谈浙教版《科学》压强、浮力内容的设置

蔡呈腾

在新课程中，删除“繁、难、偏、旧”的知识内容的实例比比皆是，现以浙教版《科学》八年级上册第一章《水在哪里》中对于《水的压强》和《水的浮力》教材内容的删节分析为例，说明教材对于一些“繁、难、偏、旧”知识内容的删节起的“一石二鸟”的作用。

在传统的初中《科学》(或《物理》)教材中，一般在学习了液体内部压强规律的公式p=pgh后，通过分析“物体在液体中受到压强，而物体上下表面受到的压力不相等，存在压力差”，从而推导出浮力的存在及阿基米德原理。教材这样设置的“优势”就在于它非常符合知识形成的逻辑顺序，似乎浮力的出现和阿基米德原理可以从液体内部压强的公式推导出来，也正因为这一点，从“液体内部压强规律到浮力”的整个知识构成了有一定内在联系的知识体系，从而被教师和学生所接受。

但我们深入分析，发现这样的设计存在许多问题，也正因为存在这些问题，浙教版的教材编写者们和《科学(7～9年级)课程标准》制定者们才采取了措施，对这部分内容进行了一些删节，从而更加符合学生的探究学习，更加符合科学知识在学生知识体系上的重构。

问题一：特殊的实例难以使学生信服

通过“液体内部压强规律去推导浮力产生的原因”的教材设计中。一般都会有如左图的推导过程：左图中的物体在液体中，其中左、右、前、后四个面都能找到两两对应的大小相等、方向相反的液体对物体的压力(压强)，所以它们的合力为零，而由于上下表面处液体的不同深度，液体对物体上下表面的压强也不同，则压力也不同(上下表面积相同)，所以存在着上下表面的压力差，即浮力。

以上的分析，要让初中学生能完全理解，就必须基于一个如上图的特殊的实例，即浸在液体中的物体是一个“规则”的长方体，而如果浸没于液体中的物体的形状是不规则的，则初中学生根本无法理解压强方向与受力面积的关系，更不要说计算了。

现实就是如此，初中学生往往在教师举了如上图的特殊实例后，会提出“一般的”、“更常见的”不规则物体在液体中各个表面受到的压强的情况，此时要想如上例一样去推导，则有很大的困难，这对于广大初中学生来说，是一个根本无法解决的问题。

问题二：过难的要求加重了学生负担

面向全体学生的科学素养提高的初中《科学》，在对知识点的选择上是“慎之又慎”的，一些知识点往往经过了反复的推敲后才被选人了教材，所以对一般初中学生有些难度的知识点的取舍是一个很重要的问题。有丰富教学经验的科学(物理)教师都明白，初中学生更注重通过对实际例子、情境的体验来建构科学概念和理解科学规律。所以，舍去了较复杂的定量计算及具有较高抽象思维的知识内容。在浙教版《科学》教材中，对液体内部压强的规律仅作定性的理解，而不要求作定量的计算应用。同样，也就不要求对浮力的产生原因进行分析。这充分体现了“减轻学生过重课业负担”的理念。

问题三：抽象的推导阻碍了学生探究

我们知道，在科学史上，阿基米德原理的形成比压强概念的形成要早很多，也就是说，在有关浮力的计算公式——阿基米德原理形成之时，科学上根本没有压强的概念，也就无从说起“浮力产生的原因是从液体内部压强规律推导来的”。

科学史上人们对浮力存在的认识和阿基米德原理的形成是立足于生活经验和科学实验的，这与初中学生学习科学的心理特征是相吻合的。我们知道，初中学生学习科学概念、规律，几乎都是立足于学生对已有生活经验的理解和利用科学实验进行的。

而如果教材通过液体内部压强规律来推导浮力产生的原因和阿基米德原理，则此学习过程与科学史上阿基米德原理的形成是相背的，更阻碍了学生探究式建构阿基米德原理。

综上分析可知，教材大胆删除液体内部压强规律的定量计算和浮力产生原因的分析，起到“一石二鸟”的作用：一方面减轻了学生的课业负担，同时也让阿基米德原理这一科学规律在学生思维中的重构是通过实验探究进行的，符合了初中学生学习科学规律的心理特征。