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《初中物理浮力教学难点的突破策略》

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【摘要】浮力知识以浮力概念为基础,阿基米德原理为内核,物体的浮与沉为外在表现.浮力是初中生学习物理的一个很大的分化点.本文根据学困调查,提出了伪证法、定量测量法、变式法等行之有效的教学策略,帮助学生突破浮力学习的难点.

【关键词】前概念；伪证实验；一题多变；知识结构

为了确定浮力教学重难点,笔者对初二、初三学生进行前概念和学困调查.调查显示：56.9％的学生认为,下沉的物体不受浮力；90.63％的学生认为, 浮力大小与水量多少有关；63.6％的学生认为物体表面积大小影响浮力,在比较浮力大小时存在较大的难度.当使用Ffloat等于液化型来比较浮力大小时,学生往往只考虑一个明确的因素而忽略另一个因素,不能掌握多因素分析问题的方法,将浮力知识应用于实际情景的能力较弱.针对上述困难,作者提出了以下教学策略.

实验准备：容积为200毫升的饮料瓶,直径稍大于矿泉水瓶的盛液桶,弹簧测力计,保鲜袋,量筒和烧杯.

5.定量计算有效突破浮沉条件

如何推翻学生在长期生活形成的浮沉判断方式呢？教师除了创设实验,引发认知冲突,在学生心中播下怀疑的种子之外,定量的实验研究必不可少.

以小玻璃瓶为例,测量小石块加载时的总重力G,再将其浸入水中,读出弹簧测力计的读数F.浮力等于G-F（例如,学生测量的重力为1.6N,拉力为0.6N）.因此,浮力为1.0N,小于重力.多次实验,将数据计入表格,得出结论：当浮力小于重力,物体会下沉,最终会下沉.怎么让物体又浮起来？

以小玻璃为例,首先测量1.6N的重力,然后测量浮力.因为使用同一个小瓶子,排开的水的质量不变,所以浮力仍然是1.0N.通过减少小瓶中的石块数量,也可多次实验并将数据计入表格中,得出结论：浮力小于重力时,物体会下沉,最终沉底.

6.拓宽思路的深度和广度,稳定知识结构

统计结果显示：在浮力学习过程中,学生最难理解的是船模型.诸如“钢铁的密度比水大,为什么铁船漂浮在水面上？”“同一只轮船,为什么即可以浮在水面,又可以沉入水底？”“为什么这艘船的水线在不同的海域有所不同？”“船从江河驶入大海时,船身会上升一点,是因为浮力变大吗？”等等问题.只有在他们正确理解船舶的情况下,学生才能理解浮力知识.首先从轮船的漂浮原理上分析.

实验器材：由金属板制成的轻型和重型船,两个大桶,量筒,标记笔,酒精和配重.实验步骤如图：

比较三个标记的位置,可比较下沉和漂浮的排水量.显然当船漏水时,排水量会变小,浮力就变小,所以船会下沉.

吃水线的问题,可以将同一个金属船放入水和酒精中,记录船外部的水位并比较两种不同密度液体的吃水线.

由此可见：总重量和液体的密度决定吃水线的位置.

“船从河里驶入大海,浮力变大了.”实验方法：如图所示,弹簧分别测出两个小桶所盛的液体的重力.

在这个实验中,两台测力计显示的数字相同,表明杯子排出的液体的重力是相等的,这有效地证明了船只在河流和海洋中的浮力是相等的.

7.使用变体教学逐层剖析难点

变形教学是转化知识的非本质特征,转化研究问题的方法,突出知识的本质特征.突出隐藏的基本要素,使学生能够以多种变化掌握事物的本质和规律.

例如,在阿基米德原则的教导之后,教师可以使用以下一组变体进行训练.

基础题：把石头放在烧杯里.

变式1：把石头放在一个烧杯里,把水排到200克.

变式2：将石块放入盛水烧杯中.沸水量为200立方厘米.