中一般是先求压强再求压力,在此基础上还可以引导学生探究非规则容器内液体压强和压力的题型。
变式2:
水平地面上有底面积为300 cm2、不计质量的薄壁柱形容器,容器内有质量为400 g、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块A漂浮在液面上,液面高度20cm,当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后,A物体最终恰好浸没于水中静止,
(1)此时容器底部的压强多大?
(2)施加力F后,待物块静止,水平桌面和容器底受到的壓强变化相同吗?
设计意图:在变式1的基础上增加了一个力,在对物块进行受力分析时较前一题难度有所增加,虽然物块受到的力增加了,但是物块还是处于静止状态,物块重力不变,所以改变的只能是浮力的大小,通过这道题学生能更好地理解浮力公式中的V排,满足了学习进阶的要求,使得学生在一个时间跨度内学习和探究压强-浮力题型时,依次进阶,逐级深化的思维方式。
变式3:
水平地面上有底面积为300 cm2、不计质量的薄壁柱形容器,容器内盛有一定量的水,水中有质量为400 g、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块A,通过一根长10 cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30 cm。
(1)容器对水平地面的压力多大?
(2)剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了多少?
(3)剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了多少?
设计意图:此题在变式2的基础上增加了难度,并且形成对比,虽然物块都浸没在水中,但是变式2是外力施加在物块上,变式3是系统的内力,问题设置可以使学生对绳拉物块和力压物块的题型进行总结,并且进一步分析这两道题中为什么看起来相似,但是撤掉F力后桌面和容器压强的变化相同,剪短绳后桌面和容器压强的变化不相同。此设计满足深度学习的要求,即是学生的学习达到抽象拓展水平。
四个题型不仅是压强浮力知识的逐渐深入而且满足学生学习进阶的的要求,每一道题都是不同进阶水平的不同体现,学生在复习课的同时,知识也进阶到最高水平。通过类似题型的训练,可以帮助学生养成深度学习的学习方式,培养学生的物理观念,科学思维和科学探究的能力。
作者简介:邹雪晴(1993-),女,四川省荣县,硕士,主要研究方向为物理课程与教学论。
参考文献
[1] 刘晟,刘恩山.学习进阶——关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报,2012:81-87.
[2] 吴祖仁.物理(教科版):八年级下[M].北京:教育科学出版社,2012.