浅谈初中物理中的浮力教学方法

2022-04-29 00:44张振民
课堂内外·初中教研 2022年1期
关键词:实验教学法初中物理

张振民

摘  要:在初中阶段的物理学科中,浮力教学是至关重要的内容,需要教师和学生都引起重视。该单元涉及较多不同的知识点,对学生的学习和教师的教学提出较高要求,需要教师能在认真分析知识点和学生学习情况的基础上,灵活运用不同的教学方法开展教学,顺利解决教学内容中的难点和重点。

关键词:初中物理;浮力知识;实验教学法

一、初中物理浮力知识教学存在的问题

(一)过于重视理论知识的讲解

在初中物理学科中,浮力知识属于基础性知识,也是学生学习过程中的难点和重点。浮力知识具有较强的理论性,如果教师借助口头讲解的方式,带领学生探究理论知识,那么将无法取得较为理想的教学效果,无法帮助学生顺利理解抽象的理论知识,甚至会导致学生无法灵活运用所学知识。如通过教师的讲解,学生能够了解浮力,但也会出现知识点混淆的情况,无法准确把握与物体体积之间的关系,不利于接下来的教学。因此,教师可利用更加直观的实验和方法帮助学生理解浮力的概念,降低学生的理解和学习难度。

(二)学生无法熟练运用所学知识

通过分析可知,浮力知识具有较强的综合性,被应用到不同的领域和行业中,在生活中也较为常见,如海上行驶的船就是运用浮力知识,游泳同样也是利用浮力知识。但在实际教学过程中,学生无法灵活运用自己所积累的浮力知识,尤其是在计算排开液体、判断漂浮和悬浮时。在讲解理论知识时,教师除了要认真讲解理论知识外,还应当展示一些综合性运用浮力知识的案例,逐步锻炼学生的知识应用能力。

二、初中物理浮力知识的教学方法

(一)重视实验演示,强化概念理解

浮力知识的重要性不言而喻,需要教师能根据学生具体的情况选择合适的教学方法。如果学生能够真正理解和掌握浮力相关的概念,那么就能更好地探究浮力的影响因素和产生。在过去,很多教师都采用灌输式的方式讲解理论知识,或配合信息技术、插图等展开教学。但浮力相关的知识具有较强的概括性和抽象性,只利用以上方法略显牵强和空洞。因此,教师可在概念教学中加入各种各样的实验演示,增加理论知识的直观性,实现理论和实践的融合,帮助学生顺利消化浮力知识。

例如在教学浮力概念的内容时,教师就可利用生活中常见的现象,带领学生从生活的角度深入分析现象本质。在上课时,教师就可借助以下演示实验帮助学生理解浮力知识:准备一个装满水的塑料量筒,还要准备一个空的塑料量筒。之后,将乒乓球分别扔进这两个量筒中进行对比,使学生能认识到浮力的存在。在展示完这一个实验后,教师需要在空的塑料量筒的底部饭上一个气筒,学生打气,观察乒乓球是否会出现上浮的情况,借此让学生了解和探究除了水以外的浮力;针对装满水的量筒,教师需要压住乒乓球,保证乒乓球的一半进入水中,学生则需要观察并收集溢出的水,猜测这些水的体积是多少;教师需要将量筒中的水转换成盐水、酒精、食用油等,观察乒乓球在不同液体中的浸入深度,鼓励学生思考这一实验的变量是什么。

(二)重视变式推导,掌握原理运用

在浮力这一章节中,阿基米德原理是其中的重点知识,如果学生能牢牢掌握阿基米德原理,那么就能顺利解决浮力相关的问题。在常规教学中,教师将重点放在原理内容的讲解,未能讲解原理变通的内容,重视公式的套用教学和推导教学,但未能开发和运用公式变形。阿基米德原理本身就具有较多的变量因素,教师就需要灵活运用变式教学的方式,逐步拓展学生学习的方法和思路,丰富学生的知识体系。

例如在讲解阿基米德原理的内容时,教师就需要为学生认真讲解“铁球浸没在水中”这一例题,在学生理解的基础上进行变式训练。

变式1:一个铁球的质量为0.7kg,将其全部浸没在水中,那么铁球所受到的浮力是多少?这个变式能够让学生了解浮力和质量的关系。

变式2:一个铁球的体积为8.9×10-15m3,将其全部浸没在水中,那么铁球受到的浮力是多少?这个变式能够让学生了解物体浮力和体积之间的关系。

变式3:将一个铁球全部浸没在水中后,溢出水的体积为89cm3,那么这个铁球所受到的浮力大小是什么?这一变式可让学生探究浮力和液体体积之间的关系。要想顺利解决以上问题,学生需要灵活运用自己所积累的知识,熟练利用各种不同的公式。

(三)借助自主归纳,构建知识网络

在浮力知识的教学中,教师需要认真讲解沉浮条件的知识及应用,而这也是考查学生综合性运用基础知识、构建知识框架的重要阶段。在日常教学中,教师需要根据物理沉浮条件的各种制约因素入手,带领学生进行自主归纳,利用自己积累的经验和知识进行引导,帮助学生构建更加完善的知识体系,逐步提高知识体系的逻辑性和层次性。

在讲解该部分知识时,教师可运用液体中物体的位置划分,由浅入深、由简及难的方式引导学生自主归纳沉浮条件:

第一,学生需要认真分析之前学习过的阿基米德原理,探究悬浮情况下物体重力和浮力之间的关系,并在此基础上进行适当拓展和延伸,根据F浮=ρ液gV排和P物=ρ物gV物的公式,逐渐探究出悬浮情况下ρ液和ρ物之间的关系。

第二,学生需要了解,在物体上浮时,其浮力要大于重力,那么ρ液>ρ物。

第三,学生需要了解,在物体下沉时,其浮力要小于重力,因此ρ液<ρ物。

在系统总结和归纳的过程中,学生能够认识到决定物体沉浮的关键所在就是重力和浮力之间的大小关系,也能借助物体和溶液的密度进行直接分析和判断。

(四)借助小组合作,开展家庭实验

在浮力知识的教学中,教师必须要重视激发学生的学习积极性。因此,教师需要从核心素养的角度入手,真正体现学生在课堂中的主体地位,全面分析和了解学生,将学生划分为多个不同的小组,使其能在小组中展开互动和交流,逐渐突破自身的平静。尤其是在开展浮力实验中,仅依靠学生的力量无法顺利完成,那么就需要教师灵活运用合作学习的模式。

除了在课堂教学中应用合作学习模式外,教师还应当积极开展有趣的课外活动。课堂教学时间是有限的,很多实验无法完整地呈现在学生面前,而这就会对学生的学习产生消极影响。因此,教师可将课后实验和合作学习融合起来,鼓励学生利用生活中常见的素材设计实验器材,开展家庭实验、合作实验等,尝试利用自己所掌握的知识解决实际生活中存在的问题。如有的学生认为物体所受的浮力与其在液体中的深度存在一定关联,这时教师就可鼓励学生参与到实验探究中。在实际验证的过程中,学生尝试利用刻度尺和橡皮筋制作弹簧测力计,并将石头沉入水中进行测量和实验。在实验过程中,小组成员需要分工合作,尝试从不同的角度探究沉入深度和物体浮力之间的关系。

三、结语

总之,浮力知识是学生必须要学习并掌握的重点知识,需要教师和学生都能引起重视。在具体的教学中,教师需要灵活运用各式各样的物理实验增加理论知识的直观性,运用变式推导的方式帮助学生理解原理,引导学生进行自主归纳和总结,构建完善的知识体系,需融合合作学习与课后实验,锻炼知识应用能力。

(责任编辑:胡甜甜)

参考文献:

[1]王立英. 浅析初中物理实验探究的教学模式——以浮力教学内容为例[J]. 当代家庭教育,2020(20):116.

[2]徐海东. “以学定教,结合学情”初中物理教学模式——以“浮力”教学为例[J]. 湖南中学物理,2020(08):57.

[3]叶科良. 初中物理浮力单元教学设计研究[D]. 重庆:重庆师范大学,2019.

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