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摘 要:浮力教学是初中物理教学的重要内容,对于学生解决实际问题具有关键作用,因此教师应高度重视,提高学生对浮力的理解能力与应用能力。本单元教学中涉及较多的知识点,而且对于受力分析的要求较高,因此给教学工作带来了一定的难度。教师应注重对教学难点的突破,帮助学生更加高效地掌握本单元内容,提高其初中物理核心素养。本文分析了初中物理浮力教學的特点,总结了初中物理浮力教学的难点及解决对策,为教学实践提供参考。
关键词:初中物理;浮力;教学难点;教学策略
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:2095-624X(2021)28-0081-02
引 言
在教育改革背景下,在初中物理教学中,教师应秉持先进的教学理念,创新教学方法,不断提高教学水平,培养高素质人才。物理是一门引导学生认知世界的关键学科,对于学生掌握丰富的生活技能具有重要作用。尤其是浮力在生活中十分常见,将其作为初中物理教学的重点,有助于学生更加深刻地理解物理学科。相较于其他教学内容而言,浮力更具抽象性和逻辑性,因此很多学生在学习中会遇到较大的困难,导致其学习效率与质量提升缓慢。为此,教师应总结教学经验,解决教学难点,使学生的物理核心素养得到有效提升,促进学生的个性发展。除了明确浮力内容的基本特点,教师还要了解学生的认知需求,制订可行性教学方案。
一、初中物理浮力教学的特点
浮力产生的原因及阿基米德原理等是初中物理浮力教学的基本内容,其知识点具有较强的内在衔接关系,同时对于学生综合能力的要求较高。此外,在研究浮力时,教师要关注液体密度、物体密度、液体压力等物理参数,因此教学内容具有综合性特征。教师只有充分考量多种要素之间的关系,才能为解决浮力问题做好保障[1]。浮力成因和公式推导过程是浮力教学中的基本内容,教师可借助物理模型将抽象的物理知识呈现出来,提升学生的分析能力与抽象能力,培养学生的物理思维。
二、初中物理浮力教学的难点
初中物理浮力教学中存在的最大困难是学生始终受到前概念的影响,在潜意识中对浮力和物体形状、轻重、所处深度、水量等关系认知存在偏差,导致教学效果不佳。尤其是在运用相关公式时,学生不能结合具体条件进行分析,存在错用的现象;同时,对于相关影响因素的考量不够全面,在解题中忽视隐含因素,导致结果出现错误。在教学中,教师往往注重理论教学,缺乏运用大量的科学实验进行引导,导致学生无法直观理解浮力的内涵[2]。在学习阿基米德原理中,很多学生虽然记住了其原理表述,但是在生活中往往还是认为空心物体及轻物体的浮力较大,无法认识到浮力和物体排开液体之间的关系,对于浮沉条件的认识存在误区,因此在判断中往往受到前概念的干扰,无法对相关浮力公式进行灵活运用。
三、初中物理浮力教学难点的解决对策
(一)提升认知能力
很多学生在学习浮力知识的过程中遇到困难,主要是因为其对浮力的认知不足,不能灵活运用相关知识。为此,教师应以提高学生的认知能力为基础,帮助其深刻理解浮力的内涵,为解决实际问题奠定基础。初中物理教材中对浮力做出了明确的定义,并与物体所排开液体受到的重力情况进行对比分析[3]。在教学过程中,教师应将浮力产生的原因作为重点内容,帮助学生从根本上理解浮力的作用原理。教师还应增强教学的直观性,使学生能够更加快速、简单明了地理解所学内容。比如,教师可以运用生活中的常见物体,在水中放上乒乓球后,乒乓球会浮在水面上,然后剪掉塑料瓶的瓶底,瓶口朝下放入乒乓球,再往里放水。学生会发现其中的乒乓球并没有受到浮力的作用而漂浮起来。学生可以通过上述实验明白阿基米德原理,只有物体下方存在液体时其才会受到浮力作用。同时,教师可结合生活中桥梁的桥墩和河床中的沉船等,引导学生对浮力的基本特点进行深入研究。此外,学生对“浸在水中下沉的物体是否受到浮力作用”的认识也不够清楚,对此,教师可以运用弹簧秤和钩码进行实验,使学生观察其下沉时的示数变化情况,从而得出正确的结论。
(二)阿基米德原理教学难点的突破
1.液体密度、排液体积和浮力之间的关系
液体的密度是影响浮力的主要因素,如果教师只是单纯地向学生讲述相关定理和公式,将会导致学生的物理核心素养培养受到限制。为此,教师可以通过实验的方式引导学生自主探索,如在两个烧杯分别放入清水和一定密度的盐水,然后将鸡蛋放入其中。学生会观察到盐水中的鸡蛋上浮,因此可以判断浮力和液体密度之间的关系。比如,由于死海的浓度较大,人身处其中会漂浮起来,教师可以将相关视频和图片应用于教学中,增强教学的直观性。对于浮力、物体接触液体面积、排开液体体积之间的关系进行研究时,教师可以组织两组实验,一组实验是将牙膏皮捏扁后放入水中,另一组实验是将吹鼓起来的牙膏皮放入水中,前者沉入水中,而后者则浮在水面。这样可以更好地帮助学生理解浮力与排开液体体积有关,与接触面积无关[4]。
2.开展定量探究
通过定量探究的方式,教师可以引导学生运用精确的数值对所学知识加以验证,有利于学生更加快速地掌握浮力相关知识。比如,教师可以用弹簧秤称量石头在空气中和水中的重量,学生会发现在水中的示数变小,而且有一定量的水排出,进而对排出水的重量和示数差值的关系进行探究,发现石头受到的浮力大小即为排出水的重量。在直观化的实验数值变化中,学生能够感受到阿基米德原理的基本内涵。为了防止学生对阿基米德原理产生片面的理解,教师还应运用木块开展教学工作,使学生明白该原理适用于浸在水中、漂浮和下沉中的物体,以便在解决实际问题的过程中能够更加灵活地运用所学知识[5]。在初中物理教学中,很多前概念往往会对学生的思维造成禁锢。很多学生根据自己的生活常识,认为金属块在任何液体中都会下沉。实际上,在很多液体中,金属块会浮在上面。教师可以通过模拟实验的方式,使学生进一步加深对阿基米德原理的理解,在认知冲突中形成思维认知,实现对自身知识体系与能力素养的构建。 (三)浮沉条件教学难点的突破
1.干预学生前概念
学生对浮沉条件的认知程度不深,是其错误解题的主要原因,因此,教师应将其作为教学难点予以重点突破。在对学生前概念进行干预的过程中,教师可以运用多种物理实验增强教学的直观性与生动性,营造良好的课堂氛围。在此过程中,教师应注重教学活动的趣味性,使学生能够在好奇心的驱使下开展学习,激发学习积极性与主动性。教师可在教学中为学生设置悬念,从而使其保持长久的学习动力。教师可以利用多媒体设备播放和潜水艇原理有关的视频,引导学生对浮沉条件进行全面认知,消除前概念的局限性。比如,教师可以将重量较大的木块和重量较小的铁块同时放入水中,观察两者的浮沉情况,从而对学生的前概念进行纠正。
2.提供多种变式
针对学生在理解浮力和密度关系时遇到的困难,教师可以通过提供多种变式的方式使其思维得到发散,从而加强其知识结构的优化与巩固。比如,在一定浓度的盐水中放入生鸡蛋,生鸡蛋会浮在水面上。由此,教师可以引导学生探索让鸡蛋下沉的方式,思考浮力和液体密度之间的关系,如通过逐步加清水对盐水进行稀释,使鸡蛋下沉。为了教学物体密度、重量、体积和浮力之间的关系,教师可以运用均质木块开展浮力实验,不断减小木块的体积和重量,但是其仍旧能够处于漂浮状态,而在此过程中其密度不会发生变化,从而让学生了解密度和浮力之间的恒定关系。
3.合理分组
初中物理教学难点的突破应以学生主观能动性的激发为核心,体现学生在课堂中的主体地位,使学生在教师的引导下解决困惑。为此,教师应对学生进行合理分组,使其能够在小组中通过交流讨论获得灵感,使学生突破自身的瓶颈。尤其是很多浮力实验,单纯依靠学生个人力量無法完成,但可以通过小组合作顺利完成。同时,学生在小组中会了解自身的优势和不足,以便对浮力进行更具针对性的学习。在对学生进行分组时,教师应明确浮力教学内容特点和学生个性特点,从而保障分组的合理性,使学生的合作学习更加高效。教师还要鼓励学生在小组讨论后发表自己在浮力实验学习中的新发现,提升其独立思考能力和质疑能力。
4.开展家庭实验
因课堂时间有限,很多实验无法完整地呈现在课堂上,这会对学生理解相关知识造成影响。因此,教师应运用家庭实验的方式,引导学生对浮沉条件进行自主探索。家庭实验能够实现对传统课堂的有效拓展,使学生及时巩固所学知识,突破学习难点。很多学生往往产生这样的想法:物体所受浮力和其在液体中的深度有密切关系。对此,教师可以为学生设计家庭实验,以引导学生对两者的关系进行自主探究,如用橡皮筋和刻度尺代替弹簧测力计,将悬挂在橡皮筋上的石头沉入水中不同深度后测量橡皮筋的长度变化,如果未能出现变化,就说明浮力和物体沉入深度之间没有关系。在家庭实验中,学生可以小组为单位,灵活运用生活中的各类素材和资源,从而深刻理解浮沉条件。
结 语
学生对浮力、阿基米德原理和浮沉条件的认知存在一定的困难,这也是初中物理浮力教学中的主要难点,会对学生物理核心素养的提升造成影响。为此,教师应针对不同难点采取具有针对性的教学方法,使学生的学习效率得到提升。在教学中,教师可以实验教学为引导,帮助学生在实验中理解浮力,同时提升学生的实践操作及知识应用能力。
[参考文献]
骆波.单元设计中知识结构化的方向与方法:以初中物理“压强与浮力”单元为例[J].物理教师,2020,41(01):43-45+48.
黄海勇.应用微课提高初中物理复习效率的策略与实践:以人教版“浮力复习”为例[J].中学物理教学参考,2019,48(20):66-67.
叶科良.初中物理浮力单元教学设计研究[D].重庆:重庆师范大学,2019.
李金红.初中物理教学疑难问题的调查研究[D].昆明:云南师范大学,2018.
张学艳.初中物理力学教学中探究式教学实施的有效性研究[D].昆明:云南师范大学,2017.
作者简介:于春芳(1971.11—),女,吉林磐石人,本科学历,中学一级教师,研究方向:初中物理。
关键词:初中物理;浮力;教学难点;教学策略
中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:2095-624X(2021)28-0081-02
引 言
在教育改革背景下,在初中物理教学中,教师应秉持先进的教学理念,创新教学方法,不断提高教学水平,培养高素质人才。物理是一门引导学生认知世界的关键学科,对于学生掌握丰富的生活技能具有重要作用。尤其是浮力在生活中十分常见,将其作为初中物理教学的重点,有助于学生更加深刻地理解物理学科。相较于其他教学内容而言,浮力更具抽象性和逻辑性,因此很多学生在学习中会遇到较大的困难,导致其学习效率与质量提升缓慢。为此,教师应总结教学经验,解决教学难点,使学生的物理核心素养得到有效提升,促进学生的个性发展。除了明确浮力内容的基本特点,教师还要了解学生的认知需求,制订可行性教学方案。
一、初中物理浮力教学的特点
浮力产生的原因及阿基米德原理等是初中物理浮力教学的基本内容,其知识点具有较强的内在衔接关系,同时对于学生综合能力的要求较高。此外,在研究浮力时,教师要关注液体密度、物体密度、液体压力等物理参数,因此教学内容具有综合性特征。教师只有充分考量多种要素之间的关系,才能为解决浮力问题做好保障[1]。浮力成因和公式推导过程是浮力教学中的基本内容,教师可借助物理模型将抽象的物理知识呈现出来,提升学生的分析能力与抽象能力,培养学生的物理思维。
二、初中物理浮力教学的难点
初中物理浮力教学中存在的最大困难是学生始终受到前概念的影响,在潜意识中对浮力和物体形状、轻重、所处深度、水量等关系认知存在偏差,导致教学效果不佳。尤其是在运用相关公式时,学生不能结合具体条件进行分析,存在错用的现象;同时,对于相关影响因素的考量不够全面,在解题中忽视隐含因素,导致结果出现错误。在教学中,教师往往注重理论教学,缺乏运用大量的科学实验进行引导,导致学生无法直观理解浮力的内涵[2]。在学习阿基米德原理中,很多学生虽然记住了其原理表述,但是在生活中往往还是认为空心物体及轻物体的浮力较大,无法认识到浮力和物体排开液体之间的关系,对于浮沉条件的认识存在误区,因此在判断中往往受到前概念的干扰,无法对相关浮力公式进行灵活运用。
三、初中物理浮力教学难点的解决对策
(一)提升认知能力
很多学生在学习浮力知识的过程中遇到困难,主要是因为其对浮力的认知不足,不能灵活运用相关知识。为此,教师应以提高学生的认知能力为基础,帮助其深刻理解浮力的内涵,为解决实际问题奠定基础。初中物理教材中对浮力做出了明确的定义,并与物体所排开液体受到的重力情况进行对比分析[3]。在教学过程中,教师应将浮力产生的原因作为重点内容,帮助学生从根本上理解浮力的作用原理。教师还应增强教学的直观性,使学生能够更加快速、简单明了地理解所学内容。比如,教师可以运用生活中的常见物体,在水中放上乒乓球后,乒乓球会浮在水面上,然后剪掉塑料瓶的瓶底,瓶口朝下放入乒乓球,再往里放水。学生会发现其中的乒乓球并没有受到浮力的作用而漂浮起来。学生可以通过上述实验明白阿基米德原理,只有物体下方存在液体时其才会受到浮力作用。同时,教师可结合生活中桥梁的桥墩和河床中的沉船等,引导学生对浮力的基本特点进行深入研究。此外,学生对“浸在水中下沉的物体是否受到浮力作用”的认识也不够清楚,对此,教师可以运用弹簧秤和钩码进行实验,使学生观察其下沉时的示数变化情况,从而得出正确的结论。
(二)阿基米德原理教学难点的突破
1.液体密度、排液体积和浮力之间的关系
液体的密度是影响浮力的主要因素,如果教师只是单纯地向学生讲述相关定理和公式,将会导致学生的物理核心素养培养受到限制。为此,教师可以通过实验的方式引导学生自主探索,如在两个烧杯分别放入清水和一定密度的盐水,然后将鸡蛋放入其中。学生会观察到盐水中的鸡蛋上浮,因此可以判断浮力和液体密度之间的关系。比如,由于死海的浓度较大,人身处其中会漂浮起来,教师可以将相关视频和图片应用于教学中,增强教学的直观性。对于浮力、物体接触液体面积、排开液体体积之间的关系进行研究时,教师可以组织两组实验,一组实验是将牙膏皮捏扁后放入水中,另一组实验是将吹鼓起来的牙膏皮放入水中,前者沉入水中,而后者则浮在水面。这样可以更好地帮助学生理解浮力与排开液体体积有关,与接触面积无关[4]。
2.开展定量探究
通过定量探究的方式,教师可以引导学生运用精确的数值对所学知识加以验证,有利于学生更加快速地掌握浮力相关知识。比如,教师可以用弹簧秤称量石头在空气中和水中的重量,学生会发现在水中的示数变小,而且有一定量的水排出,进而对排出水的重量和示数差值的关系进行探究,发现石头受到的浮力大小即为排出水的重量。在直观化的实验数值变化中,学生能够感受到阿基米德原理的基本内涵。为了防止学生对阿基米德原理产生片面的理解,教师还应运用木块开展教学工作,使学生明白该原理适用于浸在水中、漂浮和下沉中的物体,以便在解决实际问题的过程中能够更加灵活地运用所学知识[5]。在初中物理教学中,很多前概念往往会对学生的思维造成禁锢。很多学生根据自己的生活常识,认为金属块在任何液体中都会下沉。实际上,在很多液体中,金属块会浮在上面。教师可以通过模拟实验的方式,使学生进一步加深对阿基米德原理的理解,在认知冲突中形成思维认知,实现对自身知识体系与能力素养的构建。 (三)浮沉条件教学难点的突破
1.干预学生前概念
学生对浮沉条件的认知程度不深,是其错误解题的主要原因,因此,教师应将其作为教学难点予以重点突破。在对学生前概念进行干预的过程中,教师可以运用多种物理实验增强教学的直观性与生动性,营造良好的课堂氛围。在此过程中,教师应注重教学活动的趣味性,使学生能够在好奇心的驱使下开展学习,激发学习积极性与主动性。教师可在教学中为学生设置悬念,从而使其保持长久的学习动力。教师可以利用多媒体设备播放和潜水艇原理有关的视频,引导学生对浮沉条件进行全面认知,消除前概念的局限性。比如,教师可以将重量较大的木块和重量较小的铁块同时放入水中,观察两者的浮沉情况,从而对学生的前概念进行纠正。
2.提供多种变式
针对学生在理解浮力和密度关系时遇到的困难,教师可以通过提供多种变式的方式使其思维得到发散,从而加强其知识结构的优化与巩固。比如,在一定浓度的盐水中放入生鸡蛋,生鸡蛋会浮在水面上。由此,教师可以引导学生探索让鸡蛋下沉的方式,思考浮力和液体密度之间的关系,如通过逐步加清水对盐水进行稀释,使鸡蛋下沉。为了教学物体密度、重量、体积和浮力之间的关系,教师可以运用均质木块开展浮力实验,不断减小木块的体积和重量,但是其仍旧能够处于漂浮状态,而在此过程中其密度不会发生变化,从而让学生了解密度和浮力之间的恒定关系。
3.合理分组
初中物理教学难点的突破应以学生主观能动性的激发为核心,体现学生在课堂中的主体地位,使学生在教师的引导下解决困惑。为此,教师应对学生进行合理分组,使其能够在小组中通过交流讨论获得灵感,使学生突破自身的瓶颈。尤其是很多浮力实验,单纯依靠学生个人力量無法完成,但可以通过小组合作顺利完成。同时,学生在小组中会了解自身的优势和不足,以便对浮力进行更具针对性的学习。在对学生进行分组时,教师应明确浮力教学内容特点和学生个性特点,从而保障分组的合理性,使学生的合作学习更加高效。教师还要鼓励学生在小组讨论后发表自己在浮力实验学习中的新发现,提升其独立思考能力和质疑能力。
4.开展家庭实验
因课堂时间有限,很多实验无法完整地呈现在课堂上,这会对学生理解相关知识造成影响。因此,教师应运用家庭实验的方式,引导学生对浮沉条件进行自主探索。家庭实验能够实现对传统课堂的有效拓展,使学生及时巩固所学知识,突破学习难点。很多学生往往产生这样的想法:物体所受浮力和其在液体中的深度有密切关系。对此,教师可以为学生设计家庭实验,以引导学生对两者的关系进行自主探究,如用橡皮筋和刻度尺代替弹簧测力计,将悬挂在橡皮筋上的石头沉入水中不同深度后测量橡皮筋的长度变化,如果未能出现变化,就说明浮力和物体沉入深度之间没有关系。在家庭实验中,学生可以小组为单位,灵活运用生活中的各类素材和资源,从而深刻理解浮沉条件。
结 语
学生对浮力、阿基米德原理和浮沉条件的认知存在一定的困难,这也是初中物理浮力教学中的主要难点,会对学生物理核心素养的提升造成影响。为此,教师应针对不同难点采取具有针对性的教学方法,使学生的学习效率得到提升。在教学中,教师可以实验教学为引导,帮助学生在实验中理解浮力,同时提升学生的实践操作及知识应用能力。
[参考文献]
骆波.单元设计中知识结构化的方向与方法:以初中物理“压强与浮力”单元为例[J].物理教师,2020,41(01):43-45+48.
黄海勇.应用微课提高初中物理复习效率的策略与实践:以人教版“浮力复习”为例[J].中学物理教学参考,2019,48(20):66-67.
叶科良.初中物理浮力单元教学设计研究[D].重庆:重庆师范大学,2019.
李金红.初中物理教学疑难问题的调查研究[D].昆明:云南师范大学,2018.
张学艳.初中物理力学教学中探究式教学实施的有效性研究[D].昆明:云南师范大学,2017.
作者简介:于春芳(1971.11—),女,吉林磐石人,本科学历,中学一级教师,研究方向:初中物理。