實驗驅(qū)動探究，分享回歸課標(biāo)

李先全

摘 要：浮力是初三物理的教學(xué)重點和難點，本文就自制簡易的浮沉子進行演示實驗，結(jié)合初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版），從學(xué)生課程中心論出發(fā)，大膽開放設(shè)問，啟發(fā)學(xué)生討論交流，開發(fā)總結(jié)了這一來自生活的簡單演示實驗的物理學(xué)知識。

關(guān)鍵詞：初中物理；復(fù)習(xí)課；課程標(biāo)準(zhǔn)；沉浮條件

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）12-0015-3

在初三物理復(fù)習(xí)教學(xué)中，由于知識量大、綜合性問題多，老師在課堂教學(xué)設(shè)計中很少涉及演示實驗的探究。浮力是中考的重要內(nèi)容，本文以“沉浮條件及其應(yīng)用”為課題，課堂中引入自制的簡易浮沉子為模型，展開討論。

1 問題提出

初三課堂由于容量大，注重知識的歸納、遷移和應(yīng)用，加之課時有限，在課堂設(shè)計及課堂實施中存在重知識和方法，輕實驗和探究的現(xiàn)象，學(xué)生參與知識和方法的討論多，但實驗的探究開發(fā)討論少。同時，重慶市中考物理中每年都有一道信息開放的題目，要求學(xué)生仿照示例，表達出物理現(xiàn)象和對應(yīng)的物理學(xué)原理。浮沉子是探究沉浮條件常見的簡易實驗?zāi)Ｐ汀?/p>

2 教具準(zhǔn)備

很多器材來源于生活中使用過的物品。上課前，筆者去化學(xué)實驗室尋求幫助，希望能找到一個小的透明的玻璃瓶，找遍了所有玻璃瓶，沒有一個符合要求，于是調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，尋找小的玻璃試管。最后確定為一個15 cm長的玻璃試管，在實驗室的一個水桶中簡單地演示感受了一下，隨后買來一瓶礦泉水，實驗儀器準(zhǔn)備就緒。

3 演示實驗

3.1 調(diào)整情緒，組織課堂

上課時，筆者向同學(xué)們交代了今天課堂的研究主題，為了實現(xiàn)這個目的，筆者拿出剛買的礦泉水，課堂就以這個瓶子開始。筆者將礦泉水分給幾位同學(xué)后接自來水進行實驗。這樣很好地拉近了與學(xué)生的距離，活躍了課堂氛圍。

3.2 組裝器材，觀察現(xiàn)象

在空的礦泉水瓶里裝滿自來水，將玻璃試管開口端向下，放入瓶中。這時候提出問題：請同學(xué)們觀察瓶中的現(xiàn)象，你看到了什么？

3.3 分析原因，尋找規(guī)律

學(xué)生對現(xiàn)象觀察仔細(xì)?，F(xiàn)象一：水從瓶口溢出。原因是試管排開水，本質(zhì)上排開水的體積等于試管在水中的體積；現(xiàn)象二：試管靜止。原因是受力平衡，浮力等于試管的重力，而且等于排開水的重力。

3.4 因勢利導(dǎo)，深入分析

在學(xué)生的回答中，提及試管下沉是因為重力作用，但不能繼續(xù)下沉，是因為被卡住了。針對學(xué)生的這一猜想，筆者這時候?qū)ζ胶獾脑嚬苁┘右粋€擾動的外力，學(xué)生發(fā)現(xiàn)試管在震動。老師和學(xué)生一起來分析原因：（1）試管向下運動，是因為受到外力的作用，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因；（2）試管繼續(xù)往下運動，是因為物體具有慣性；（3）試管往下減速運動，是因為浮力大于重力，浮力之所以增大，是因為試管排開水的體積增大；（4）試管運動到了最低處不能停下來保持靜止，是因為浮力大于重力，合力不為零；（5）試管向上運動，是因為浮力大于重力，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因；（6）試管運動到擾動前的位置時，浮力等于重力，但不能立馬停下來，繼續(xù)向上運動，因為慣性的存在；（7）試管不能上下一直振動下去，是因為液體阻力的存在。說明機械能在向內(nèi)能轉(zhuǎn)化。通過現(xiàn)象觀察及其分析，學(xué)生順利地回顧了沉浮條件及其相應(yīng)的運動學(xué)、動力學(xué)、能量等相關(guān)知識。

4 拓展深化，探究本質(zhì)

這時候，筆者用力擠壓礦泉水瓶。學(xué)生觀察到瓶中倒立放置的試管開始向下運動，松手不擠壓礦泉水瓶，試管向上運動。請學(xué)生小組討論，分析原因：（1）擠壓礦泉水瓶，部分水被擠壓到倒立的試管內(nèi)，試管內(nèi)的空氣被壓縮，相當(dāng)于試管排開水的體積減少，所以試管受到的浮力減少，當(dāng)浮力小于重力時，試管開始下沉；（2）當(dāng)松手不擠壓礦泉水瓶時，被擠壓的空氣又將部分水從試管中擠出，空氣體積增大，相當(dāng)于排開水的體積增大，浮力增大，當(dāng)浮力大于重力時，試管上浮。

5 合作分享、表達交流

為了拓展復(fù)習(xí)課堂的容量，筆者繼續(xù)提問，這一簡單的實驗涉及哪些初中物理知識呢？請描述現(xiàn)象并找到對應(yīng)的物理規(guī)律。請小組討論，合作交流，分享成果。討論后的小組發(fā)言讓老師很驚訝，幾乎涵蓋除電與磁的所有內(nèi)容，結(jié)合義務(wù)教育階段物理課程標(biāo)準(zhǔn)，歸納起來如表1。

6 教學(xué)反思

構(gòu)建主義教學(xué)理論主張以學(xué)生為中心，強調(diào)學(xué)生對知識的主動探索。以往的復(fù)習(xí)教學(xué)，教師們總是把教學(xué)重點放在知識的記憶和結(jié)論的應(yīng)用上，加之課時的限制，復(fù)習(xí)課上很少引入實驗的探究和資源開發(fā)，所以復(fù)習(xí)課相對沉悶，學(xué)生容易疲憊，課堂效率有待提高。而物理實驗的引入，可以很好地激發(fā)學(xué)生的興趣，同時可以全面復(fù)習(xí)相關(guān)的物理知識。實驗的器材來自生活，使學(xué)生對物理學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，愛因斯坦曾說，興趣是最好的老師。只要老師在課堂上充分地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，將逐步培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[2]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書編寫組.義務(wù)教育教科書物理 八年級 全一冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013.

[3]曾湖賢.實驗引入復(fù)習(xí)課課堂活躍又高效[J].物理教學(xué)探討，2014，32（3）：51—53.

（欄目編輯 趙保鋼）