《浮力》探究式教学设计

杨小兰

结合中学物理探究式教学的特点、教学模式、探究式教学设计的原则，介绍了中学物理《浮力》一节探究式教学的设计与实施，得出了通过对该节课的探究式教学，学生能够体验探究过程，排除生活错觉，正确理解浮力，同时更培养了学生科学探究的能力。

中学物理科学探究浮力教学设计《浮力》一节为初中物理的重要内容，与现实生活紧密相关，学生比较熟悉也比较感兴趣，但是同学们也许在日常生活中已经产生一些片面或错误的前概念，所以通过对本节课程的探究式教学，使学生在探究过程中结合原有生活经验发展认知和思维能力，纠正前概念，正确理解浮力。结合中学物理探究式教学的特征和探究式教学设计的原则，进行如下教学设计。

一、教学目标

1.知识与技能。能正确认识浮力大小的决定因素；能正确表述阿基米德原理；能合理选择实验器材并进行熟练操作及测量；具有进行协作探究的技能。

2.过程与方法。进行猜想假设并运用控制变量法进行实验设计，掌握测量浮力的方法，进行分析概括并演绎推理。

3.情感、态度和价值观。体验探究过程的乐趣和战胜困难、解决问题的喜悦，体会合作学习的快乐。

二、教学重点

浮力大小的决定因素；阿基米德原理。

三、教学难点

纠正“漂浮的物体所受浮力大，下沉的物体所受浮力小”，“物体浮力与其轻重有关”等错误的前概念；阿基米德原理的内容；“排开液体体积”与“物体体积”的区别。

四、教学过程设计

1.创设情境，引出探究问题

利用多媒体等教学资源创设情境，播放画面：一艘满载货物的巨轮在大海中航行，蔚蓝的天空，浩瀚的海洋，雄伟的万吨巨轮，刺激着学生们的感官，带他们进入了学习知识的境界。紧接着设疑：画面中的这艘巨轮受到海水给它多大的浮力？大家都知道此时弹簧测力计已经无能为力了，那么可以通过怎样来求解呢？这时老师可以加以点拨，对浮力大小的求解，可以转换为间接性问题浮力大小与哪些因素有关？还可从学生的生活经验出发，人在游泳时浮力大小与哪些因素有关？通过小实验比如在水桶中按下空饮料瓶，造“船”比赛等进一步体验探究问题，激发学生的求知欲望和内在兴趣，唤醒全体学生的学习潜能，拓展思维，成为主动学习者。

2.猜想与假设

让学生依据已有知识及相关生活经验大胆猜想与浮力大小有关的所有因素，并加以恰当的分析，以待通过实验进行验证。学生们纷纷发表意见，有的认为浮力的大小与物体的轻重有关，因为日常生活中常常看到轻的物体比如羽毛、乒乓球等会浮在水面上，可说明所受的浮力大，而重物铁块等会沉到水底，说明所受浮力小；有的认为浮力的大小与物体的体积有关，比如，刚刚在画面中看到的巨轮，体积大，所以所受浮力大；还有学生认为浮力大小与物体浸入液体的深度有关，比如，游泳时到达深处的地方感觉浮力要大；还有的同学猜想会不会在海里游泳会比在游泳池里所受浮力大，说明浮力也许与液体的密度还有关系等等。最后教师归纳所有可能的影响因素，让学生扩展思维，发挥想象进行探究。

3.实验设计

对学生进行分组，以4至6人为一小组，展开实验探究活动，体现合作精神。让学生边实验边探究，边分析，边讨论。以学生自主探究为主，教师引导为辅。先让学生尝试在弹簧测力计下面悬挂一铝块，然后再浸入水中，比较前后两次测力计读数的变化，并启发学生由此是否想到测量浮力的一种方法？可提供如下参考实验器材：溢水杯、烧杯、弹簧测力计、塑料块、橡皮泥以及体积相同的铁块和铜块等。让学生自己亲自设计实验方案，观察实验现象，检验不正确的前概念。可提出以下问题启发学生思考，并点拨学生可采用“控制变量法”一一进行探究实验：如何得出浮力大小是否与物重有关？如何得出浮力大小是否与物体的密度有关？如何得出浮力大小是否与物体的形状有关？如何得出浮力大小是否与物体的体积有关？如何得出浮力大小是否与浸入液体的深度有关？如何得出浮力大小是否与液体的密度有关？

4.进行实验并搜集数据

通过实验设计方案，让学生检验浮力大小是否与他们猜测的因素有关，是如何影响的，并且验证浮力大小与物体排开液体的重量之间的关系。在实验过程中，鼓励学生相互之间展开讨论并发挥团队合作精神，以培养学生良好的科学素养。

5.分析论证并得出结论

引导学生对收集的数据进行分析，从而概括出：浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，并且成正比关系；浮力的大小与物重、物体的形状、物体的密度和物体在液体中的深度无关；浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理，用公式表示就是：F浮=G排。探究过程中还可与其他教学方式相结合，比如这里可以借助于物理学史，讲述古希腊科学家阿基米德的故事，培养学生严谨的科学态度和为科学献身的精神，以及发展学生独立思考问题能力和怀疑精神，认识、掌握物理问题研究和探索的方法，激发学生的学习兴趣和求知欲。

根据搜集的数据资料，结合熟悉的生活现象，进一步思考论证为什么会出现浸入液体中的物体，有的会上浮，有的会下沉，有的会悬浮，有的会漂浮？是否是之前大家所猜想的漂浮的物体所受浮力大，下沉的物体所受浮力小？教师加以点拨，根据已有的二力合成知识，物体的浮沉与所受浮力与重力的大小有关，当F浮>G时，物体上浮；当F浮

6.学生反思与评估

教师通过课堂观察，可以进行如下提问，以引导学生对本次探究活动进行反思与评估：通过本次学习，你是否发现之前对浮力有不正确的认识？有哪些？对“控制变量法”的运用有何感受？在探究过程中你遇到什么困难？是如何解决的？你的实验结论是否可靠？与你的猜想一致吗？在活动中，是否发现自己或别人有创新之处？小组的探究效率怎样？学生进行反思后，并在组内或组间进行交流，采取自我评价和同学间的评价及教师评价相结合的方式，对学生整个探究过程进行分析与讨论。

7.交流与合作

让学生发表对这次探究实验的体会，分享成功经验并指出需改进之处。教师鼓励所有学生积极参与到探究活动中去，相互团结合作并展开讨论和交流，充分肯定学生整个活动过程，增强学生成功的愉悦感。

探究式教学是当前新课程改革要求下提出的一种新型教学模式，改变了以往的传统教学模式—被动式教学。教师不再是将现有的知识直接灌输给学生，而是激发学生通过创新型思维自主发现问题、探究问题、解决问题，从而获取知识。在探究过程中，不仅培养了学生的动手实践能力，分析问题、解决问题的能力，还培养了学生的创新思维能力以及团队协作能力，更形成了一种新型的师生关系，变被动式接受知识转变为在教师引导下主动式探究知识，增强了同学们的学习兴趣和探究带来的喜悦。

参考文献：

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本文系贵州省省级重点学科基金资助项目（黔学位办[2013]18号）研究成果之一。