论文部分内容阅读
《浮力》是一节利用实验归纳总结物理规律的典型课例。许老师围绕四组探究活动设计课堂教学，教学思路清晰，知识结构梳理明确，抓住了本质。许老师创设的教学情境形象生动，带领学生开展的物理实验，器材简单、操作方便，让学生在动手过程中探究归纳概念与规律，有不少亮点。许老师还注重师生间的交流，启发学生思考、提出问题，教学目标达成率高。
“什么是浮力”是一组概念探究，许老师播放“辽宁号航母”及“人浮在死海海面上”的视频，说明浮力的存在，然后又通过空气中的“气球为什么能上浮，上浮后细线为什么是竖直状态？”以及“水中的乒乓球为什么能上浮，上浮后细线为什么是竖直状态？”在进一步说明浮力产生条件的同时，利用“二力平衡”知识归纳出浮力方向是“竖直向上”的，我认为这是对教材的精彩补充，使学生对浮力的认识更加清晰。
“浮力的测量”是一组策略探究。许老师请学生体验：把铝块挂在弹簧测力计下，用手向上托一下，弹簧测力计示数减小，放入水中后测力计示数同样减小。这里的“巧妙一托”避免了矢量运算的复杂性，同时也给出了测量浮力的操作方法。
“探究影响浮力大小的因素”是一组规律探究，许老师采用“定性探究”和“定量验证”紧密结合的方式，利用定性探究猜想影响因素，利用定量探究确定影响因素，并且利用课后评价题设计了定量验证“阿基米德原理”的方案。
许老师在教学设计中有这样一段话，通过探究消除学生日常生活中可能存在的对浮力认识的一些不科学的前概念，体会和感悟实验方法对物理学习的重要性，培养学生探究物理规律的能力和追求物理本质的探求精神。刘炳昇老师认为：“探究是一种多侧面、多形式的活动，无论采取何种形式，关键是要体现科学探究的思想和基本特征。”实际上我们现在的教学，往往是教师把问题嚼得细而碎，逐步铺垫，让学生不用深层次思考就能得出结果，教师根据得到的结果，再把教学引向下一阶段。这是喂养方法，不利于学生良好思维习惯和批判精神的形成，而这种良好的思维习惯和批判精神可能就是探究活动的本质内涵。关于探究课，应力求体现探究的本质内涵。
1.创设能使学生发现问题的情境，从而让学生围绕问题进行探究。
这个“问题”最好是能暴露学生认知的前概念错误，以便激起学生思维冲突，引起学生深层次思考。孩子总是从自己的角度，根据自己的经验来观察和理解世界的。他们所发生的认知的前概念错误，是很不容易克服的。不易克服的原因并非总是由于慑于权威，而恰恰是自我抵触远大于他人的影响，因此只有引起学生自身的思维冲突，让他们感到惊异，才能让新的思维结构带来成功，新的认知才可能被接受。
例如针对“只有上浮的物体才受浮力，下沉的物体是不受浮力的”这一前概念错误，苏科版教材提了三组问题：①下沉的物体是否受到浮力？你有什么經验支持你的猜想？②给你一个弹簧测力计和一杯水，你能通过实验判断浸入水中的石块或金属块是否受到浮力吗？③试一试，你观察到什么现象？这些现象能说明什么问题？
关于影响浮力大小的因素，学生会有哪些前概念错误呢？我想有如下几条：①浮力大小可能与物体的轻重有关，例如将同样大小的一个木球和一个铁球浸入水中后释放，木球上浮，铁球下沉，说明木球受到的浮力大，铁球受到的浮力小。②浮力大小可能与物体自身的密度有关，例如铁块在水中会下沉，木块在水中会漂浮。③浮力大小可能与物体的形状和性质有关，如橡皮泥球会沉在水底，而橡皮泥捏成船则会漂浮在水面上。
为什么反复强调要让学生自己暴露前概念错误？从知识形成的角度讲，因为一些学生的错误概念是内隐的，教师通过问题情境，反复追问，在深入了解后就会知道学生的前概念是什么样的。在教学当中，我们只有让学生显现出自己的前概念，才能有的放矢地设计一些情境引起学生前概念的冲突，只有产生冲突，学生才会深入思考。然后，教师再创设一些恰当的活动，使原有的前概念被重新建构，这样学生在活动中才能建立起正确的科学概念。从思维习惯形成的角度讲，只有善于提出有价值的问题，才能有原创力，也才能解决问题，而有价值的问题往往是与传统观念或经验有冲突的。
2.在规划学生探究过程中，应向学生提出有挑战性且逐步深入的任务，抓住几个关键点，引发思维冲突，引导学生边操作、边获取信息、边思考。
如猜想“浮力的大小可能与哪些因素有关”时，我们还可以这样进行引导。
问题1：将同样大小的一个木球和一个铁球浸入水中后释放，木球与铁球将怎样运动？说明了什么？ 有人说：将同样大小的一个木球和一个铁球浸入水中后释放，木球上浮，铁球下沉，说明木球受的浮力大，铁球受的浮力小。你赞成这种说法吗？你有什么经验支持你的看法？你能否把这个说法转化为物理问题？例如浮力的大小可能与 有关。
问题2：一块橡皮放在水中是沉还是浮？如果把橡皮切碎，拿一块仍然放在水中，是沉还是浮？为什么？有人说，大块橡皮重，所以就沉下去，而橡皮切成小块变轻了，所以就会浮起来。你赞成这种说法吗？你有什么经验支持或反对这种说法？你能否把这个说法转化为物理问题？例如浮力的大小可能与 有关。
问题3：影响浮力大小的因素可能还有哪些？你有什么经验支持你的看法？
学生可能的猜想一般会有：浮力大小与物体浸在水中的深度有关，例如人在海边（河边）从浅水区走向深水区，到一定深度时人就漂起来了；浮力大小还与液体的种类有关，例如将沉在水中的鸡蛋放在浓盐水中，会浮起来。
通过上述的讨论，学生应该能够提出可能影响浮力大小的四个因素：ρ物、V物、ρ液、h浸，
说实话，学生除非事先看过书或其他资料，否则想到浮力大小与V排液有关是非常困难的，而这正是本节的难点所在！应该怎么处理呢？一种处理方法是学生一提出浮力大小与V排液有关，教师便顺势而行；另一种处理方法是追问来源，继续探究。
3.探究时要及时地给学生实验技能指导，使他们能顺利地进行实验探究。
学生已经获得有关因素的猜想后，教师可以采用控制变量法，通过实验研究影响浮力大小的因素。如教师可以取形状、体积相同但材料不同的金属块浸没在水中，测出浮力大小进行比较，以验证浮力大小是否与物有关；还可以将金属块逐步浸入水中，测出浮力大小，以探究浮力大小是否与h浸和V物有关；还可以将金属块先后浸没于水和酒精中，验证浮力大小的因素是否与液体有关。只有基于成功的探究才能得到科学的规律，这与教师的指导是分不开的。
（作者为南京师范大学附属中学物理教师，江苏省物理特级教师，中学正高级教师）
“什么是浮力”是一组概念探究，许老师播放“辽宁号航母”及“人浮在死海海面上”的视频，说明浮力的存在，然后又通过空气中的“气球为什么能上浮，上浮后细线为什么是竖直状态？”以及“水中的乒乓球为什么能上浮，上浮后细线为什么是竖直状态？”在进一步说明浮力产生条件的同时，利用“二力平衡”知识归纳出浮力方向是“竖直向上”的，我认为这是对教材的精彩补充，使学生对浮力的认识更加清晰。
“浮力的测量”是一组策略探究。许老师请学生体验：把铝块挂在弹簧测力计下，用手向上托一下，弹簧测力计示数减小，放入水中后测力计示数同样减小。这里的“巧妙一托”避免了矢量运算的复杂性，同时也给出了测量浮力的操作方法。
“探究影响浮力大小的因素”是一组规律探究，许老师采用“定性探究”和“定量验证”紧密结合的方式，利用定性探究猜想影响因素，利用定量探究确定影响因素，并且利用课后评价题设计了定量验证“阿基米德原理”的方案。
许老师在教学设计中有这样一段话，通过探究消除学生日常生活中可能存在的对浮力认识的一些不科学的前概念，体会和感悟实验方法对物理学习的重要性，培养学生探究物理规律的能力和追求物理本质的探求精神。刘炳昇老师认为：“探究是一种多侧面、多形式的活动，无论采取何种形式，关键是要体现科学探究的思想和基本特征。”实际上我们现在的教学，往往是教师把问题嚼得细而碎，逐步铺垫，让学生不用深层次思考就能得出结果，教师根据得到的结果，再把教学引向下一阶段。这是喂养方法，不利于学生良好思维习惯和批判精神的形成，而这种良好的思维习惯和批判精神可能就是探究活动的本质内涵。关于探究课，应力求体现探究的本质内涵。
1.创设能使学生发现问题的情境，从而让学生围绕问题进行探究。
这个“问题”最好是能暴露学生认知的前概念错误，以便激起学生思维冲突，引起学生深层次思考。孩子总是从自己的角度，根据自己的经验来观察和理解世界的。他们所发生的认知的前概念错误，是很不容易克服的。不易克服的原因并非总是由于慑于权威，而恰恰是自我抵触远大于他人的影响，因此只有引起学生自身的思维冲突，让他们感到惊异，才能让新的思维结构带来成功，新的认知才可能被接受。
例如针对“只有上浮的物体才受浮力，下沉的物体是不受浮力的”这一前概念错误，苏科版教材提了三组问题：①下沉的物体是否受到浮力？你有什么經验支持你的猜想？②给你一个弹簧测力计和一杯水，你能通过实验判断浸入水中的石块或金属块是否受到浮力吗？③试一试，你观察到什么现象？这些现象能说明什么问题？
关于影响浮力大小的因素，学生会有哪些前概念错误呢？我想有如下几条：①浮力大小可能与物体的轻重有关，例如将同样大小的一个木球和一个铁球浸入水中后释放，木球上浮，铁球下沉，说明木球受到的浮力大，铁球受到的浮力小。②浮力大小可能与物体自身的密度有关，例如铁块在水中会下沉，木块在水中会漂浮。③浮力大小可能与物体的形状和性质有关，如橡皮泥球会沉在水底，而橡皮泥捏成船则会漂浮在水面上。
为什么反复强调要让学生自己暴露前概念错误？从知识形成的角度讲，因为一些学生的错误概念是内隐的，教师通过问题情境，反复追问，在深入了解后就会知道学生的前概念是什么样的。在教学当中，我们只有让学生显现出自己的前概念，才能有的放矢地设计一些情境引起学生前概念的冲突，只有产生冲突，学生才会深入思考。然后，教师再创设一些恰当的活动，使原有的前概念被重新建构，这样学生在活动中才能建立起正确的科学概念。从思维习惯形成的角度讲，只有善于提出有价值的问题，才能有原创力，也才能解决问题，而有价值的问题往往是与传统观念或经验有冲突的。
2.在规划学生探究过程中，应向学生提出有挑战性且逐步深入的任务，抓住几个关键点，引发思维冲突，引导学生边操作、边获取信息、边思考。
如猜想“浮力的大小可能与哪些因素有关”时，我们还可以这样进行引导。
问题1：将同样大小的一个木球和一个铁球浸入水中后释放，木球与铁球将怎样运动？说明了什么？ 有人说：将同样大小的一个木球和一个铁球浸入水中后释放，木球上浮，铁球下沉，说明木球受的浮力大，铁球受的浮力小。你赞成这种说法吗？你有什么经验支持你的看法？你能否把这个说法转化为物理问题？例如浮力的大小可能与 有关。
问题2：一块橡皮放在水中是沉还是浮？如果把橡皮切碎，拿一块仍然放在水中，是沉还是浮？为什么？有人说，大块橡皮重，所以就沉下去，而橡皮切成小块变轻了，所以就会浮起来。你赞成这种说法吗？你有什么经验支持或反对这种说法？你能否把这个说法转化为物理问题？例如浮力的大小可能与 有关。
问题3：影响浮力大小的因素可能还有哪些？你有什么经验支持你的看法？
学生可能的猜想一般会有：浮力大小与物体浸在水中的深度有关，例如人在海边（河边）从浅水区走向深水区，到一定深度时人就漂起来了；浮力大小还与液体的种类有关，例如将沉在水中的鸡蛋放在浓盐水中，会浮起来。
通过上述的讨论，学生应该能够提出可能影响浮力大小的四个因素：ρ物、V物、ρ液、h浸，
说实话，学生除非事先看过书或其他资料，否则想到浮力大小与V排液有关是非常困难的，而这正是本节的难点所在！应该怎么处理呢？一种处理方法是学生一提出浮力大小与V排液有关，教师便顺势而行；另一种处理方法是追问来源，继续探究。
3.探究时要及时地给学生实验技能指导，使他们能顺利地进行实验探究。
学生已经获得有关因素的猜想后，教师可以采用控制变量法，通过实验研究影响浮力大小的因素。如教师可以取形状、体积相同但材料不同的金属块浸没在水中，测出浮力大小进行比较，以验证浮力大小是否与物有关；还可以将金属块逐步浸入水中，测出浮力大小，以探究浮力大小是否与h浸和V物有关；还可以将金属块先后浸没于水和酒精中，验证浮力大小的因素是否与液体有关。只有基于成功的探究才能得到科学的规律，这与教师的指导是分不开的。
（作者为南京师范大学附属中学物理教师，江苏省物理特级教师，中学正高级教师）