视觉思维下《浮力》教学案例研究

万志成

【摘  要】浮力知识是初中物理教学中的难点，教师在教学中应该注重实验和教学方法，让学生带着浓厚的学习兴趣，主动积极地动手参与实验的探究过程，并能利用知识解决生活中的相关现象，实现物理核心素养的提升，从物理走向社会。文章从教学设计思路、教学目标、重点难点、教具准备、教学过程、课堂小结、作业布置、板书设计和课后练习等方面，针对视觉思维下《浮力》教学案例进行了研究。

【关键词】视觉思维;初中物理;教学案例

一、教学设计思路

本节课以一个小活动作为切入点（将一个乒乓球放到一个较深的杯子中，要求不移动杯子将球拿出来），在课堂教学活动中，通过精心的教学设计、教学互动等让各种观点交流碰撞，让学生通过交流讨论、动手实验，知道下沉的物体受到的浮力，并学会一种求浮力的方法——称重法。在组织学生探究“浮力的大小跟什么因素有关”的过程中，通过用弹簧测力计测浮力实验，让学生充分认识到浮力的大小与物体排开液体的体积、液体的密度有关。在探究活动中，由于本部分内容较为抽象，可以借助实验辅助学生理解，同时利用典型例题，让学生突破本节课的重难点。

二、教学目标

（1）能表述常见的浮力现象，能初步描述浮力;能对物体进行受力分析，知道浮力的方向是竖直向上的;用弹簧测力计测浮力实验，掌握“称重法”测量浮力大小的方法;了解浮力大小与哪些因素相关。（2）激发兴趣，引导自主探究，通过实验探究提升概括、分析能力;利用控制变量的思维方法分析解决问题。（3）通过师生互动的探究性实验，培养学生的物理核心素养、探究精神和小组协作意识。

三、重点难点

教学重点：（1）通过探究性实验活动，让学生深刻理解浮力、浮力的作用。（2）经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理。

教学难点：（1）让学生自主探究，分析浮力大小都与哪些因素有关。（2）在探究性實验中，让学生了解阿基米德原理。

四、教具准备

空矿泉水瓶，乒乓球，烧杯，水槽，电子秤，铝金属块（可用装有重物的小瓶代替），弹簧测力计，水，盐，多媒体素材。

五、教学过程

活动一：认识浮力

师：将一个乒乓球放入一个较深的空杯中，在不碰到杯子的情况下，如何把乒乓球从杯中取出来呢？

生：灌水，使乒乓球浮起来。（学生上台演示）

师：我们知道物体都受重力的作用，现在怎么乒乓球没有掉下去呢？

生：因为乒乓球受到浮力的作用。

师：那浮力到底是怎样的一种力呢？

现在，大家来一同观看多媒体上的四幅图片，并注意思考：

1.仅有液体对物体有浮力吗？

2.仔细观察四幅图，说出浮力的施力物体和受力物体各是什么？

3.浮力感觉上是一个什么样的力？

4.浮力的方向是指向哪儿的？

小组讨论，交流。

师：仅仅是液体对物体有浮力吗？浮力的施力物体和受力物体分别是什么？

学生举手回答问题。

师：浮力感觉上是一个什么样的力？它的方向是指向哪儿的？

教师点明浮力的方向，在黑板上作图的同时，让学生尝试自己画出受力示意图。

设计意图：通过对平衡力、受力示意图的分析，加深学生对浮力方向的印象。

师：请大家一起来想一想、说一说，生活中还有哪些例子说明物体受到了浮力？

学生举出生活中的常见例子，如果出现错误，比如直升机悬停在空中，教师要注意引导并及时纠正。

活动二：探究下沉的物体是否受到浮力

教师演示（将乒乓球和金属块分别放入水中），乒乓球漂浮而金属块沉下去了。

师：金属块在下沉的过程中受浮力作用吗？

学生交流并给出讨论结果。

生1：不受浮力，它沉下去了。

生2：受浮力。

师：借助弹簧测力计，你能通过实验来判断下沉的物体受到浮力作用吗？

小组内利用水、铝金属块（或装有重物的小瓶）进行实验。

教师提醒注意测力计示数变化。

学生回答书本问题（示数变小，说明受浮力作用。进一步研究发现，减小的示数值就是物体所受浮力的大小）。

师：能否根据上述实验找到一种测浮力的方法？

教师运用多媒体展示实验过程，组织学生完成思考与练习，巩固称重法测浮力。

活动三：探究影响浮力的大小的因素

教师演示，将金属瓶盖以不同方法放入水中两次，金属瓶盖一次漂浮在水面，一次下沉了。（注意放盖子的方法就能实现。）

师：同一个物体浸在液体中受到的浮力与什么因素有关呢？在生活中你对这一现象有什么感知和猜想？（启发学生基于生活经验进行思考，表达自己的猜想，并尽可能说出猜想依据。）

学生结合生活经验提出自己的猜想。教师对勇于表达自己猜想的学生进行激励，同时结合学生对于物体的密度、重力、形状等因素的猜想，强调是同一物体在液体中所受的浮力，把探究的重点集中到“液体密度”和“排开液体的体积”上来。

为了更好地印证学生的猜想，教师组织开展实验探究活动，展示投影。学生依据投影上的实验示意图，进行实验测量并记录数据。

分组讨论，分组实验。

教师留心观察学生的实验过程，适时辅导有疑惑的实验小组，并进行点拨、提醒。

数据分析：

（1）比较①②，说明________。

（2）比较②③，说明________。

（3）比较③④，说明________。

（4）比较④⑤，说明________。

（本实验要注意盐水浓度尽量高一些，弹簧测力计使用的是0-2.5N的量程，这样分度值为0.1N，实验现象会较为清晰。同时学生可以亲身经历实验过程，提升物理实际操作能力。）

教师进行多媒体展示，组织学生讨论“水底下的辩论”，巩固影响浮力大小的因素。

师：（语言过渡）你想知道浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积的具体关系吗？其实早在几千年前，阿基米德提出了有关物体所受浮力大小的原理——阿基米德原理。下面我们一起来了解“阿基米德原理”的具体内容，并尝试亲自动手验证。

（投影展示阿基米德原理的具体内容，解释该原理中出现的新名词帮助学生理解。引导学生设计实验，验证阿基米德原理。）

大家依据投影上实验示意图，进行实验测量并将数据记入表格。

分析表中的数据你可得出的结论是：浸在液体（或气体）中的物体所受的浮力大小与（     ）有关。（通过实验分析，学生对记录的数据进行分析与归纳，得出结论。）

板书：

阿基米德原理：F浮=G排液

能力提升：

为验证阿基米德原理，小明把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空容器。用细线系住金屬块缓慢浸入水中，且不与杯接触，如图。从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是____（选填“变大”“变小”或“保持不变”）。

（与物体放在地面上时的受力情况进行类比，采用“整体法”进行分析，进一步验证阿基米德原理，加深学生对此原理的理解。）

六、课堂小结

这节课学到了什么？学生交流本节课有哪些收获？教师最后根据板书内容简要概括。

七、作业布置

1.课后练习。

2.查阅资料了解阿基米德及其故事。

八、板书设计

§10-4浮力

（一）浮力

1.定义：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上的托力。

2.方向：竖直向上。

3.称重法测量浮力的大小：F浮=G-F示。

（二）影响浮力大小的因素

排开液体的体积及液体的密度。

（三）阿基米德原理：F浮=G排液

九、课后练习

1.将同一块金属块分别浸入纯水、酒精和浓盐水中时，所受浮力（     ）

A.水中所受浮力最大  B.酒精中所受浮力最大

C.浓盐水中所受浮力最大  D.所受浮力一样大

2.某同学在使用弹簧测力计测浸在液体中石块受到的浮力的实验中，把石块挂在弹簧测力计下，将石块慢慢浸入水中，并浸没到一定深度，在此过程中，弹簧测力计的读数（    ）

A.先逐渐减小，后保持不变

B.先逐渐减小，后逐渐增大

C.先逐渐增大，后保持不变

D.先逐渐增大，后逐渐减小

3.在探究“浮力的大小等于什么”的实验中，下图所示的四个步骤，操作顺序应是（ ）

（基金项目：本文系淮安市“十三五”教育科学规划“图形结合在初中物理教学设计中的应用研究”课题。）