《浮力》教学中的几点思考

康建军

[摘   要]《浮力》一直都是初中生学习的难点，很多学生对浮力有不可名状的畏惧，教师在教学时也会产生难以言状的伤痛。如何让学生在学习《浮力》时，克服心理上的障碍，认识浮力的概念，理解浮力的影响因素，知道浮力的大小的计算方法，文章结合教学实践谈了一些想法。

[关键词]浮力;猜想;探究;推理

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）29-0052-02

近日，笔者上了一节《浮力》的教研课，经过课前备课和课堂教学，对浮力的教学又有了一些新的思考和做法，与各位同仁分享。

一、研读课标，把握浮力教学的重难点

物理课程标准考虑到了物理学科要面向全体学生、提高学生科学素养的需要，顺应了学生的认知特点，是我们开展教学活动的准则。因此我们在教学时必须认真研读课标，准确把握课标对全体学生提出的要求，根据本班学生的实际合理确定课程的三维目标，从而进行科学的课堂预设。对比2011年版课程标准与课程标准（实验稿），我们发现2017年版新课程标准在浮力部分有两个方面的改动。

将“通过实验探究，认识浮力”改为“通过实验，认识浮力”。笔者的理解是，学生應该是结合生活中的体验和课堂上的实验来认识浮力的，而不是通过探究得到的。在生活中，学生观察到漂浮在水面的木块、升空的氢气球和水中游泳的鱼等现象，已经意识到它们受到了向上的托力，也就是浮力。那么，沉在水底的物体（如铁块）是否受到浮力呢？具体可通过实验来认识，将铁块挂在弹簧测力计下，铁块浸入水中后弹簧测力计的示数变小了，说明铁块也受到向上的浮力。从而让学生认识到浸在液体和气体中的物体都会受到浮力作用。因此，教学时不必在浮力的概念上花费过多的精力。

将“经历探究浮力大小的过程”改为“探究浮力的大小与哪些因素有关”。笔者认为，让学生直接探究浮力的大小（即阿基米德原理）难度太大，不在学生的最近发展区内，不符合学生的认知特点。新课标降低了学生学习的难度，贴近了学生的实际，也便于教学的开展。因此，在教学过程中就要将重点放到“探究浮力的大小与哪些因素有关”这个探究性实验上，不要人为地增加学生学习的难度。

新课标进一步删除了课程中“偏、繁、难”的内容，降低了不必要的人为增设的难度，让教学更加贴近学生实际，也让物理与生活的联系更加紧密。

二、感知浮力，合理猜想浮力的影响因素

本节内容的重点是“探究影响浮力大小的因素”。首先让学生猜想“浮力的大小可能与哪些因素有关”，因为学生对浮力没有真切的体会和生活经验，如果直接让学生猜想，学生会感到无从下手，猜想就变成了胡思乱想，这里可以设置两个小实验让学生对浮力的大小有直观的认识和体验，然后才可能进行合理猜想。

实验1：将小铁块悬挂在弹簧测力计下，让小铁块慢慢浸入水中，浸没后再继续下降一段距离，观察弹簧测力计示数的变化情况（如图1所示）。

实验2：鸡蛋放入清水中会沉在底部，有什么办法能让鸡蛋浮上来呢？有学生根据生活中的经验或看过的书籍，知道加盐可以使鸡蛋浮上来。

依据实验1，学生可以猜想浮力的大小可能跟排开液体的体积（物体浸在液体中的体积）、物体进入水中的深度有关;根据实验2，学生可以猜想浮力的大小可能跟液体的密度有关。有了一定的经历和体验，学生才可能做出合理的猜想，否则只能是瞎猜、乱想。

三、科学设计，探明影响浮力大小的真因

在探究影响浮力大小的因素时，用到了控制变量法，这对学生而言不是难题。难点在于物体浸没前（图1中由2位置到3位置的过程中），浮力在逐渐变大，而这个过程中排开液体的体积V排和浸入的深度h都在变化，影响浮力大小的因素到底是V排还是h呢？教学中可以此为契机，让学生自己设计实验进行探究。

在探究浸没前浮力的大小与V排是否有关时，应控制深度h不变，只改变V排，观察浮力是否改变。如何控制深度h不变而只改变V排呢？可以将同一长方体铁块，先后按照图2中两种不同的方式浸入水中，保证深度h相同，而排开液体的体积V排不同，比较弹簧测力计的示数，从而比较浮力的大小。

同样，在探究浸没前浮力的大小与深度h是否有关时，应控制V排不变，只改变深度h，观察浮力是否改变。如何控制V排不变而只改变深度h呢？可以将同一长方体铁块，先后按照图3中两种不同的方式浸入水中，保证排开液体的体积V排相同（都是一半体积进入水中），而浸入的深度h不同，比较弹簧测力计的示数从而比较浮力的大小。

通过实验探究终于发现，物体逐渐浸入水中时（未浸没）影响浮力大小的根本原因是排开液体的体积V排而不是深度h。经过这样的探究过程，不仅仅让学生探明了影响浮力的真正原因，进一步提升了学生的探究意识和设计实验的能力，还培养了学生实事求是、勇于质疑的科学精神。

四、应用推理，深刻理解阿基米德原理

通过探究发现浮力的大小与排开液体的体积V排和液体的密度ρ液有关，但是与它们有什么样的关系呢？浮力的大小到底等于什么呢？这就是阿基米德原理研究的内容。对于阿基米德原理的教学，以往有两种方式，一种是简单介绍阿基米德发现浮力规律的故事，而后直接告知阿基米德原理的具体内容，解释该原理的意思并得出公式;另一种是利用实验来验证阿基米德原理的正确性，让学生由实验知道浸在液体中的物体受到的浮力的大小等于物体排开液体的重力。这两种方法都是让学生机械被动地接受了阿基米德原理，学生对它并没有真正理解。

教师还可以采用推理的方式，让学生认识阿基米德原理。在图4中，将物体浸在液体中的部分替代成等体积的液块（液块与杯中的液体相同），因为液块和物体浸在相同的液体中（ρ液相同），排开液体的体积V排也相同，所以液块受到液体的浮力和物体受到的浮力相等（F浮1=F浮2），而液块在液体中能处于静止状态，因此液块受到的浮力等于液块的重力（F浮2=G），由此推理得出F浮1=F浮2=G，即物块受到的浮力的大小就等于被物体排开的液体所受的重力。经过这样的推理，学生应用了刚刚探究得到的影响浮力的因素，并对阿基米德原理就有了深刻的理解和理论上的认识，避免了机械记忆。

在《浮力》的教学中，我们不仅仅让学生认识浮力的概念和大小，更通过学习浮力的过程让学生感受到探究的乐趣和思维的奥妙。当学生体验到了成功的喜悦后，对浮力的恐惧自然也就消失了，相反会对浮力的学习充满信心和兴趣。

[   参   考   文   献   ]

[1]  刘炳昇，李容.物理八年级下册[M].南京：江苏凤凰科学技术出版社，2012.

[2]  中华人民共和国教育部.物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

（责任编辑 易志毅）