浮力大小”的探究式教學(xué)

1、浮力大小的探究式教學(xué)探究式教學(xué)法又稱(chēng)“發(fā)現(xiàn)法 ,是60年代初布魯納首先倡導(dǎo)的 ,經(jīng)過(guò)后人的不斷研究、開(kāi)展完善 ,逐漸構(gòu)成一套理科教學(xué)的新模式。這種教學(xué)法的特點(diǎn)是：在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下 ,通過(guò)學(xué)生的親自參與 ,經(jīng)過(guò)探究活動(dòng) ,由學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)概念、規(guī)律。在這種形式的學(xué)習(xí)過(guò)程中 ,學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí) ,更重要的是學(xué)到了獲得知識(shí)的過(guò)程和方法知道知識(shí)是通過(guò)怎樣的過(guò)程得來(lái)的 ,這種教學(xué)方法有利于培養(yǎng)學(xué)生的能力和豐富的創(chuàng)造力。這正是現(xiàn)代社會(huì)高速開(kāi)展所需要的。探究式教學(xué)模式現(xiàn)在已越來(lái)越多地被廣闊理科教師所接受和應(yīng)用。其實(shí) ,在這以前不少教師實(shí)際上已在局部地或初步地應(yīng)用這種教學(xué)模式了。例如課堂上的設(shè)疑、點(diǎn)撥思維

2、、變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、啟發(fā)式教學(xué) ,這些都是帶有探究色彩的。下文是“浮力大小一課探究式教學(xué)的嘗試和探究過(guò)程。在學(xué)習(xí)“浮力大小這節(jié)課的內(nèi)容以前 ,學(xué)生已經(jīng)知道了“浸在液體里的物體所受浮力的大小等于用彈簧秤在空氣里稱(chēng)物體和浸在液體里稱(chēng)物體兩次讀數(shù)的差 ,并學(xué)會(huì)了用彈簧秤測(cè)量浮力的方法 ,這為“浮力大小一課的探究式教學(xué)奠定了實(shí)驗(yàn)根底。這局部?jī)?nèi)容的教學(xué)要求分兩步來(lái)到達(dá)。第一步要求學(xué)生知道浮力大小跟液體的密度和排開(kāi)液體體積之間的定性關(guān)系 ,第二步要求學(xué)生理解和掌握浮力的大小和液體的密度和排開(kāi)的液體體積之間的定量關(guān)系即阿基米德定律。一、設(shè)置情景一艘滿(mǎn)載貨物的海輪正在大海中航行。彩畫(huà)蔚藍(lán)的天空 ,湛藍(lán)的海

3、水 ,雄偉的萬(wàn)噸巨輪 ,刺激著學(xué)生們的感官 ,引起了興奮 ,學(xué)生們進(jìn)入了學(xué)習(xí)知識(shí)的情境。二、設(shè)疑這艘滿(mǎn)載貨物的輪船受到海水對(duì)它的浮力有多大呢？很顯然 ,這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)無(wú)法用前面學(xué)過(guò)的用彈簧秤測(cè)量浮力的方法來(lái)解決 ,面對(duì)這個(gè)龐然大物 ,彈簧秤已經(jīng)無(wú)能為力 ,問(wèn)題的提出在學(xué)生心中引起了困惑 ,激起了求知的新的“浪花三、點(diǎn)撥為了解決輪船在海中航行時(shí)所受浮力大小的問(wèn)題 ,必須先研究和浮力大小有關(guān)的因素？將學(xué)生對(duì)解決輪船所受浮力大小的直接興趣 ,引導(dǎo)到研究和浮力大小有關(guān)因素的間接興趣上去。四、猜測(cè)浮力大小究竟和哪些因素有關(guān) ,大家可以猜測(cè) ,發(fā)表自己的見(jiàn)解 ,并說(shuō)出自己的理由。這時(shí)課堂氣氛頓時(shí)活潑起來(lái) ,

4、同學(xué)們根據(jù)以往學(xué)過(guò)的知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)、所見(jiàn)所聞進(jìn)行猜測(cè) ,議論紛紛 ,有人開(kāi)始舉手了。1有的學(xué)生認(rèn)為浮力大小和物體的輕重有關(guān) ,理由是輕的木塊在水中會(huì)浮起來(lái) ,而重的金屬塊那么沉下去 ,說(shuō)明木塊所受浮力比金屬塊大。老師應(yīng)及時(shí)糾正學(xué)生關(guān)于物體輕重的說(shuō)法 ,輕重必須用同體積的物體來(lái)作比擬 ,所以這個(gè)學(xué)生關(guān)于木塊的說(shuō)法應(yīng)改成浮力大小和物體密度有關(guān)。至于木塊浮上來(lái)就說(shuō)它所受浮力大的錯(cuò)誤想法 ,在下一步實(shí)驗(yàn)探究時(shí) ,由學(xué)生自己來(lái)糾正。2有的學(xué)生認(rèn)為浮力大小和物體體積有關(guān) ,理由是：“你看！輪船體積大 ,在海上能載這么多貨物 ,說(shuō)明它所受的浮力大。3有的學(xué)生認(rèn)為浮力大小和物體浸入液體的深度有關(guān) ,理由是在游

5、泳池里游泳 ,在淺水區(qū)感到浮力小 ,在深水區(qū)就感到浮力大 ,游起來(lái)輕松。其實(shí)這也是一個(gè)錯(cuò)誤的想法 ,即使在淺水中 ,只要身體全部浸沒(méi) ,受到的浮力和在深水中是同樣大的 ,但是既然是猜測(cè) ,就允許猜錯(cuò) ,讓學(xué)生在下一步探究中自己去“去偽存真。4有的學(xué)生認(rèn)為浮力大小和液體密度有關(guān)。理由是海水密度大 ,在海水里游泳要比在游泳池里游泳感到浮力大。老師應(yīng)事先估計(jì)到學(xué)生可能提出的各種猜測(cè) ,并進(jìn)行充分的準(zhǔn)備 ,學(xué)生沒(méi)有提到的因素 ,老師應(yīng)及時(shí)進(jìn)行啟發(fā) ,同時(shí)要準(zhǔn)備好各種實(shí)驗(yàn)器材 ,如同體積的木塊和金屬塊、不同體積的鐵塊、水、酒精。老師歸納：浮力大小可能和物體密度大小有關(guān)。浮力大小可能和物體體積大小有關(guān)。浮

6、力大小可能和浸入液體深度有關(guān)。浮力大小可能和液體密度大小有關(guān)。五、探究實(shí)驗(yàn)方法既然浮力大小可能和上述因素有關(guān) ,那么是和其中的一個(gè)因素有關(guān)呢 ,還是和其中幾個(gè)因素有關(guān) ,或是和它們都有關(guān)系？怎樣來(lái)驗(yàn)證這些猜測(cè)是否正確呢？學(xué)生們經(jīng)過(guò)緊張的思考后提出 ,可以用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)檢驗(yàn)。我請(qǐng)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ,包括選用器材。在傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)都是事先由老師設(shè)計(jì)好的 ,這也是探究式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的區(qū)別之一。學(xué)生甲提出：只要將木塊和鐵塊都浸在水中 ,分別用彈簧秤測(cè)出它們受到的浮力 ,假設(shè)浮力大小不一樣 ,那么說(shuō)明物體所受浮力大小和物體密度大小有關(guān) ,反之 ,那么無(wú)關(guān)。學(xué)生乙提出：將一塊大的和一塊小的金屬塊都浸沒(méi)在

7、水中 ,用彈簧秤測(cè)出它們所受的浮力 ,假設(shè)浮力大小一樣 ,就說(shuō)明物體所受浮力大小和物體體積大小無(wú)關(guān) ,反之 ,那么有關(guān)。隨后 ,又點(diǎn)撥學(xué)生用?控制變量法?進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。浮力大小可能和上述因素都有關(guān)系 ,但當(dāng)我們研究浮力大小和其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí) ,必須控制其它因素 ,使其保持不變 ,以排除其它因素的影響和干擾。例如在研究浮力大小和液體密度的關(guān)系時(shí) ,必須將相同體積的同種金屬塊 ,分別浸沒(méi)在酒精和水中的同樣深度處 ,即保持物體密度不變 ,物體體積不變 ,浸入液體深度不變 ,這樣才能得出浮力大小和物體密度的正確關(guān)系?！翱刂谱兞糠ㄊ且环N重要的科學(xué)思維方法 ,也是一種重要的實(shí)驗(yàn)手段 ,強(qiáng)調(diào)和突出這種方法

8、,有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思想方法。六、探究物理概念學(xué)生們用“控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn) ,當(dāng)其它條件都一樣 ,只有物體密度或浸入液體深度不一樣時(shí) ,測(cè)得浮力大小相等 ,說(shuō)明浮力大小與它們有關(guān)；而當(dāng)其它條件都一樣 ,只有液體密度或物體浸入液體體積不一樣時(shí) ,測(cè)得浮力大小不等 ,說(shuō)明浮力大小和它們有關(guān)。這樣學(xué)生們經(jīng)過(guò)自身的參與、對(duì)數(shù)據(jù)的分析比擬 ,自己得出了結(jié)論 ,即“浸在液體里的物體所受浮力的大小和液體的密度和排開(kāi)的液體體積有關(guān)。點(diǎn)撥V排V浸七、探究物理規(guī)律阿基米德定律1設(shè)疑我們已經(jīng)探究出浮力大小和液體密度、排開(kāi)液體體積有關(guān) ,那么 ,它們之間有沒(méi)有確定的數(shù)量關(guān)系呢？這一問(wèn)題 ,促使學(xué)生由定性到定量

9、、由淺入深地進(jìn)行探究。2動(dòng)手實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生用彈簧秤吊著體積不同的金屬塊 ,浸沒(méi)在盛滿(mǎn)水的溢杯里 ,用空杯盛接從溢杯里被金屬塊排出的水。3觀察現(xiàn)象學(xué)生們將金屬塊逐漸浸入水中 ,直至浸沒(méi) ,發(fā)現(xiàn)彈簧秤讀數(shù)逐漸變小 ,水漸漸從溢杯中流出。4分析比擬學(xué)生們發(fā)現(xiàn) ,體積小的金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí) ,彈簧秤讀數(shù)變化小浮力小 ,排開(kāi)水也少；體積大的金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí) ,彈簧秤讀數(shù)變化大浮力大 ,排開(kāi)的水也多。5點(diǎn)撥、引導(dǎo)思維 浮力大排開(kāi)的水多浮力小排開(kāi)的水少那么 ,浮力的大小和排開(kāi)水的多少是否有著必然的聯(lián)系呢？從而引導(dǎo)學(xué)生去稱(chēng)一稱(chēng)排開(kāi)液體所受重力有多大？看它和浮力大小究竟是什么關(guān)系？傳統(tǒng)的阿基米德定律的教學(xué)是由老

10、師進(jìn)行演示：用彈簧吊著物體 ,將物體浸沒(méi)在盛滿(mǎn)水的溢杯中 ,這時(shí)彈簧因物體受到向上的浮力而縮短 ,再將溢出的水倒入吊在彈簧下的小桶中 ,彈簧又恢復(fù)原長(zhǎng) ,從而證明浮力大小等于物體排開(kāi)的液體所受的重力。而探究式教學(xué)那么要求每個(gè)學(xué)生親自動(dòng)手 ,通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的觀察、對(duì)數(shù)據(jù)的分析比擬 ,自己總結(jié)出浮力的大小和排開(kāi)液體所受重力的大小有著必然的聯(lián)系的結(jié)論。6發(fā)現(xiàn)規(guī)律學(xué)生們用彈簧秤去測(cè)被物體排開(kāi)的水所受的重力 ,驚奇的發(fā)現(xiàn) ,浸在液體里的物體所受浮力 ,竟和排開(kāi)的水所受重力正好相等 ,從而得出阿基米德定律：“浸在液體里的物體受到向上的浮力 ,浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體所受的重力。這在阿基米德是靈感思維 ,對(duì)

11、我們的學(xué)生那么是在老師指導(dǎo)下 ,經(jīng)過(guò)探究活動(dòng)后發(fā)現(xiàn)的。7導(dǎo)出阿基米德定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式老師板書(shū) ,學(xué)生參與。F浮G排M液·gp液·G·V排即F浮p液·G·V排8解決輪船所受的浮力在船體設(shè)計(jì)時(shí) ,它的吃水線以下的體積是重要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ,根據(jù)V排V浸 ,海水密度p液 ,即可用計(jì)算方法得出輪船滿(mǎn)載時(shí)所受浮力。以探究為特色的課堂教學(xué)模式 ,它的教學(xué)效果是比擬明顯的。1從情景設(shè)置設(shè)疑猜測(cè)探究點(diǎn)撥歸納整理應(yīng)用 ,整個(gè)教學(xué)流程符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律 ,即從直覺(jué)思維到邏輯思維；從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí) ,使同學(xué)由淺入深地掌握物理概念和規(guī)律。2通過(guò)情景設(shè)置、設(shè)疑、猜測(cè)、探究等教學(xué)手段 ,激發(fā)學(xué)生的求知欲望 ,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 ,而當(dāng)學(xué)生對(duì)某事物感興趣時(shí) ,他就能全神貫注、興高采烈地去完成他們的學(xué)習(xí)任務(wù)。3通過(guò)學(xué)生的主動(dòng)參與 ,充分表達(dá)了以老師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)思想 ,使學(xué)生情緒飽滿(mǎn)、課堂氣氛活潑 ,學(xué)生的積極性、主動(dòng)性得以充分發(fā)揮。4通過(guò)“探究 ,不僅使學(xué)生獲得了知識(shí) ,而且教會(huì)他們?nèi)绾稳カ@得知識(shí)。因?yàn)樘骄渴綄?shí)驗(yàn)?zāi)M了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律所經(jīng)歷的過(guò)程 ,從而培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維能力、觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析能力和發(fā)現(xiàn)能力。探究式