物体浮沉条件的教学设计

刘建娟

设计理念：

物体的浮沉条件和改变物体浮沉状态的方法是八年级下学期物理浮力教学中的一个重点和难点，以往教师不了解学生头脑中关于浮沉条件的前概念，又受到“以知识为本位”的传统课堂教学价值观的导向，在确定教学重点与学习难点时，注重在僵化的知识方面.本节课教师“以学生发展为本位”，对以往教案中的重点、难点做出重新的审视和确定。本节课第一：加强教学的针对性，有效纠正学生头脑中错误的前概念；第二：加强教与学的互动性，以学生为主体参与新知识的探究、生成和深化的过程，体现出“过程比结论更重要“这一新课堂的设计理念。

教学目标：

1、能发现决定物体浮沉的两个因素：重力与浮力.

2、能说出物体浮沉的三种情况及其条件.

3、能解释生活中常见的浮沉现象.

教学重点与难点：

（1）教学重点：决定物体浮沉条件的探究过程.

（2）学习难点：物体浮沉条件实验探究方案的设计

教学媒体：

（1）教师用具：玻璃小瓶、葡萄糖浆、盛液筒、小螺丝、橡皮泥、弹簧测力计、铁丝环、大木块、氢气球，气泵，投影设备、多媒体课件等.

（2）学生用具：玻璃小瓶、盛液筒、橡胶塞、清水、橡皮泥、细沙、鸡蛋、玻璃棒、玻璃棒、气球、小螺丝、烧杯、食盐、实验报告纸等.

教学过程：

一、创设情境导新课，实验演示探沉浮

（一）（演示）将体积相同的木块和体块浸没水中，木块上浮，铁块下沉

设问：浸没在水中的木块和铁块，浮力相等吗？为什么木块上浮，铁块下沉？

（初中生对浮沉理解的认知发展是渐进的和螺旋上升的，在前概念的调查中有87.4%的学生认为质量大的物体下沉，质量轻的物体上浮，这个演示实验的结果和学生的前概念是相符的，借此引出物体的浮沉与物体的重力有关，为下面的实验埋下伏笔）

（二）（演示）向学生展示小螺丝和大木块，用弹簧测力计比较它们的重力，然后将两者浸没在水里，释放后，小螺丝下沉，大木块上浮。

设问：木块重力大，为什么会上浮呢？

一部分学生回答：因为木块收到的浮力大

另一部分学生回答：因为木块的密度小

（大木块重，但却上浮，一下子推翻了学生头脑中错误的前概念，和他们的已有经验产生强烈冲突，大大激发了他们求知的欲望，课堂探究的大幕正式拉开。教师此时的提问，就将学生的注意力转向比较浮力的大小，部分学生认识到物体的沉浮与浮力大小有关系，另一部分学生收到密度知识的迁移作用，认为物体的沉浮与密度大小有关系）

二、实验探索排干扰，因势利导指方向

（一）（演示）用同一块橡皮泥先搓成实心小球，放在水面上下沉。在做成船状，浮在水面。

设问：同一块橡皮泥的质量和密度均相同，为什么有时下沉，有时上浮呢？

（这个演示实验是对上一个演示实验的深化，进一步明确研究的方向，将学生在物体密度上的注意力转移到浮力上来，为接下来学生能从受力的角度分析物体的浮沉打下基础）

（二）（演示）将事先准备好的小玻璃瓶用铁丝环放入自制的葡萄糖浆中，待小玻璃瓶静止，缓慢撤去铁丝环，玻璃瓶悬浮在液体中。

设问：小玻璃瓶受到哪几个力？它为什么能静止呢？

生答：因为小玻璃瓶受到的浮力和重力二力平衡，所以能保持静止。

（悬浮实验是一个很难成功的实验，但经过笔者的反复摸索，发现葡萄糖浆是一种比较理想的实验液体。第一：粘滞系数大，有助于物体的悬浮。第二：清亮透明，便于观察物体。悬浮实验又是一个重要的切入点，将物体的运动状态和力联系起来，直接指向学生从受力的角度分析物体的浮沉。）

三、放手学生做实验，深入分析探原理

（一）学生分组实验

六个实验小组（组间同质，组内异质）向老师领取事先准备好的器材，老师向学生宣布，设计实验方法最多的小组将获得老师的獎励，教师巡视观察各小组的实验方法和进程。

（在传统的学生分组实验教学中，学生很少或几乎没有分组设计实验，而几乎全部是验证性质的实验，长此以往，学生的创新能力和实验设计能力的丧失殆尽。本节课安排的分组设计实验能极大的激发学生的学习兴趣，培养学生的创新设计实验能力，真正做到了“以学生发展为本”，把思考的过程还给了学生。）

（二）各实验小组汇报、交流、评价实验方案

（要求各小组上台交流实验设计方案，有三个目的：第一，设计的实验方案一定要科学.这是科学实验探究的基础，教师应指出小组实验方案中不完善科学的地方，并予以纠正.第二，通过相互交流，发现其它小组设计的优点，可强化化学生的发散思维.这是创新思维和创新能力培养的前提.第三，对实验设计方案最科学、最全面、最巧妙的小组予以奖励，鼓励学生设计出更优化的方案）

（三）总结、推广浮沉条件

设问1：飞艇能在空中上升、静止、下降，同学知道是什么原因吗？

演示1：释放氢气球后，气球上升；在细绳上系一只小螺丝，气球下降；用气泵向氢气球充气，气球又上升

设问2：释放氢气球后，气球为什么上升？在细绳上系一只小螺丝改变了什么？用气泵向氢气球充气，气球为什么又能上升？

（当学生经过实验探究，总结出决定物体在液体中浮沉的因素后，教师应及时追问物体在气体中浮沉条件。如果学生回答不出，教师的演示实验和设问能有效引导学生完成规律的迁移。由于学生已经掌握了液体中的浮沉条件，所以很快能总结出气体中的浮沉条件。对初中生认识到物理规律的统一性大有好处。）