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摘要:实验教学方式旨在通过直观的物理现象呈现,提高学生对于物理规律的认知理解能力,同时通过物理问题的探索,掌握物理知识,形成对于物理规律的全面认知。浮力是初中物理教学中重难点,在教学中,教师需要从实验设备的准备、实验中问题设置和实验后的物理规律组织讨论等多个环节,开展实验设计,帮助学生更加全面直观地认识浮力现象,生成对于浮力物理规律和计算方式的理解和运用能力。
关键词:初中;物理;浮力;实验教学
初中阶段学生对于相对抽象的物理学原理理解较为困难,同时一些根深蒂固的观念也会在一定程度上扰乱学生建构物理概念,形成准确的物理判断。在浮力部分的物理教学中,学生通常凭借日常观察,产生“重的物体下沉、轻的物体上浮”的片面前概念。对于物理教学工作来说,教师需要采用能够清晰直观呈现物理现象的物理实验,来帮助学生重新树立概念,同时引导学生自主归纳与浮力相关的密度等多种条件。
一、初中物理“浮力”课程基本情况
“浮沉条件”是初中物理课程中《浮力》单元的教学内容,该单元教学目标为学生通过知识学习,掌握物体上浮或下沉的动力特征,能够通过物体的物理量计算得到上浮或下沉的程度。实验教学方法是浮力教学部分主要采用的教学方法,教师采用实验教学旨在帮助学生建立起直观的浮力印象,能够感受到物体上浮的运动状态与其所受到的浮力有着紧密关联,使学生更容易理解浮力作用下上浮规律和运动状态。为了提高教学质量,浮力部分的实验教学应当在内容设置环节和后续讨论环节进行创新,教师在教学当中应当采用激发矛盾冲突提出问题、通过经验验证以及回顾以往生活中认知等手段,帮助学生走出片面、错误前概念的思维影响,从实验观察出发,重新认识物体在受到浮力时出现上浮运动的特征。
二、浮力实验教学设计与开展
(一)实验准备
实验器材的准备主要选择与学生日常生活相关的事物,在浮力实验中,可以采用模拟船舶运行水面的浮力物理现象,进行实验教学。选择实验材料为一个透明水槽,一个拥有一定质量的船舶金属模型,一个与船舶模型同等质量的铁块,一个能够自主改编形状的橡皮泥。此外,在开始课堂教学之前,还可以组织学生自行准备一些不溶于水的物品,带到课堂上来,参与到实验当中。
教师需要明确本节课教学的教学目标,通过实验教学的方法,帮助学生产生物理现象观察和参与其中的兴趣动力,在浮力变化的观察中,学生需要了解不同形状物体在水中表现出不同浮沉状态的基本特征,进而形成物体密度变化所带来的状态变化基本观念。同时,教师需要通过实验指导计算的方式,帮助学生了解浮力产生的所需的条件,认识到重量、密度、浮力大小和在水中排水量几个物理量之间的关系。
(二)实验开展
本次浮力教学实验设置的是对于真实船舶行驶在水面上的场景的模拟,在开始实验之前,教师可以引导学生对此前生活当中见过的轮船等常见场景进行回忆,引导学生对轮船在水面上漂浮这一现象的讨论。紧随其后,教师利用学生在以往生活当中所形成的前概念“重的下沉,轻的上浮”为契机,让学生思考为什么重达数吨的船舶能够漂浮在水面之上,而明显质量更轻的石块却会直接沉入水底。学生基于这个问题进行反复思考,进而对这个“反常”的现象产生疑问。
教师组织学生参与到实验当中来,实验选择的是透明水箱模拟江海的水面,教师拿出船舶模型和同质量铁块,由学生对两个物体的质量进行测量。教师在刚刚的疑问基础上进行提问,“两个物体放入到水上谁会浮起来谁会沉入水面”。引导学生对船舶模型浮起而铁块沉入这一现象进行观察。
紧随其后,教师提出问题,“上浮和下沉与物体重量有关吗?”学生通过刚刚的实验,能够形成对于自己错误的前概念的反思,进而产生物体上浮或下沉并不会因重量变化而发生改变。此时,教师启发下,学生将会面临到一个新的问题,“物体上浮与什么要素相关”。在学生进行思考的过程中,教师拿出准备好橡皮泥,交给学生,要求学生尝试将橡皮泥浮在水面。
学生通过积极参与实验的方式,不断尝试通过改变橡皮泥的形状使橡皮泥浮在水面。最终学生通过观摩船舶的形状,将橡皮泥捏制成同样的形状,最终实现了橡皮泥浮于水面。紧接着,教师让学生们拿出自己准备的物品,其中有圆珠笔、橡皮、瓶盖等,对他们在水面上的情况进行观察,判断哪些物品能够浮在水面上,哪些物品会直接沉入水底。
通过实验教学的方式,教师引入密度概念,提出不同密度物体在水中会呈现出不同的运动状态。当物体的密度小于水的密度时,物体便会受到水的浮力作用,浮在水面之上,而當物体密度大于水时,物体所受到的重力将会超过水的浮力,导致物体会向下沉,最终沉入到水中。
(三)组织讨论
在完成实验后,教师组织学生展开对于物体密度和浮力之间关系的讨论,并针对同样能够浮在水面上的物体,所产生的浮力大小有怎样不同的观察,进而明确密度对于浮力的影响规律。
与此同时,教师还可以组织学生对不同物体的密度进行测定,完成测定后的物体通过标号,依此放入到水箱当中,观察其浮沉情况是否与自己的计算结果保持一致,进一步强化学生对于浮力的理解。
三、总结
浮力课程教学所采用的实验教学方法,要注重学生思维观念的转变过程,通过多次验证的实验手段,使学生能够将观察到的规律与日常生活当中形成的判断进行相互对照,从而完成对于前概念是否正确的验证。与此同时,浮力概念当中的质量、密度和运动变化之间的关联,应当由学生在自主观察和亲身参与实验过程中一点点发现和总结,教师可以尝试从旁引导等方式,帮助学生对实验过程中产生的困惑提供一些启发。通过学生亲身参与的浮力实验,学生对于浮力知识的掌握更加直观和具体,对于浮力物理特性的理解得到加深。
参考文献:
[1]许志,李秋霞.基于“Solo分类表现”提升学生思维能力的“讲解策略”——例谈初中物理学生实验困惑的答疑[J].物理教师,2021,42(01):51-54.
[2]叶兵.初中物理实验情境化命题策略的实证研究——基于江苏省2018年义务教育质量监测的分析[J].物理教学,2019,41(07):41-45.
[3]蒋新.让“猜想”与“情境”融合共生——以苏科版初中物理“浮力”教学为例[J].物理教师,2018,39(03):49-51.
关键词:初中;物理;浮力;实验教学
初中阶段学生对于相对抽象的物理学原理理解较为困难,同时一些根深蒂固的观念也会在一定程度上扰乱学生建构物理概念,形成准确的物理判断。在浮力部分的物理教学中,学生通常凭借日常观察,产生“重的物体下沉、轻的物体上浮”的片面前概念。对于物理教学工作来说,教师需要采用能够清晰直观呈现物理现象的物理实验,来帮助学生重新树立概念,同时引导学生自主归纳与浮力相关的密度等多种条件。
一、初中物理“浮力”课程基本情况
“浮沉条件”是初中物理课程中《浮力》单元的教学内容,该单元教学目标为学生通过知识学习,掌握物体上浮或下沉的动力特征,能够通过物体的物理量计算得到上浮或下沉的程度。实验教学方法是浮力教学部分主要采用的教学方法,教师采用实验教学旨在帮助学生建立起直观的浮力印象,能够感受到物体上浮的运动状态与其所受到的浮力有着紧密关联,使学生更容易理解浮力作用下上浮规律和运动状态。为了提高教学质量,浮力部分的实验教学应当在内容设置环节和后续讨论环节进行创新,教师在教学当中应当采用激发矛盾冲突提出问题、通过经验验证以及回顾以往生活中认知等手段,帮助学生走出片面、错误前概念的思维影响,从实验观察出发,重新认识物体在受到浮力时出现上浮运动的特征。
二、浮力实验教学设计与开展
(一)实验准备
实验器材的准备主要选择与学生日常生活相关的事物,在浮力实验中,可以采用模拟船舶运行水面的浮力物理现象,进行实验教学。选择实验材料为一个透明水槽,一个拥有一定质量的船舶金属模型,一个与船舶模型同等质量的铁块,一个能够自主改编形状的橡皮泥。此外,在开始课堂教学之前,还可以组织学生自行准备一些不溶于水的物品,带到课堂上来,参与到实验当中。
教师需要明确本节课教学的教学目标,通过实验教学的方法,帮助学生产生物理现象观察和参与其中的兴趣动力,在浮力变化的观察中,学生需要了解不同形状物体在水中表现出不同浮沉状态的基本特征,进而形成物体密度变化所带来的状态变化基本观念。同时,教师需要通过实验指导计算的方式,帮助学生了解浮力产生的所需的条件,认识到重量、密度、浮力大小和在水中排水量几个物理量之间的关系。
(二)实验开展
本次浮力教学实验设置的是对于真实船舶行驶在水面上的场景的模拟,在开始实验之前,教师可以引导学生对此前生活当中见过的轮船等常见场景进行回忆,引导学生对轮船在水面上漂浮这一现象的讨论。紧随其后,教师利用学生在以往生活当中所形成的前概念“重的下沉,轻的上浮”为契机,让学生思考为什么重达数吨的船舶能够漂浮在水面之上,而明显质量更轻的石块却会直接沉入水底。学生基于这个问题进行反复思考,进而对这个“反常”的现象产生疑问。
教师组织学生参与到实验当中来,实验选择的是透明水箱模拟江海的水面,教师拿出船舶模型和同质量铁块,由学生对两个物体的质量进行测量。教师在刚刚的疑问基础上进行提问,“两个物体放入到水上谁会浮起来谁会沉入水面”。引导学生对船舶模型浮起而铁块沉入这一现象进行观察。
紧随其后,教师提出问题,“上浮和下沉与物体重量有关吗?”学生通过刚刚的实验,能够形成对于自己错误的前概念的反思,进而产生物体上浮或下沉并不会因重量变化而发生改变。此时,教师启发下,学生将会面临到一个新的问题,“物体上浮与什么要素相关”。在学生进行思考的过程中,教师拿出准备好橡皮泥,交给学生,要求学生尝试将橡皮泥浮在水面。
学生通过积极参与实验的方式,不断尝试通过改变橡皮泥的形状使橡皮泥浮在水面。最终学生通过观摩船舶的形状,将橡皮泥捏制成同样的形状,最终实现了橡皮泥浮于水面。紧接着,教师让学生们拿出自己准备的物品,其中有圆珠笔、橡皮、瓶盖等,对他们在水面上的情况进行观察,判断哪些物品能够浮在水面上,哪些物品会直接沉入水底。
通过实验教学的方式,教师引入密度概念,提出不同密度物体在水中会呈现出不同的运动状态。当物体的密度小于水的密度时,物体便会受到水的浮力作用,浮在水面之上,而當物体密度大于水时,物体所受到的重力将会超过水的浮力,导致物体会向下沉,最终沉入到水中。
(三)组织讨论
在完成实验后,教师组织学生展开对于物体密度和浮力之间关系的讨论,并针对同样能够浮在水面上的物体,所产生的浮力大小有怎样不同的观察,进而明确密度对于浮力的影响规律。
与此同时,教师还可以组织学生对不同物体的密度进行测定,完成测定后的物体通过标号,依此放入到水箱当中,观察其浮沉情况是否与自己的计算结果保持一致,进一步强化学生对于浮力的理解。
三、总结
浮力课程教学所采用的实验教学方法,要注重学生思维观念的转变过程,通过多次验证的实验手段,使学生能够将观察到的规律与日常生活当中形成的判断进行相互对照,从而完成对于前概念是否正确的验证。与此同时,浮力概念当中的质量、密度和运动变化之间的关联,应当由学生在自主观察和亲身参与实验过程中一点点发现和总结,教师可以尝试从旁引导等方式,帮助学生对实验过程中产生的困惑提供一些启发。通过学生亲身参与的浮力实验,学生对于浮力知识的掌握更加直观和具体,对于浮力物理特性的理解得到加深。
参考文献:
[1]许志,李秋霞.基于“Solo分类表现”提升学生思维能力的“讲解策略”——例谈初中物理学生实验困惑的答疑[J].物理教师,2021,42(01):51-54.
[2]叶兵.初中物理实验情境化命题策略的实证研究——基于江苏省2018年义务教育质量监测的分析[J].物理教学,2019,41(07):41-45.
[3]蒋新.让“猜想”与“情境”融合共生——以苏科版初中物理“浮力”教学为例[J].物理教师,2018,39(03):49-51.