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探究物质的密度

2015-03-30王本勤

新课程·中学 2015年1期
关键词:铁块木块体积

王本勤

笔者从事初中物理教学多年,在这些年中目睹物理教材经历了两次大的改动。一次是1989年全市初中物理教材由老式的人教版改为华东版。此次改进在教材和教法上更加注重趣味性、启发性和学生的参与。在教学理念上有了较大的突破。近年来又有一次较大的改动——在原来华东版的基础上对教材重新编排,更加注重学生的自主性学习和研究性学习,更加关注学生的长期发展。毋庸置疑,这前后两次的改革在理论上是成熟的,对培养人才是有积极作用的。但就整个教材某个问题的编写来说,笔者还有某些自己的看法。下面仅就探究物质的密度一节谈谈自己的拙见。

物质的密度是初中物理的重要概念,也是物质的重要特性之一,可埋藏得较深,不容易被发现。因此,密度一节的教学成为初中物理的重点和难点。而本地前后使用的两套华东版教材,用现代的理念来看,却各有各的不足。

一、老华东版的不足

老教材中直接提出问题:什么是物质的密度?然后从生活经验入手,实验、测量、比较单位体积铁块的质量和单位体积木块的质量。并且课本中指出不同的物质,单位体积的质量不同,这是物质的一个特性。仅仅从铁块和木块单位体积的质量不同来断定这是物质的一个特性,理由不够充足。这种概念的建立过程带有很大的强制性和突然性,不利于学生的知识构建和民主思想的形成。

二、新华东版也不尽如人意

新版的华东教材在这一节首先提出物体的质量和体积的关系,然后作了如下猜想:

1.铁块的质量比木块大,这是没有疑问的。

2.一小块铁比一大块木块重?这显然不对。

3.比较两个物体的轻重不能只看材料,还要看体积大小。

显然这三个猜测一个比一个全面、合理,但接下来的实验探究显得那么苍白无力(〈1〉提的问题是质量和体积的关系,但测的是质量和体积的比值,这个弯拐得大了,猛了。〈2〉和老教材一样取材少了,结论的普遍性令人质疑),而结论:单位体积木块的质量是一定的;单位体积铁块的质量是一定的;单位体积的铁块和木块的体积是不同的。

又和前面提出的问题不是那么吻合,有答非所问的感觉。走了老远的路,忙乎了半天,还没讲清楚质量和体积到底有怎样的关系,这是新教材在本节的一大败笔。另外,新版教材要突出的是探究式学习方式,而本节的探究广度和深度远远不够。

近年来又听了一些优秀教师举行的关于这一节的研讨课,但在这一点上也没能突破。新教材中渗透的新理念是让学生从生活走向物理再服务于生活,或者换句话说是让所有知识的形成事出有因,顺其自然,水到渠成,以降低学生的学习难度。

鉴于以上原因,笔者认为建立密度概念要解决三大问题:(1)密度的探究要有理由(事出有因);(2)要体现出密度存在的客观性和普遍性;(3)由于密度本身的难度,在此之前要有足够的铺垫。

三、谈谈自己的设想

取一杯水和一杯酒精,都密封,让学生来区别。

生:区别不出。

师:为什么?

生:看起来都一样,都是无色透明的液体。

师:怎么才能区别开来呢?

生:打开盖子闻一闻就知道了。

师:水和酒精既有共性也有个性。再取一木块和一铁块,让学生把他们鉴别出来,学生很快就鉴别出来了。

师:你是怎么区别的呢?

生:木块黄色的,铁块银白色的。

师:再取一铁块和铝块(两者的形状和大小都一样)。

生:看不出来,都是银白色的。

师:难道就没有办法了吗?让学生掂量掂量这两块金属。

生:一块重一块轻。

师:不同物质即使体积相同它们的质量一般也不相等。例如,一盆棉花、一盆水、一盆砂石,它们的质量肯定不一样。这种认识如何简单地、定量地表示出来——表示体积一样时各自的质量。

生:都取单位体积,测算出单位体积的质量。

分组实验:分别测出单位体积的水、酒精、木块、铁块、铝块五种物质的质量。共20组,组成五大组,每四个小组组成一个大组,测一种物质,而每大组中的四个小组所取物质的多少不等,带有随机性。教师巡视,指导实验。

数据展示:水的单位体积的质量在1左右;酒精的单位体积的质量在0.8左右;木块的单位体积的质量在0.6左右;铁块和铝块的单位体积的质量在7.9、2.7左右;

师:这样的数据表明了怎样的规律?

生:同种物质单位体积的质量相同,不同种物质单位体积的质量不同。

师:对。不同的物质有各自的特性,如颜色不同、气味不同等,能否认为单位体积的质量也是物质的特性呢?

生:当然可以。

师:这种特性反应的是物质的密实程度,物质长得密实的,这一特性就表现得大;反之就表现得小。那么给这种特性起个名字叫“密度”,好吧。谁给密度下个定义?

学生回答互相补充,教师总结。

师:根据定义能写出表达式吗?

生:密度=质量/体积

师:物理学规定:用ρ表示密度,m表示质量,v表示体积。所以密度的代数式为ρ=m/v。

在我们的测量中,质量的单位是克,体积的单位是立方厘米,那么密度的单位是什么呢?

生:克/立方厘米。

师:如果都用国际单位,那么密度的单位又是什么?两者之间有怎样的关系?请同学们找一找。

生计算。

师:我们的前辈们已经测出了很多物质的密度,请同学们看书上的密度表,你有什么发现?

生阅读密度表。

师:可见每种物质都有自己的密度,正因为如此,才认为密度是物质的特性之一。如何鉴别刚才体积相同的铁块和铝块呢?

生:测密度。

综合上述的探究过程,笔者认为有以下几点是原教材没能达到的:

1.从物质的浅表特性入手,起点低,学生便于上路。

2.为了鉴别物质而探究,理由合理充足,从而创造了一种新的鉴别物质的方法。

编辑 张珍珍endprint

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