发布时间:2024-04-19 10:20:51
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的初中物理浮力的定义样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
在物理课堂教学中,物理教师应充分重视概念教学的重要性,并与时俱进地将多媒体这一教学辅助工具引入到课堂活动中,将物质概念变得更为生动而直观,从而切实提高概念教学实效;本文采取理论与案例结合方式,从三个角度进行阐述多媒体教学在物理概念教学中的优越性和实效性,以飨读者.
一、借助多媒体,帮助学生科学构建概念
初中物理概念的形成需要一个图式积累的过程,教师在实际教学中应借助多媒体,依据具体的教学内容为学生播放相关材料,以充分激发学生学习兴趣,从而促使其以更大热情投入到物理概念的学习中去.物理是一门以实验为基础的学科,在物理概念教学中,教师可借助多媒体为学生播放相关实验,使得学生获得丰富知觉与感觉图式,从而尽可能多地了解和物理概念有关的各类矛盾现象.在日常教学中教师可借助提问手段唤醒学生记忆,引导他们有针对性地知觉,积极把新的物理感性素材同化到旧的知识体系中去,从而恰当找到记忆的“衔接点”,使得学生精准了解自己要学习的物理概念和什么相关.在实际教学中,教师应全面分析学生新了解的信息和旧知识之间有无矛盾之处,如果有的话在什么位置出现了什么矛盾.这就有助于学生排除与发现旧概念的影响,从而为构建新的物理概念做好了准备.比如,在学习苏科版初中物理中《浮力》这一概念时,教师就可借助多媒体为学生播放人在死海漂浮的视频,并提问他们为什么人在死海中不会下沉?然后再播放实验:将小木块、压扁了的易拉罐放在水槽中后,小木块漂浮在水面,而压扁了的易拉罐沉到了水槽底.教师提问是不是只有木块受到了水的向上作用力,压扁了的易拉罐没有受到作用力呢?很多学生回答“是”.有的学生回答水只会对自己密度小的物体产生作用力.教师可先不评价学生的回答,将压扁的易拉罐恢复原状后放回水中,当学生看到它也能漂浮起来都感到很吃惊.教师这时可告诉学生:所有物体都会受到液体的浮力,这也是人们在水中搬运重物更轻松的原因.
二、借助多媒体,帮助学生抓住理解概念
在初中物理概念教学中,教师借助多媒体为学生尽可能多地展示出与概念相关的感性材料之后,就要引导学生分析材料并逐渐构建出新的物理概念.建立新概念的过程也是将客观材料主观化的过程,这就需要教师积极发挥自身的教学主导作用,借助课堂讨论、发现问题、提出问题等形式不断激发学生努力思考,从而逐渐排除物理现场中的无效因素,挖掘出与概念形成有重大关系的核心因素,从而获得物理概念的本质属性,进而构建出新的物理概念,最终实现从感性到理性的质的飞跃.比如,在学习苏科版初中物理教材八年级下册《浮力》概念时,教师就可将多媒体作为教学辅助手段,帮助学生抓住浮力概念的本质,从而使得他们更加深刻理解概念内涵.物理教材中是这样定义“浮力”的:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力.但是影响浮力的因素有哪些呢?在实际教学中,教师可借助多媒体为学生播放几组实验,并要求学生一一记录实验中弹簧秤读数.实验中体积不同但质量相同的两个铜块铁块,上端用绳子悬挂在弹簧秤先浸泡在水中,同学们会发现悬挂铝块的弹簧秤读数小于铁块,在更改铝块外形后弹簧秤读数不变;再将悬挂在弹簧秤上的铁块与铝块再次放到油中,弹簧秤读数均变大.然后,再为学生播放牙膏管放在水中的实验:处于正常状态的牙膏管漂浮在水面,而将牙膏管揉成一团后再次放进水中后下沉.实验播放完毕,教师引导学生就几组实验现象展开讨论,分析影响浮力的各种因素,最终学生在对比中抓住了影响浮力的因素为物体排开液体的体积与液体密度.
三、借助多媒体,帮助学生精准应用概念
作者:石君蓉
当前,在初中物理教学中存在着“重讲解、轻实验”,“重结论、轻过程”,“重知识、轻方法”的错误倾向。其产生的原因可归结为:(1)教育思想不端正。由于只重考试分数,片面追求升学率的干扰,有些教师黑板上画实验,学生本子上练实验。(2)教改实验顾此失彼。由于一些教改实验项目具有普遍适用性,难以突出物理学科的特点。如果简单照搬,势必造成忽视实验的倾向。(3)主客观条件的制约。有的地方实验设施十分短缺,有的地方教师随意取消教材、大纲中要求的实验内容的现象仍然存在。
要解决上述问题,除采取行政手段外,迫切需要设计一条突出实验教学的课堂思路。
教学有法,教无定法。教学内容的确定受教材内容、学生基础教师水平等方面因素的影响,不可能有一个简单的模式。但课堂教学思路的清晰、科学与否,是影响课堂教学效率的主要因素。物理学是一门实验科学,初中生由于受抽象思维的局限,开展实验探索教学不仅能为学生提供丰富的感性认识,为思维加工提供大量的素材,而且为学生能力培养创造了良好的条件。根据学生的认知规律,依据启发教学原则,我们设计了以突出实验教学为宗旨,能充分体现知识的发生、形成和发展过程的课堂教学思路,即:情境问题猜想探索结论深化运用练习作业。
其各个环节的说明如下:
1.情境:是教学准备阶段,教师可通过列举生产、生活中的实际事例,展示实物、模型、挂图、漫画或进行演示实验、分组实验来创设物理情境。如《浮力的利用》一节,可先安排“空心牙膏片在水中的浮沉”的学生小实验,起到激发求知欲和复习旧知识的作用。然后将空心牙膏片改变形状放入水中,观察它在水中的浮沉情况。接着教师引导学生对空心牙膏片进行受力分析,学生自然而然的就会找出物体浮沉的条件。
2.问题:从物理情境中提出本节课要研究的问题,使学生很快进入学习状态。如在《什么是力》一节,在列举大量实例的基础上,可问学生:“我们平常接触了不少力的现象,谁能给力下个正确的定义?”引导学生进入积极的思维状态。尽管学生的定义不太严密,但老师要充分肯定学生的成绩,然后引导学生得出正确的力的定义。
3.猜想:要求学生在已有知识的基础上,展开联想和想象,猜想可能的结论。如讲《阿基米德原理》一节时,浮力的大小与哪些因素有关,可先让学生猜想:可能与深度有关,也可能与物体的密度有关,还可能与物体的形状等有关。本环节可激发学生热情,培养直觉思维能力。科学的猜想需要一定的科学素养,决不是瞎想、乱想。尽管猜想不严密不成熟,但为学生进行科学探究打下了坚实的基础。
【关键词】初中物理 力学 有效教学
在新一轮课程改革持续深入背景下,我国教育领域已经加强了对教学有效性的关注,力求通过实践来取得积极突破。有效教学理念的提出,能够进一步激励学生保持高昂的热情和兴趣投入到理论学习中,同时能够在积极实践中加强对理论的巩固和完善,提供知识的系统性。初中阶段物理学科的教学也十分重视有效教学,需要从业者在长期的教学中总结教学方法,从事实现有效的教学目标。
1.有效教学的理论认知
有效教学需要广大教师的积极努力才能完成,首先要有系统完善的理念作为教学指导思想,其次教师应该坚持按教学理念开展教学,关键在于考察学生在一段时间内的成绩提升与能力增长状况。有效教学行为必然强调过程和结果的有效性,因此要想获得有效性,就需要教师坚持几项原则:第一,明确目标。只有教师清晰界定学科教育的短期或长期教学目标,才能更有针对性地编排教学内容,同时采用适当的教学方法,让学生在正常的学习状态下培养更高的能力。学生在一个考察时限内,与教学目标对照已经准确完成或者有所超越,自然实现了有效教学。第二,激发兴趣。有效教学讲求学习效率,而学生的兴趣因素可以直接影响学习效率的发展程度。教师要始终关注学生的兴趣,结合实际状况适当调整教学形式和内容,让学生愿意积极主动的体会学习乐趣,从而提出教学有效性。第三,优化方法。学生在不同阶段的教学具有一定的差异性。初中阶段的学生与外界接触互动认知的能力尚且需要提高,因为教师如果对于理论的讲解能够在不断优化的教学方法中变得通俗易懂,当然能够提高学生的有效学习。
2.初中物理力学课程的有效教学策略
2.1加强课前准备工作
课堂教学的稳定开展离不开教师在课前的积极备课。加强初中物理力学单元的课前准备工作必然促进课堂教学的高效进行。初中物理教师应该认真慎重的对待力学单元的备课。首先要全面了解当前学生的自然学科基础,通过日常教学观察和教学互动了解学生的个性、特点、学习习惯和知识水平,要设计一定的导入性内容,使得不同层次的学生都能够在适当的课程引导中有效的进入力学内容。要掌握物理的基本概念,并且要试着通过通俗易懂的解释来定义,让学生能够更好更快地形成认知。其次,应该对当堂课程的内容进行结构创设,通过拆分教学任务,将其中的重点与学生的生活实践相互结合。如讲解“浮力”内容时可以讲解人在游泳中遇到的浮力,船在水面行进需要的浮力,飞机在高空飞行需要的浮力等等内容,当讲解“大气压力”内容可以在课前设计小型实验,准备简单实用的实验材料。可以选用一个熟鸡蛋或一个口径略小于鸡蛋外径的瓶子。开始教学实验时,首先在瓶子中倒入一定量的热水后倒出,同时将熟鸡蛋剥皮后迅速放置在瓶子口,随着时间推移能发现鸡蛋缓慢地被吸入到玻璃瓶中。这样的实验操作简单,但是现象生动直观,准确反映大力压力的存在与作用效果,自然能够为课堂上理论知识的讲解提供巨大的辅助效果。
2.2加强课堂实验互动
物理作为自然学科中的重要内容,理论知识有时显得较为抽象。力学单元教学中,“力”就属于摸不着看不见的概念,如果对于力的相互作用只是结合课本完成讲解,学生的接受程度和掌握效果必然层次不齐,无法达到良好的教学效果。只有强调课堂实验互动,结合物理实验才能更好的让学生感受到力的存在,有助于理论结合实际来分析思考和解决问题。实验的器材并不需要多么复杂,如前文中提到的利用熟鸡蛋和瓶子完成大力压力的实验一样,大量的生活材料都能用来完成力学实验教学。如让学生在一个较为粗糙的案板上,让学生选择书、笔、文具盒、粉笔盒等不同物品在水平方向推出,观察推出后滑动的效果。从而让学生了解物品在滑动中受到了人的推力,案板的摩擦力,自身的重力等不同的受力影响。要想滑的更远,可以推的更重些,可以将案板打磨光滑些等。通过简单的实验例子,学生能够对物品运动中的受力过程有所了解,有效地掌握了课堂教学理论。
2.3加强现代技术应用
现阶段,我国的义务教育已经大范围推行多媒体、信息化技术在教学中的应用,基于计算机网络技术的发展,使得教学有效性变得更加明显。初中物理的力学有效教学也同样需要加强现代技术的应用。从而确保各种力学的抽象定义能够通过图片、音频、视频等内容得到形象展示,这样的教学环境中学生的感官得到了充分的刺激,从而对知识点的印象更为深刻,对于理论的理解更为透彻。例如教师可以找来正式的科学实验视频,让学生感受大型科学实验中的力学现象,从而准确理解物理基本概念,为有效学习其他内容也奠定了坚实的基础。可以制作FLASH动画,将物体的受力进行对照拆分讲解,对于力的作用对象、力的转移、力的递进等不同现象进行动态化的展示,有助于增强学生的理解,提高学生的记忆。
结束语
力学知识是初中阶段的物理学科的重要内容,教师应该通过积极优化的教学方法,借助不同的教师手段和技术,通过演示多样化的实验让学生在愉快融洽的教学氛围中掌握力学知识,实验物理的有效教学。相信有效教学理念下,教师能够开发出更多的针对性策略,从而增强学生的物理知识,提高应用物理的能力。
参考文献
[1]焦新健.浅谈初中物理探究式教学的策略[J].方法交流,2011,02:22-23.
[2]罗万将.关于初中物理力学知识的有效教学策略研究[J].教育界:基础教育研究,2015,5:134-134.
【关键词】优化;课堂教学;强化;素质教育
Optimizethequalityofeducationtostrengthenclassroomteaching
Zhangguorong
【Abstract】Forthetakeoffofthetwenty-firstcentury,therapiddevelopmentofscienceandtechnology.ThecauseofeducationreformandinnovationandalsocomplywithHealth,forinordertoenhancethequalityofthewholenationforthepurposeofqualityeducation,nodoubtistotraintalentsofanewstrategicinitiatives,besuretostrengthenitsimplementation,whichmuststartwithchildren,schoolsarrestedeffect.Italsoallowsteacherstotheneedtooptimizetheclassroomteaching,asfaraspossibletohighlight"theleadingteachers,studentssubject"theroleofbilateral,soastoachievebetterteachingresults.
【Keywords】Optimization;Classroomteaching;Strengthening;QualityEducation
我校是一所县级中学,位于清水县永清镇。学生素质参差不齐,加之实施九年义务教育,我校差生在学生总数中的比例愈来愈大。因此,优化课堂教学效果,变应试教育为素质教育,全面提高教学质量是我校物理教学改革的重大课题。近年来,我校对物理课堂教学的结构、方法进行了尝试改革。过去我总认为学生的接受和理解能力有限,不能充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,教师只是“教书”,而学生只是被动地学习,因此,教者和学者双方都觉得很累,教学效果较差。现在采用“细读、精讲、勤做、多练”的四步教学法,既突出了“教师主导、学生主体”的双边作用,又收到了良好的教学效果。使差生得到转化,优生于以提高,差生转化率达85%,优生提高率达40%,其整体素质得到较大幅度的提高。现就教学中的具体的实践尝试谈一些想法和做法。
1.确立教学目标优化课堂结构
现代教育是从培养创造型、实用型人才为目标,而物理课教学更要全面具体地体现出其实验教育的功能,并发挥学习目标的导向性作用,调动学生的积极性,而整个教学的程序由课堂教学统一调配,教学的任务主要通过课堂教学来完成。一般分为五个部分:(1)对照目标预习理解;(2)精讲多练启发诱导;(3)做好演示实验调动学生学习兴趣;(4)组织好学生实验充分发挥其动力功能;(5)学生练习巩固。这五个环节可分步实施,互相联系,相互促进,共同提高。
2.实施教学步骤必须着眼于素质教育
现行的实验性教材,图文并茂,可读性很强。因此,它须面向全体学生,着眼于素质教育。以预习为前提,讲解为动力,把学生预习后的问题渗透在教师的讲解之中,使其融为一体。例如在《浮力》一章的首节课时,应先提问预习的问题;(1)浮力的概念:浮力定义,浮力的方向;(2)分析浮力的产生及其实质。其目的要学生动手、动脑。逐步养成自拟预习提纲,增强自学能力,使他们能够独立地,主动地获取新知识,从而提高学习效果。本节课应突出浸没在液体里的物体上下表面的压力之差和下表面向上的压力总大于上表面向下的压力,这一关键性的重点和难点,既引出了浮力定义,又规定了浮力的方向,并表明了当物体所受合力一定时浮力不变。
总之,每节课都要抓住关键,注重重点,分析突破难点问题,形成教学梯度,以达到由浅入深,深入浅出的教学目的。
3.做好演示实验
物理是一门以观察、实验为基础的学科,物理学的许多概念和规律,都是在实验的基础上概括总结出来的,实验的成败,既关系着学生学习物理课的情趣,又关系着学生对其知识的系统掌握,因此,教师课前需要有充分的准备,必须做好演示实验。通过演示实验,激发学生学习的趣味性,尤其是刚接触物理课的初中学生,有趣的物理实验更能引起他们的学习兴趣,集中其注意力。在教学过程中,如果我们能够充分利用演示实验创设一个有声、有色、有直观感的教学情境,就能使学生在愉快的情境下充分发挥自己的分析思维能力,把实验所获得的感性认识,归纳综合为理性认识,以完成认识过程中的飞跃,达到主观和客观的和谐统一。
4.学生实验—充分发挥其能动作用
学生实验是以演示实验为前提,充分发挥学生的自我动手能力,使其理论知识与实践操作有效的结合起来,从而更好的达到教学的目标,是物理教学的重要环节。可分组实验逐人指导,从“认识”、“操作”、“素养”三个方面进行技能培养。教师必须在学生实验时以学生动手操作技能为重点,对各小组加以指导、检查、示范,及时纠正学生操作中的失误。形成了“以教师为主导,学生为主体,启发为前提,实验为基础”的课堂教学模式。
5.学生的练习与巩固
关键词:实验 创新 教学 易理解消化 事半功倍 培养能力
【中图分类号】G633.7
一、 实验创新在物理教学中的重要性
物理对于初中生来说是一门全新的学科,初中生又正处于兴趣的成型与发展期,兴趣的培养对于他们以后的物理学习有着重要的影响。在实际的教学过程中我们如果仅仅局限于书本上提供的少数实验,则难以达到预想的效果。我们在课堂上要不断创新实验内容,多挖掘实验素材。实验过程中,主要是学生自己动手,老师只在旁边适当的指导,这样给予他们充分的信任,能够帮助他们摆脱对物理的畏惧心理,树立学习的信心。成功有趣的物理实验还可以颠覆学生惯有的思维,不仅能让他们印象深刻还会让他们更加热爱物理。例如,在九年级上册的大气压强时,我在玻璃瓶中装满水,然后将一张纸封在瓶口,问学生将瓶子倒置会有什么现象,很多同学都认为一张纸是封不住一瓶水的,当实验结果展示在他们面前时,都惊呆了。
二、 初中物理实验创新的实践
1. 减弱影响因素,提高实验效果
生动形象的趣味实验能够有效激起学生的好奇心,为课堂创造浓厚的教学情境。但是很多物理实验都是建立在理想环境基础之上的,因此我们要减弱实验的影响因素,让实验效果达到更好的状态。 如在学习牛顿第三定律的时候,学生惯性的思维就是施力物体不受力,课本上的实验是两个小船漂浮在水上,人坐在一个船上,用力推另一只船,自己也受力向后运动。这个实验实施起来难度比较大,学校没有那么大的水面,也没有船,即使有了船还存在水的阻力作用。我们可以将船进行改进创新,用条形磁铁代替船,将条形磁铁放在两个铅笔上,手拿着同样的条形磁铁放在另两个铅笔上,松手后,两个条形磁铁都向后(或前)滑动。两个条形磁铁同时向后(或前)运动,说明都受到了力的作用。这个实验不仅说明了力的作用是相互的,也说明了不接触的物体之间也可以存在力的作用。这样改进过后,由于磁体与铅笔之间的摩擦力很小,铅笔是圆形的,有利于磁体的移动,实验变得可操作,效果更加明显,学生对于知识的接受程度也有所增加。通过这些趣味的小实验,大大地激发了学生学习的兴趣和探索欲,提高了课堂的参与度及学习效率。
2. 更新实验思路,简化演示实验装置
初中物理教学内容多,课时却比较紧,如果每一个实验都让学生动手做没有那么多的时间,有很多实验难度较高、缺乏器材也不适合让学生自己动手做,因此,在物理课堂中要加强演示实验的直观性教学。对于一些比较复杂、消耗比较大的实验还可以对实验的装置、器材等进行改进和创新。如在研究比热容的相关问题时,如果采用课本上的实验,由于水和油的温度上升比较慢,再加上盖子存在一定的散热问题,温度计液柱上升慢,可视度差,学生读数难以读准。我们可以将温度计变为U型温度计,并且在里面装上红墨水增加可视度,这样水和食用油有较小的温度的话就能让气体膨胀,U型管内的水位差很大,更方便读数。如果采用酒精灯加热,难以保证水和食用油吸收的热量相等,而且一节课也难以做成实验,我们可以将水和食用油放入容器中,在容器中倒入一定量的热水,保证水和食用油吸收的热量相等。最后,可以对容器进行创新,采用塑料瓶和木塞,减少容器散热带来的影响。通过对实验进行改进后,较少了外部因素对实验的影响,让实验效果更好。通过使用U行试管温度计也让部分实验现象得到放大,更方便学生的观察。
改进后,实验变得更容易操作,学生观察起来更方便,实验效果也更好。课本上新课改后,新教材编排了大量的课堂演示实验,老师要充分利用这些实验,给学生带来感官的冲击,培养他们的观察能力,让他们在感性的认知中更好地理解物理知识与物理规律。
3. 创新实验方式,培养学生动手能力
在实验教学中要遵循循序渐进的原则,适时为学生提供更多的锻炼机会,让学生实际动手操作参与实践的具体过程。过去的实验教学都是学生按照老师的思路按部就班的进行,我对此进行了创新,我让学生自己设计自己的实验,培养他们的动手能力与探究能力。如在学习电路的相关知识时,让学生自己动手去感受电流的存在,自己设计并联电路、串联电路,去寻找电流流动的规律。在实验之前,老师要对实验中所用到的知识点。器材的使用进行详细的讲解, 尤其是带有一定危险性的实验。然后让学生自己画出所做实验的电路图,自己去定义每一个实验器材在自己的实验中的角色与作用。学生准备完成后,老师要检查学生电流表是否接反了,被测电流是否超过电流表的流程,有没有短路现象,检查完毕后再让学生闭合电路。眼观千遍不如手动一遍,实验对于学生知识的理解和掌握意义重大,只有让他们亲自动手,自己去发现去总结才能更好地掌握物理知识。
4. 更换实验材料,贴近生活实际
物理是与生活紧密联系的,我们可以更新实验材料,多用生活相关的实验材料,这样不仅能够加深物理与生活的联系,弥补课堂教学的不足,在实践中还可能出现很多对生活有用的实验。 我们还可以让同学们自己寻找实验用品设计实验,去验证一些简单的规律。如在浮力的相关知识的学习中,书本上让学生自己用橡皮泥来造船,如果是手工不太好的学生做起来就会比较困难。我们可以简单地将橡皮泥变成一个半球形,变成半圆形后橡皮泥就可以成功地浮在水面上,来让学生思考到底是形状还是体积在影响橡皮泥所承受的浮力。在学生的固有思维中,只有浮在水面上的物体才承受浮力,沉在水下的物体不承受浮力,我们可以找一个小石块,用弹簧测力计测出其重力,然后将小石块沉入水中,观察弹簧测力计上受力的变化。我们可以发现,弹簧测力计上示数减小了,说明沉在水中的物体也受到浮力的变化。这样与学生固有思维相对立的现象更能够让他们印象深科,对知识点的记忆更牢固。
总之,要上好物理课必须要重视实验教学创新,将实验教学贯穿于物理教学的全过程中,对课本上的实验不断地进行创新,让实验更具有可操作性,加深他们在实验中加强对知识的理解,全面提高学生的学习效率。
参考文献
1. 正确理解浮力中的有关概念
关于浮力内容中的基本概念,能够正确理解,是解浮力计算题的关键。如浮力的定义、浮力的方向以及浮力产生的原因,物体在液体中上浮、下沉、悬浮或在液面上漂浮等。
2. 掌握物体在液体中的浮沉条件
当f浮>g物(ρ物<ρ液)时,物体上浮,静止时物体漂浮在液面上,这时f浮=g物。
当f浮=g物(ρ物=ρ液)时,物体悬浮。
当f浮<g物(ρ物>ρ液)时,物体下沉,静止时物体沉底,这时f浮=g物-n(支持力)。
物体在液体中悬浮或漂浮在液面上时,二力平衡。
3. 正确理解阿基米德原理
正确理解阿基米德原理是计算浮力的关键。
在公式“f浮=g排=m排g=ρ液gv排”中,g排表示被物体排开液体的重力,m排表示被物体排开液体的质量,ρ液表示液体的密度,v排表示被物体排开液体的体积。
当物体全部浸入液体中时,v排=v物;当物体部分浸入液体中时,v排<v物。
浮力的大小只与液体的密度、排开液体的体积有关,而与其他因素无关。阿基米德原理适用于所有液体和气体中。
4. 浮力计算的常用方法
(1)弹簧秤法(f浮=g物-f读)
此方法仅适用于用弹簧秤在液体中称物体重力时受到的浮力。
例1 一个金属块挂在弹簧测力计上,在空气中称读数为27 n,把它浸没在水中称测力计读数为17 n,此金属块受到的浮力是多少?(g=10 n/kg)
分析 金属块浸没在水中称,弹簧测力计的示数比在空气中称时示数变小,这是因为金属块受到了水的向上浮力作用,所以f浮=g-f=27 n-17 n=10 n
(2)平衡法(f浮=g物)
此方法仅适用于物体一部分浸没在液体中处于漂浮状态,或完全浸没在液体中处于悬浮状态时,可根据“f浮=g物”求浮力。
例2 将质量为800 g的铜块(体积为2 dm3)放入水中静止时其所受浮力是多少?
分析 此题没有明确铜块是实心还是空心,所以铜块放入水中的状态不能确定。但我们可以求铜块密度:
ρ铜=m/v=0.8 kg/2×10-3 m3 = 0.4×103 kg/m3
因为ρ铜<ρ水,所以铜块放入水中处于漂浮状态,即f浮=g铜
(3)阿基米德原理法(f浮=g排=m排g=ρ液gv排)
此方法适用于所有液体或气体中。
例3 一块质量为2.7 kg的实心铝块(ρ铝=2.7×103 kg/m3)放在足够多的水中,受到的浮力是多大?
分析 因为ρ铝>ρ水,所以铝块放在足够多的水中必然下沉,即
中学物理教学历来重视物理概念的教学,传统的概念教学从物理概念的文本出发,着力在三个方面讲解和剖析物理概念:一讲清概念的内涵,即物理内容和物理意义;二强调概念的外延,即概念的适用条件和范围;三理清相关概念的联系和相近概念的区别,课改后的概念教学,继续重视知识文本内容的宣讲,将知识内容讲授得精要、清晰、连贯,以教学艺术与教师情绪的感染将单向的知识传授活动变得生动有趣,同时还融入了演示实验、多媒体或实物展示、板书与演算等教学手段,但是,基层教师对概念形成过程的教学的研究不足,采用的教学手段流于形式,难以让学生内化概念知识,以一节《阿基米德定律》公开展示课为例,笔者曾对学生做了一次课后测评,在为“浮力”概念设置的问题中,对“请举一个生活实例来说明浮力的存在”的39份答卷中,除1份外,其它35正确答案均取自于课堂教师所列举的实例;在回答“浮力的方向是否可能在水平方向上”问题时,却仅有7份回答“不可能”,从测评数据可以支持这样的判断:学生并未在这节课堂教学中通过对“浮力”概念本质的分析进行深入思考,尚未对“浮力”概念形成扎实的知识储备。
物理概念,其本身的含义既抽象且深刻,在日常生活中常被误用或滥用,同时,初中学生在物理概念学习过程中,由于其自身认知特征的局限性,不仅仅需要教师帮助从现象中抽取并概括出物理现象的本质属性,还需要学生自己对获得的知识内容进行深层次的加工整理,才能让学生在原有的经验背景下内化到自己的各自有所不同的知识结构中,那么,物理概念的教学可以采用怎样的教学策略,在实行严谨的概念文本解读的同时,突出概念内化呢?现将在知识内容传播与教学活动设计两个方面,探寻可资利用的教学策略。
1 概念内容的选择与呈现顺序的策略
概念教学,一般是从学生已有知识或生活经验或实验现象开始,首先让学生观察并帮助学生归纳大量事实的共同特征,选择与设计有利于学生内化概念内容的实验与生活经验,存在三个主要来源:
第一,教材与教参中的实例与实验。
第二,应用于生活中的现象和经验;适度的贴近学生社会生活的经验与现象,便于学生观察、感知和分析。
第三,学生对概念的理解与经验;教师能从中发现学生的认知偏差,学生也容易被唤起兴趣与注意。
概念内容的呈现顺序,考虑到学生学习的认知特征与学科内容特点,以直线式或螺旋式、渐进性组织或跨越性组织等方式来调整概念教学内容。
如初中物理“内能”一节,采用教学内容的渐进性组织方式,以三步骤建构内能概念:从“能量是物体所具有的对外做功的能力”已有知识出发,通过加热水杯,水杯内悬浮物从静止开始运动的演示实验,发现“温度高的物体具有对外做功能力”,得到“温度高的物体具有能量”,即“任何物体都具有与类似机械能的能量”结论,再用反复弯折铁丝实验,总结出“对物体做功,内能增加”,来进一步强调物体内能的能量特征,最后,加热铁丝、烘烤铁丝等实验,发现并归纳出内能所具有的“热传递方式转移内能”,拓展出物体内能转移的特殊方式。
2 形成概念的方法的教学策略
概念形成的过程是一个复杂的、感性认识与理性认识相互作用的认识发展过程,使用了严谨的科学方法,针对概念形成的不同方法,教学活动也各有不同的策略。
2.1观察法建构概念,例如连通器,用直观感知的教学活动来帮助学生形成概念
将形状、粗细不同的各种连通器拿给学生看,观察且归纳出容器加水后的水面总处于同一高度这样共同特征,来形成连通器概念,课后就不难准确地识别出其它的未在课堂上呈现的连通器了。
2.2数学法建构概念,如密度,应用发现式教学策略
分别测量同种物质的形状、大小各异的物块,发现各物块的质量与体积的比值相等的共同特征,将质量与体积的比值定义为密度概念,当然教学侧重点不仅在于从大量示例中发现具有共同特征的数学关系,还要辅以概念形成的物理发展史的教学。
2.3理想化法建构概念,如惯性、分子电流等,采用讲演式讲授法
帮助学生在尊重假说的基础上,实施理性推理的教学活动策略。
3 概念适用范围及与相似概念的区别的教学策略
每个物理概念都具有独一无二的含义,要掌握概念决定条件、物理量的量度公式、适用范围及与相似概念的区别,采用类比式讲授法与设想类问题讨论法等教学方法,有利于学生内化概念内容。
例如,“电阻”概念与“密度”概念类比,两者量度公式极其相似,一样不能从电阻定量公式R=U/I认为电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比,而与密度是物质的属性一样,决定导体电阻的是导体的材料、长度和横截面积_同样,内能中的分子动能与机械能中的动能概念,压强与压力概念,等等,类比教学方式有利于同化与顺应新概念的认知,避免概念的混淆。
日常口语会话中常常会被滥用的能量概念,设想类问题的讨论式教学活动,如“气功师号称能‘隔空打物’或‘隔山打牛’,如何设计实验证明这种说法是否正确?”,师生既可以围绕问题进行分析、讨论和交流,从不同角度来探讨机械能、内能、化学能等概念,也可以创造性地设计实验,将所学知识加以合理发挥,来促成对能量概念知识的全面、深刻的理解,
4 概念内化需要的时间与资源的教学活动策略
学生构建个人化概念所需要的时间与资源,在教学活动方面,设计发现性实验与开放性问题,在教学方法方面,讲授式教学方法的同时,辅以交流、合作、探究等课堂活动,都是有效的课堂教学活动策略。
关键词:前概念 科学概念 浮力教学
学生不是空着脑袋走进教室的,他们进课堂前不是一张白纸,由于生活经历的不同,通过日常生活的各种渠道,对自然界的各种现象、事物形成了自己独特的看法,是学生上物理课之前形成的。教学时要注意,前概念是学生自己的立场形成的,是学生的精神财富,它的产生体现了人类认识发展的一般规律,是正常的,必然的。
学生的前概念可能是正确的,也有可能是错误的,会对科学概念的形成和发展带来困难,但不应该把前概念看成一种思维垃圾,抛弃前概念,把物理概念强加灌输给学生,学生不理解它们,不会运用它们,那么物体概念就变成“死”定义。在教学中,让学生基于他们的前概念,对一种现象进行预测,让学生对前概念进行争议,产生思维冲突,让学生能运用新学习的科学概念解决前概念无法解决的问题,让学生意识到科学概念比前概念更合理、更有效,并能解释更广泛的现象。
学生在学习《浮力》前,会有许多错误的前概念,如“体积大的物体受到的浮力大,会上浮,体积小的物体受到的浮力小,会下沉。”“重的物体下沉,轻的物体上浮”,果真是这样吗?在课堂上,我拿出质量大的木块和质量很小的大头针分别放入水中,学生观察到的是重的浮在水面,而轻的沉底,所看事实与学生的前概念发生冲突,引起他们的思考,从而激发了学生的探究欲望。使他们自主地把事实与前概念对比,认识到原先的看法是错误的,那么物体在水的沉浮究竟与什么有关?难道与轻重没有关系,与大小有关吗?与大小又存在什么关系?是“大的浮、小的沉,还是小的浮、大的沉?”此时学生的心中充满疑惑,这种疑惑既是对原来的认识的否定,又有无法寻找到正确答案的焦虑,求知欲望强烈。
老师在教学中如果能为学生建立一种认知冲突的情境,鼓励学生不断地对原有的观点产生怀疑,不断做出新的假设,会激发他们的探究欲望,使他们体会到学习的快乐性。
在学习《物体的沉浮》这一课时后,学生知道物体的沉浮与物体自身的因素与液体的因素有关。相同的物体在不同的液体中会表现出不同的沉浮状态,当我把一个鸡蛋放在清水中时,鸡蛋是沉底的,当向水中不断加盐并搅拌后,学生惊奇地看到鸡蛋慢慢地浮上来。
师:为什么鸡蛋上浮了?
生1:因为加盐后水的密度变大了。
生2:鸡蛋完全浸沉在水中,液体的密度变大,浮力变大。
生3:鸡蛋所受浮力大于重力,鸡蛋上浮……
学生通过这一探究活动,对物体的沉浮更清楚了,对科学概念的掌握更深化,更巩固了,从而达到了我们的教学目的。
综上所述,科学概念的形成是一个复杂的过程,大胆地让学生参与教学,在学生头脑中引发一场冲突,让学生充分暴露自己的前概念,用实验排除直觉思维,建立新的科学概念,让学生在不同的环境中运用和拓展新概念,完成由前概念向科学概念的转变。
参考文献: