《物体的浮与沉》实验反思教学案例

夏星伟

摘 要： 文中真实地记录了《物体的浮与沉》一节课堂教学的片段，执教老师借助课题研究的成果，先后通过个人独立反思、备课组老师参与反思、执教人再反思、总结交流反思等步骤进行 “五部曲反思”，展示了如何以实验教学反思为突破口，从而促进教师成长的过程。

关键词：实验反思；策略；物体的浮与沉

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）6-0064-4

自从“反思”的相关理论被引入我国教育界，教学反思已受到越来越多的教育者的青睐。心理学家林崇德曾提出“优秀教师 = 教学过程+反思”的成长模式。不过实践发现，不少中学老师虽然能进行一些简单的反思，但是反思的质量值得商榷。为了更好地促进教师成长，有必要探讨和研究如何提升教师的教学反思品质，尤其是如何结合物理学科的特点对教学进行更加有效的反思。我们通过课题研究发现，使用“五部曲反思策略”，反思的效果不错。现以《物体的浮与沉》教学反思为例，简介如下：

1 第一部曲——上课老师整理实验教学过程，做好课堂实录

《物体的浮与沉》这节内容是“苏科版”八年级初二物理第十章第五节的内容，本节内容实验较多。现在把几个典型的实验教学片断整理如下：

片段1 引入

师：老师这里有个金属片，我把它按入水中会沉下去，那怎么让这个金属片不沉下去呢？

生：把它做成船的形状轻轻地放在水面上。

让学生来进行操作，很轻松地就完成了实验。

师：同样一片金属片，为什么放入水中后有沉有浮，物体的浮与沉与哪些因素有关呢？这节课我们一起来探究这个问题。

片段2 物体下沉条件的教学

师：老师这里有这些器材：空的小药瓶（可以加小石子）、小的饮料瓶、两用气筒、装了水的塑料透明水筒。把两个瓶子都浸没在水中，松手后大家看看这两个瓶会怎么样？（都漂上来了）大家思考下怎么让这两个瓶子沉下去。

生1：在小药瓶里面装石子。

师：你来操作下试试看。（学生很容易就成功了）你改变了什么物理量，从而让它下沉？

其他学生一起答道：增加了物体的重力。

师：这个实验还有什么思想方法？

生：控制了排水体积不变，也就是浮力不变。

师：所以我们完善一下结论，哪位同学来讲一下？

生：浮力不变，增大重力，物体下沉。

师：饮料瓶怎么让它沉下去呢？哪位同学来试试？

生：抽气，我来。（很容易就成功了）

师：大家说说看这是什么原因，把结论完整地说出来。

生：重力不变，减小浮力，物体下沉。

师：大家猜测下，物体下沉时，浮力与重力需要满足什么关系？

生：浮力小于重力。

师：以小药瓶为例，如何设计实验来证明？

生：用弹簧测力计测出装有小石子时候的总重力，然后浸没在水中读出此时弹簧测力计的读数。浮力等于重力减去拉力（其实就是简单的称重法，学生测得重力0.8 N，拉力为0.2 N，所以浮力为0.6 N，小于重力）。

师：（板书，物体下沉时，浮力小于重力，最终会沉底）

片段3 物体上浮条件的教学

师：怎么让这两个瓶子又浮起来呢？讨论一下。

生：饮料瓶可以再充气进去。（学生实验操作，很容易就成功了）

师：说说看，改变了什么物理量？并把结论完整地说出来。

生：在重力不变的情况下，增大了浮力。

师：那另一个瓶子怎么才能浮起来呢？

生：小药瓶的话只要把东西拿出来，就可以浮起来。（学生上来操作也很容易就成功了）

生：在浮力不变的情况下，重力减小就会上浮。

师：浮力不变的条件为什么能加上去了呢？（学生疑惑了）大家讨论一下。（大约讨论了两分钟）

生：因为如果浸没在液体中，那么物体的体积就是排水体积，根据阿基米德原理浮力等于ρ液V排g，浮力应该不变。

师：请同学们猜测下物体上浮时浮力与重力的关系，并设计实验来证明，还是用小药瓶来研究。

生：（先测重力为0.2 N，然后测浮力，疑惑，发现浮力不能用称重法了，下面有学生提醒道还是0.6 N）

师：为什么还是0.6 N？

生：上次浸没的时候已经测过了是0.8 N，根据阿基米德原理浮力没有发生变化还是0.6 N，刚才不是已经推导过了吗？

师：好，那我们根据实验数据可以得出物体上浮时的条件是浮力大于重力（板书）。

上浮至漂浮的教学片断此处省略。

片断4 物体悬浮条件的教学

师：老师这里有个鸡蛋，放在清水中沉下去了，有同学知道怎么让它能够静止在液体中既不碰到容器底部，又不露出水面？

生：加盐。（学生一股脑地把盐撒到水里，一下子鸡蛋就浮了起来）

师：你为什么会想到加盐呢？

生：原来沉底浮力比重力小，加盐增加浮力。

师：那你怎么加得蛋都漂起来了？

生：盐太多，浮力比重力大了，上浮后漂浮了。

师：（拿出一个已经调成悬浮的鸡蛋）鸡蛋静止在液体中，既不露出水面，也不沉底，这就是悬浮状态，大家思考下悬浮状态鸡蛋的受力情况如何？

生：二力平衡，浮力等于重力。（板书，悬浮时物体受到的浮力等于重力）

片段5 物体浮与沉的应用

师：老师这里有一个潜水艇的模型，可以通过抽气和吸气来控制沉与浮，现在它肚子里装满了水，沉下去了，利用今天所学的知识，请一位同学先让它浮起来。

生：打气！我来。（很容易就成功了）

师：大家思考下为什么打气进去就浮起来了，怎么用今天所学的知识解释。

生：打气进去把水挤出来，重力变小，小于浮力，上浮。

师：这里浮力变化吗？

生：不变！

师：这里其实要分两个阶段，第一个阶段浸没，第二个阶段露出水面，大家再思考下。

生：先不变后变小，一开始浸没时，V排是物体体积，后来漂浮，露出部分，所以V排变小，所以浮力变小。

师：那现在漂起来了，老师把它按到液面以下，（一松手还是会上浮）怎么让它下沉呢？

生：抽气！增大重力，让浮力小于重力。（很容易就成功了）

片段6 呼应开头的那个问题情境

师：我们学习了物体的浮与沉，能用今天的知识来解释金属片做成船是漂浮的吗？做成船漂浮和直接扔到水中，浮力哪个大呢？同学们互相讨论下。

生1：直接扔下去大，理由很简单，直接扔进去V物等于V排，而漂浮时V排小于V物，根据阿基米德原理直接可以做出判断。（大部分同学都比较赞同）

师：好的，你们是比排水的体积，老师这里准备了两个完全相同的烧杯，加的红墨水高度也一样，如果我把两个完全相同的金属片一个直接放进去，另一个做成船放进去，分别记录放入后的液面高度，V排是不是就可以比了？（学生有点晕，笔者直接出示器材实验现象，如图1所示，漂浮金属片的那个烧杯中液面明显升高了一段）

图1 排水实验

师：你们现在看到了吧，是漂浮的那个V排更大呀。学了今天的知识能解释吗？（学生疑惑了，但是实验现象很明显）回忆下我们一开始的实验，小药瓶排开水的体积是整个容积加外壳还是只有外壳那么大的体积排开了水，空心部分算在里面吗？

生：应该算，船舱的很大部分都是空的。但也排开了水，水没有进船舱。

师：那能用今天的浮沉条件来解释吗？老师先做个示范，下沉时浮力小于重力。漂浮呢？

生：浮力等于重力？

师：那重力变了吗？生：没有。

师：所以，金属块漂浮时浮力比沉底时要——

生：大！

师：那能用来解释这个实验现象了吗？

生：浮力大就是排水重力大，那么排水体积也就大，所以液面升高多。

2 第二部曲——上课老师利用课题组研究的实验反思策略，独立反思

为了提升反思的品质，我们课题组研究了一套供教师实验反思的策略：

①反思教学者的目标；②反思能否更好地引起学生的注意；③反思如何更好地引导学生复习；④反思如何更好地呈现教学内容；⑤反思如何更好地提供学习指导；⑥反思教师的引导行为是否合理；⑦反思如何提供更好的反馈；⑧反思如何更好地评价学生行为；⑨反思如何增强学生记忆与促进迁移。

执教老师根据上文的实验反思策略，首先独立反思。现摘录部分反思内容如下：

1）创设情景引入：新课的实验引入应该简洁直观，切入主题，还要做到首尾呼应，联系生活实际。

2）备课不仅要备教材也要备学生，教师创设课堂的出发点应该基于对教学内容的把握和对学生认知结构的分析。我校学生基础相对较好，所以在设计测量浸没上浮情况下液体对物体的浮力时，通过引导让学生能够从阿基米德原理得出结论，但在课后作业中也发现有不少学生对于这个知识点不是理解得很深刻。另外，在对呼应开头的理解：为什么做成船能浮起来，也就是证明做成船型浮力大，虽然用了实验证明，但是学生在作业中的理解仍不深刻，在遇到西瓜皮漂浮和沉底时浮力进行比较有同学会与阿基米德原理混淆。这里设计成学生实验让他们进行讨论，多思考些可能会更好。

3）可以再布置课后作业：同学如何测量当物体上浮时的浮力。

3 第三部曲——组内、外其他老师参与评议，百花齐放

3.1 教师A

整个课虽然教师的演示实验很多，很精彩，但是应该要有学生实验。例如，在探究物体上浮时所受浮力与物体重力关系时，应当放有测力计，细绳和敞口大容器，让学生自己去测，因为有学生会倒过来使用测力计，理论上也是可以的，只是实际操作会比较困难，然后再按照案例去处理，这样相对比较顺畅些。

3.2 教师B

在教学内容的预设和执行时，有一些问题值得注意，特别是实验显现是否明显，是否震撼，能不能引起学生的兴趣等。从本节课的最后一个实验看得出老师动了一番脑筋，力求能够让课显得完整和丰满。但是，最后的这个实验现象不是特别明显，在实验器材的处理上，还应该多动动脑筋。比如，这里可以适当的让小铁片质量大些，排开体积大些，或者找出类似于密度计的物体放入量筒中做实验，为了让实验效果更明显、更震撼，可以用实物投影体现出来。

3.3 教师C

这节课整体思路清晰完整，但是由于对物体进行受力分析是学生的弱项，这里的演示实验很多，但是应当让学生观察、感知、体会、猜想上浮下沉悬浮各种情况下物体浮力与重力关系，适当放慢脚步，让学生做一做，想一想，再进行总结。最后的例子很好，但是还是要让学生学会从分析浮沉状态，再分析受力情况，防止学生只使用阿基米德原理判断，这里感觉课的节奏还是快了些，有部分学生没有得到充分的思考。

4 第四部曲——执教老师集思广益，进行二次反思，形成认识飞跃

为了更深入地进行反思，更好地促进教师成长，执教教师借鉴其他老师的评（下转第72页）（上接第66页）议，再进行二次反思，便于今后优化教学：

一节课要想好最重要的是让学生知道哪些知识点在四十分钟内要做到吃得透。当然，为了课的完整性，那些比较难的问题，应该用什么样的方式呈现和讲解，如果是理论推导，一定要让学生信服，如果是实验现象，则一定要震撼，让学生难忘。在引导学生进行实验上，这节课是做得不足的，虽然有引导，但是没有让所有的同学都参与进来，也就使整个课打了折扣。在前五个片段中都应该做得丰满些，甚至留有一定的课堂针对性练习，在最后呼应开头的实验时应当让学生多猜想多说说，然后再做实验，让学生观察，然后留下问题让学生课后讨论，这样既完善了整个教学的环节，又留出了一定的空间让学生课后去思考。

5 第五部曲——整理出教师反思案例，促进交流，供今后循环使用

由执教教师把前四部曲中内容整理好，形成案例，生成资源，供教师间交流。

叶澜教授也曾说过：“一个教师写一辈子教案难以成为名师，但如果一个教师写三年的教学反思则有可能成为名师。”可见，科学、有效的反思是促进教师专业成长的关键。“五部曲反思”增强了教师之间的交流与合作，通过教师个人的反思、分析和其他教师的“会诊”，帮助教师发现自己的问题，提高了教师反思的广度和深度。“五部曲反思”揭示的是教师真实的“课堂故事”，它的方法和步骤容易被一线教师所接受，既提高了执教教师的教学水平，也促进其他参与教师的专业成长。

参考文献：

[1]余文森.有效备课·上课·听课·评课[M].福州：福建教育出版社.2008.

[2]陈海涛.关于实验反思的实践与研究[J].物理实验，2006，（7）：23.

[3]刘成华.对物理教学反思的探索与实践[J].物理教师，2006，（12）：4.

[4]赵国忠.有效教学最需要什么[M].南京：南京大学出版社，2010.

[5]陈海涛，岳敏瑜.巧用策略 提升教学反思的品质[J].物理教学探讨，2013，（2）：19.

[6]陈海涛.中学物理实验反思教学的探索与实践[J].湖南中学物理，2013，（3）：19.

[7]陈海涛，朱粉玉.《光的反射》实验反思研究——“五部曲反思策略”研究案例[J].物理教学探讨，2014，（4）：28.

（栏目编辑 邓 磊）