怎样突破物理难点知识的教学策略初探

中图分类号：G623.56文献标志码：A文章编号：1673-4289（2014）06-0046-03

在物理教学过程中，教师试图仅通过简单的语言描述就能帮助学生建立起物理概念，在学生头脑中形成正确的物理模型，是很难做到的。进行物理知识教学，教师应该引导学生观察、体悟多次实验现象，学生探索这些现象之中隐含的关系，领悟变化之中存在的规律。正是教师不断进行着“蓄水”和“挖渠”的过程，学生才会水到渠成地掌握物理概念。浮力被公认为初中物理教学难点。笔者在浮力的教学实践中有一些不成熟的做法，提出来与同行商榷。

一、浮力知识的教学策略

（一）经历探究实验，理解物理原理

笔者在浮力教学过程中，先通过实验探究，自主合作的学习方式对阿基米德原理进行教学。我们知道，总有部分学生不理解阿基米德原理及物体排开液体的体积这一物理量的含义。为此，笔者准备好水槽、水、大塑料瓶等，要求学生把密封的空塑料瓶慢慢地按进水里。在操作过程中学生亲身体验到浮力的变化情况，即塑料瓶在浸入水的过程中，感受到水的托力越来越大，直到塑料瓶浸没到水中为止。在实验操作中还可以观察到塑料瓶排开液体体积的变化情况，随着塑料瓶慢慢浸入水中，水槽内液面上升，当塑料瓶全部浸入水中时，水槽内液面保持不变了。教师指出：液面不断上升是因为塑料瓶排开了一部分液体，而且排开的体积越来越大，这样，学生对排开液体的体积这个物理量有了初步的感知。接下来，教师提出问题：浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关呢？学生短暂交流后，很快出现不同的观点。有学生说，向水中按压塑料瓶过程中，感觉越深越难按下去，所以浮力与物体在水中的深度有关，越深处浮力越大；立刻有学生接着说，浮力与深度在一定的范围内有关，超过这个范围就无关了，因为塑料瓶浸没到水中后，如果继续向下按，感觉到水的托力保持不变了，并不是一直增大的，所以，当物体浸没在水中以后，浮力与深度无关。教师及时抓住这个难得的教学时机，因势利导启发学生：请大家思考一下，为什么物体浸没在水中之前浮力是变化的而浸没之后却不变了呢？是什么因素在起着决定作用？于是学生议论纷纷，有的还重复刚才的实验操作，进一步感受、体验浮力的变化情况。这时，有的学生若有所悟，欲言又止，在教师点拨、引导下，渐渐地他们领悟到浮力大小与物体排开液体的体积有关，浮力变化与否并不是深度而是排开液体的体积这个因素决定的。有了这样的认识基础，教师继续引导学生思考问题：排开液体的体积越大，即排开液体越多，浮力越大，这之间有定量关系吗？如果有，可能是怎样的关系？力与体积能建立联系吗？根据学生的猜想情况，必要时可以提示：大家已经知道，由密度关系式可知，体积与质量关联，质量又与物重关联，而重力和浮力都是力，那么浮力与排开液体的重力应该可以建立联系。在此基础上，实验探究阿基米德原理，即浮力的大小与物体排开液体的重力的关系，并推导出浮力公式。经过这些环节的教学，学生不仅深刻体会到排开液体的体积这一物理量的含义，而且真正理解了阿基米德原理及浮力公式的内涵。由此可见，在学生把密封的空塑料瓶慢慢地按进水里，亲身体验到浮力的变化之后，又面对教师创设的新情景，提出浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关这个新问题，有效引发学生从新的角度再次思考浮力变化这个旧问题，这样就激起创造性的想象力，学生必然要深层次思考问题，并因而发展了思维，提升了科学素养。

（二）依托实验情景，领悟浮沉条件

在浮沉条件的教学中，关键是如何引导学生对物体受力进行分析，由浮力与物体重力的大小关系来判断物体的浮沉。在教学之前，学生凭生活经验已经了解一些浮沉现象，他们知道有的物体在水中上浮直至漂浮，例如：木块就是这样；而有的物体在水中下沉，如：投进水里的石块则下沉到水底。而且他们的前概念就是认为重的物体一定下沉，轻的物体一定上浮，往往弱化了对浮力的分析。针对这种情况，笔者在教学中是这样做的：先把橡皮泥捏成团投入水中，学生观察到橡皮泥下沉；再把橡皮泥取出，捏成碗状，这时问学生：橡皮泥的重力是否改变？改变了什么？学生知道：橡皮泥的重力不变，仅仅是橡皮泥的形状改变了。然后轻轻地把橡皮泥放在水面上，学生观察到的现象是橡皮泥漂浮在水面上，并没有下沉。于是学生有些疑惑了。这时又出示一个空的牙膏皮，先把它捏瘪，投入水中，学生看到牙膏皮沉入水底，再把牙膏皮取出，用小木棍将它弄鼓起来，并且把牙膏盖子旋紧，此时问学生：把牙膏皮投入水中，是上浮还是下沉？在学生认知冲突时，把牙膏皮再次投入水中，牙膏皮即刻浮出水面，漂浮在水面上。面对这一现象，学生疑惑不解，必然对新知识充满期待，求知欲大增。至此教师可以指出：有人认为重力大的物体下沉，重力小的物体上浮，而重力没有改变的橡皮泥和牙膏皮两次投入水中，出现的浮沉情况却不同，这是什么原因呢？学生自然明白，物体的浮沉不仅仅是物体重力大小的缘故，还有其他因素也在影响物体的浮沉。教师引导、启发学生思考、交流上述实验现象。学生通过认真比较、仔细分析逐步认识到橡皮泥和牙膏皮之所以会浮在水面上，是因为通过改变形状来增大排开水的体积，从而增大了浮力的缘故。因此要判断物体的浮沉，不仅要看物体重力的大小，还要看浮力的大小，即对物体受力分析，明确浮力与物体重力的大小关系，才能得出结果。由此再分别研究物体上浮、下沉、悬浮及漂浮的条件，这样学生才容易领悟知识。他们会主动分析物体受力的情况，用力与运动的知识判断物体的浮沉。可见，学生在经历探究学习的活动中，会发现自己的前概念与实验结果相矛盾，产生认知冲突，在物理实验事实面前，他们不得不放弃错误的观点，主动建构新概念，产生新的认知过程，并且不断反思、总结自己在科学探究过程中解决问题的措施和思维过程，最终在头脑中形成正确的物理观念。

上述过程表明，学习浮力知识时，学生大致经历了感知、体验、分析、归纳的过程，经过思维加工才抽象得出的，这样做符合学生的认识水平和认知规律。

（三）设计巧妙习题，提升思维能力

物理教学不仅要关注学生的知识有没有掌握好，更重要的是培养学生的思维能力，学生能不能解决实际问题往往是检验教学成败的关键。这就要求教师要设计具有思考价值的问题，让学生试着分析并尝试解决。因此，笔者通过下面的几个例题来巩固有关知识，提升他们的思维能力。在学生刚学过阿基米德原理时，即举例题1（如图1所示）：把体积相同的A、B两个小球都放入同一烧杯的水中，A球漂浮在水面上，B球浸没在水中。要求学生判断A、B两球受到的浮力大小。因学生刚学过阿基米德原理，会自然想到运用浮力公式来解答，可以得出正确的结果。这时我提醒学生保留此例题，以后还会用到。在刚完成浮沉条件这节教学时，再举一例，例2（如图2所示）：把质量相等的A、B两个小球都放入同一烧杯的水中，A球漂浮在水面上，而B球在水中悬浮。要求学生判断A、B两球受到的浮力大小。同样的道理，因学生刚学过浮沉条件的知识，会自觉运用浮力与物体重力的大小关系，做出正确的判断。这时我再次提醒学生把此例题保留，以后还会用到。等到学生学完浮力这一章知识，复习巩固时，再举一例，让学生解答。例3（如图3所示）：把同一个小球先放入A液体中，小球漂浮；再放入B液体中，小球悬浮。要求学生判断A、B两种液体的密度大小关系。在教学实践中发现仅有少部分学生解题思路清晰，能够得出正确的结果，而很多学生感到不知所措、无从下手，一时无法做出正确的判断。这时，我要求学生把前面学过的例1、例2再做一遍，并且要认真思考一下当时是怎么解决问题的，为什么这样做。我提醒他们：例1、例2看上去相似，而实际上“条件”却不同，而且解决问题时用到的知识点也不一样，这说明了什么道理，你从中受到什么启发等。学生纷纷交流、讨论、发言（教师适当点拨、指导）。不久，很多学生慢慢领悟了其中的道理：例1是因为小球“体积相同”,根据这一条件，即可明确它们排开水的体积大小关系，而液体的密度是一定的，这样可以运用浮力公式做出判断，即用阿基米德原理来解决问题；例2是因为小球“质量相等”，也就是它们的重力大小相等，由这一条件出发，对物体受力分析，运用浮沉条件可以解决问题；例3不适合直接用阿基米德原理来解答。这是因为仅仅知道小球在不同液体中排开液体的体积大小关系，而不知道小球受到的浮力大小关系，也就是说浮力公式中浮力和排开液体的体积这两个物理量都可能是变量，所以我们无法判断出两种液体密度的大小。但是我们仔细分析题意可知，同一小球在不同的液体中保持平衡时，它的重力是不变的，分别对小球进行受力分析，运用浮沉条件容易得出浮力的大小关系。而知道浮力大小关系后，再运用浮力公式，可以判断出结果。由此可见浮沉条件是解决这一问题的突破口。学生明白了来龙去脉，掌握了解题思路，这类问题应该不难解决。

在学生真正领悟这一知识的基础上，还可以把上面的例1进行拓展，如：再增加一个小球C，下沉到水底。让学生思考三个小球受到的浮力大小，而且进一步判断小球的质量、密度等的大小关系。例2也是如此，让学生思考三个小球受到的浮力大小，而且进一步判断小球的体积、密度等的大小关系。这样不仅巩固了浮力知识，还复习了以前学过的密度等知识。由此可以看出，在这样的几个例子引导下，在遇到浮力问题时，学生学会了用阿基米德原理，还自觉想到用浮沉条件的知识，有时必须把二者结合在一起思考这样来解决问题。

二、由浮力知识教学引发的思考

（一）科学探究在浮力教学中的作用

在课堂教学中，教师试图通过简单语言描述就能帮助学生建立起物理概念，形成正确的物理模型，这是很难做到的。因此，课堂教学应以学生亲身体验为基础而展开。科学探究是新课程的核心理念，是获取体验的有效方式，在探究过程中，学生可以掌握控制变量法、类比法、分析综合法等科学研究方法，领悟科学思想和科学精神，更重要的是在科学探究的学习活动中，学生经历了获取知识的全过程，获得真实、全面而深刻的体验，对知识的理解和实验操作技能的掌握是不断深化的。学生在步步为营的探究活动中，对物理现象的认识有序深入、渐入佳境。因而，通过探究活动，可以引导学生由形象思维向逻辑思维跨越，对物理概念的理解变得豁然开朗，清晰而透彻，可见，具有一定思维深度的真探究可以有效提升思维品质。

（二）浮力教学过程遵循学生的认知规律

物理知识教学要与学生的感性认识相联系，要充分考虑学生的学习基础、生活经验，做好新旧知识的衔接，引导学生温故知新，发挥知识的正迁移作用；要创设问题情境，激发学生学习的兴趣和热情，让学生的思维处于积极的准备状态，学习目标设计成阶段性要求，小坡度、拾阶而上式进行，学生由浅层次思考问题逐渐向深层次过渡、发展。同时注重科学方法的指导，让学生养成自主学习和自我反思的习惯，学会体验、梳理、探究、分析和综合。本节的浮力知识教学过程中，遵循了认识事物的教学逻辑，不仅解决了是什么的问题，更重要的是要阐明“为什么”的道理，教学环节环环相扣，逐步深入，整个教学流程达到水到渠成的效果，学生对知识的形成过程和来龙去脉认识清晰。此外，在了解物理知识的基础上，还要加强应用训练，加深对知识的理解和巩固，促进知识的内化和提高，达到知识的升华，以便发展学生的智力，提高学生的能力。