浮力难学难教的问题例析，本文主要内容关键词为：浮力论文,难学难教论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
浮力难学难教，不是新鲜话题，不仅新教师发怵，老教师也头疼；不仅常态课存在，全国比赛课中也存在。怎样突破浮力难学难教的难题？笔者试图从全国高水平教学比赛中寻找灵感，为此从学生的视角认真地观看了近几年全国中学物理青年教师教学大赛、全国中学物理教学名师赛中的“浮力”教学录像。尽管录像中展示的教学活动精彩纷呈，但问题也不少，尤其对浮力与深度的关系的探究，还是缺乏有效的突破方法，依然是教学难点。本文以录像中涉及该难点的教学片段为例，探究该难点产生的原因，提出了一些具体的改进建议。 一、教学片断案例分析 1.堵住学生嘴巴，避谈深度 案例1 学生把易拉罐压入水中，体验浮力。 教师 向下压时，感觉到浮力有什么变化？ 学生 浮力越来越大。 教师 还有什么新发现吗？ 学生 压进去越来越多。 教师 压进去越来越多，也就是物体浸入体积越来越大，那么排开的水的体积有什么变化呢？ 学生 越来越多。 教师 那说明浮力跟什么有关系呢？ 在教师一步一步的引导下，学生没有其他选择，只能回答：排开水的体积。 评析 物体所受浮力与浸入深度、排开水的体积有何关系？这是一个两因素问题。教师为了减少麻烦，干脆把两因素问题变成单因素问题，即堵住学生嘴巴，不让学生说出深度这一因素。教师让学生体验浮力，貌似体现了学生主体，但体验过后，却紧拽着学生，将学生牢牢控制在精心设计的预设轨道，不让学生暴露真实想法。教学过程看似简洁明了，实际教学效果不佳，学生一头雾水。课堂绕过了棘手的深度问题，暂时减少了麻烦，但以后会麻烦不断。 建议 首先，教师不应堵而应疏，要给学生提供机会，鼓励他们敢想敢说，暴露各种认识，包括浮力与深度的关系；其次，引导学生讨论浮力与深度、排开水的体积的关系，让学生改变片面认识。 2.堵不住学生嘴巴，但充耳不闻 案例2 教师让学生利用弹簧秤，想办法找到圆柱体在什么情况下所受浮力最大的方法，并测出最大浮力。学生经过实验后发现圆柱体全部浸没时所受浮力最大。教师追问：也就是说，圆柱体全部浸没比部分浸入时所受浮力要大，这说明浮力大小跟什么因素有关？多数学生回答“浸入体积”，少数学生谨慎回答“深度”，但教师对后者充耳不闻，继续追问：圆柱体有多大体积浸入液体，就意味着有多少体积的液体被排开，对吗？未等学生回应，教师马上下结论：也可以说，浮力与排开液体的体积有关。 评析 虽然教学活动是要求学生找到圆柱体所受的最大浮力，但实际上学生也经历了圆柱体所受浮力的变化过程，这是该实验设计的亮点所在。实验过程中，学生的发现是多种多样的，但却被教师选择性地压缩、简化为一个发现——圆柱体全部浸没比部分浸入时所受浮力要大，试图把学生思维聚焦在这个发现上，暗示着浸入体积的变化，再顺势提出问题“这说明浮力大小跟什么因素有关？”多数学生确实受到教师的暗示而心领神会，给出教师期待的答案；少数学生没有受教师暗示的干扰，还是根据自己的发现谨慎给出答案，但教师同样选择性地无视后者。另外，从圆柱体浸入体积到液体排开体积，缺乏分析过程，过渡太快，教师直接灌输，强迫学生接受。 建议 既然学生认知能力有限，认识比较片面，教师就应引导学生分析现象中蕴含的物理规律，帮助其提高认知能力。因此，教师可因势利导，组织双方辩论：浮力究竟与浸入深度相关还是与浸入体积相关？物体浸没前所受浮力与浸入深度有关，但浸没后浮力与浸入深度无关，这只是部分相关；而浸没前后浮力与排开液体的体积都相关，这才是完全相关。纵向比较清晰明了，横向比较差异分明，结论水到渠成，符合学生的认知特点，自然扭转学生的片面认识。 3.错误方法引导，学生一头雾水 案例3 学生根据生活体验，依次提出物体所受浮力与物体形状、物体密度、液体密度、物体重力、浸入深度、浸入体积等因素有关。在探究物体所受浮力与物体浸入深度的关系时，教师提醒学生要注意控制变量。结果学生发现物体浸没前深度增加浮力也增大，浸没后深度增加浮力不再增大。教师追问：在浸没之前，什么变量没有控制？学生回答：浸入体积。教师引导：浸入体积没有控制，说明浮力与浸入深度无关，是吗？学生齐答：是。 （教师引导带有倾向性暗示，其问题“是吗”相当于选择题，选项有两个：是、不是，学生明显接收到并顺从教师意图。） 评析 从理论方法上讲，两个自变量A和B同时变化，导致因变量C变化，这叫自变量混淆，这种情况下，无法弄清C与A和B的确切关系。这个实验中，物体浸没之后控制浸入体积不变，浮力不随深度的变化而变化，确实能判断浮力与深度无关，但浸没之前无法控制浸入体积不变，还不能由此判断浮力与深度无关。如果浸没前没有控制浸入体积，就可以判断浮力与深度无关，那么以此类推，浸没前没有控制深度，也可以判断浮力与浸入体积无关，这显然是错误的。如果深度和浸入体积关系不确切，就无法判断浮力与深度、浸入体积的确切关系，但事实上该实验采用同一物体以同一方式浸入水中，浸没之前其深度和浸入体积之间有确切的正比关系，因此完全可以认为浸没之前浮力与深度和浸入体积都有关。尽管教师引导错误，所下结论也与学生所见不符，但习惯于揣摩教师意图的部分学生只能无奈顺从，不敢表达真实思想，丧失了自我，这并不意味着学生心服口服，以后“深度影响浮力”的想法还是会冒出来。 建议 首先，在实验基础上引导学生讨论分析，得出浮力与深度只是部分相关，而浮力与浸入体积（排开液体的体积）完全相关（参考案例2中的建议）。然后，拓展实验，把一个物体以不同方式浸入水中，证明浮力与深度无关。具体做法如图1所示：把一个长方体铁块的底面朝下浸入水中，然后翻转90°，侧面朝下浸入水中，使依次浸入体积相等（如依次浸入各自体积的
），结果深度不相等，浮力相等，可说明浮力与深度无关，同时也可说明浮力与深度部分相关的结论仅限于原实验中同一物体以同一方式浸入水中的情况。
案例4 学生用手把矿泉水瓶压入水中（水浅瓶高，水无法浸没瓶），教师提醒学生观察水位变化、瓶子浸入体积的变化，并体会浮力的变化情况。体验后，教师提问：大家发现了什么？甲学生：瓶子越往下，浮力越大。教师追问：说明什么呢？甲学生：说明深度越深浮力越大。学生的结论是合理的，但显然不是教师想要的结论，因此教师追问：待会再说明深度，你观察了水位变化和瓶子浸入体积变化的情况吗？甲学生：瓶子越往下，瓶子浸入体积越多，水位越高。教师追问全班：水位为什么会升高？学生沉默，教师自问自答：是水被瓶子排开，瓶子浸入越多，水被排开也越多（只在浸没前成立）。教师继续分析：刚才甲同学说深度越深浮力越大，但是仔细分析一下，瓶子浸入越深，其实本质是瓶子浸入体积越大，也就是水被排开的体积越大，这说明浮力与哪个因素相关？众学生沉默，教师只得提问乙学生，乙学生猜想：水被排开的体积。 评析 由于教师的实验设计存在缺陷，水浅瓶高，学生无法体验瓶子浸没在水中的情况，而且深度变化比浸入体积变化更容易被观察到，因此甲学生据此得出“深度越深浮力越大”的结论，不仅自然而且合理，而教师经过推理得出浸入体积越大浮力越大的结论，当然也是合理的。应该说，对于浸没之前的情况，师生各自的结论是等同的，而教师却以“浸入越深的本质是浸入体积越大”为理由，把学生的思维引到自己的结论上，丝毫不讲道理，没有丁点说服力，属于强硬灌输。深度和浸入体积这两个物理量，谈不上谁比谁更本质，所以众学生莫名其妙，只能沉默以对，而乙学生则顺从教师意图给出猜测。 建议 首先，完善实验设计，即增加水量，使水能浸没瓶子，让学生获得更多体验发现。但即便如此，手对浮力的感觉也不够精确，还是用弹簧秤吊着物体浸入，更精确些。在学生获得充分准确体验的基础上，引导学生讨论分析浮力到底与哪个物理量完全相关（参考案例2中的建议）？其次，拓展实验，改变物体浸入水中的方式，全面认识各种情况下浮力与深度的关系（参考案例3中的建议）。 4.预设轨道过窄，生拉硬拽学生 案例5 教师用弹簧秤吊着圆柱体，慢慢将其浸入水中，提醒学生注意观察弹簧秤的示数。教师边演示边提问：圆柱体不断浸入水中，弹簧秤示数会发生改变，浸没后示数不变，这说明浮力跟什么因素有关呢？学生异口同声回答：深度。教师不满意，不得不提醒得更具体，并大声连问： 圆柱体浸没之前排开水的体积怎么变？ 浮力怎么变？ 浸没之后排开水的体积变了没有？ 浮力变了没有？ 这说明浮力与深度有关，还是与排开水的体积有关？ 学生略有迟疑，小声回答：排开水的体积。 评析 当物体浸入水中时，首先引起学生注意的是深度变化而不是排开水的体积的变化，毕竟深度变化更浅表、更直接，因此学生认为浮力与深度有关，是符合其认知水平的，但教师却置学生的认知于不顾，没有引导学生比较浮力与深度、排开水的体积的不同相关特点，而是自顾自地把学生拉回预设轨道，从学生关心的深度转换到自己关心的排开水的体积，并通过声调变化发出暗示，迫使部分学生揣摩并顺从教师意图，但学生的原有片面认识并没有就此转变或消失，只是暂时沉淀心底，以后还会涌现出来。 建议 首先，教师用同一物体以同一方式浸入水中进行演示实验时，应组织学生讨论清楚这种情况下浮力与深度、排开水的体积的不同相关特点（参考案例2的建议）。然后，把实验拓展到不同物体浸入水中的情况，证明浮力与深度无关（也可采用案例3中建议的实验）。具体做法：两个粗细不同的圆柱体同时浸入水中，使两者浸入体积相同，结果深度不同，浮力相同；使两者浸入深度相同，结果浸入体积不同，浮力也不同，可说明浮力与深度无关，同时也可说明浮力与深度部分相关的结论仅限于类似原实验中同一物体以同一方式浸入水中的情况。 案例6 教师用弹簧秤吊着一个圆柱体，将其浸入水中。边演示边问：当圆柱体慢慢浸入水中时，大家有什么发现？学生回答：弹簧秤示数变小。教师追问：说明什么？学生回答：说明深度变深浮力变大。尽管学生回答合理，但教师不满意，再次演示，提醒学生注意：是不是跟深度有关呢？再看圆柱体浸入水中时，水位有什么变化？弹簧秤有什么变化？学生观察后回答：水位升高，读数变小。教师开始引导：水位升高其实就是水被排开，那么排开的水有什么变化？学生回答：越来越多。教师追问：浮力呢？学生回答：越大。教师继续演示：再继续看，圆柱体浸没后继续往下，水位和弹簧秤读数还变化吗？学生回答：不变了。教师小结并启发：刚才有同学说深度变深浮力变大，是浸没前的情况。其实深度增大，就是什么在增大？学生脱口而出：浮力增大。尽管学生回答合理，但教师的期望回答是排开水量，因此教师不再引导，而是直接给出答案：是排开的水量增大，所以浮力增大，是不是？未等学生回应，教师马上接着总结：物体受到浮力时会排开水，而且排开水量变大浮力也变大，排开水量不变浮力也不变。因此，浮力不仅与排开水量有关，而且随它的增大而增大。 评析 与案例5类似，教师也通过演示实验和问题串引导学生，不同的是教师的引导更加细致，而且在精心预设的轨道上出现了两个不期望的分岔点。在第一个分岔点，学生认为“浸没前深度变深浮力变大”，教师打算把它引到轨道中的预设点——浸没前排开水量增大浮力增大，但在引导中又蹦出第二个分岔点，学生还是坚持己见，教师无奈，只好强扭。其实，在浸没前深度和浸入体积存在正比关系，师生双方的结论都合理并等价，但教师偏要强扭，学生自然不买账。 建议 首先，当学生发现“浸没前深度变深浮力变大”时，教师应肯定学生的发现，接着引出问题：浸没后深度变深浮力是否也变大呢？当学生否定后，教师指出：这说明浮力与深度部分相关，而我们要寻找一个每时每刻都完全相关的物理量，那么这个物理量到底是什么？接下来进一步演示，引导学生观察、思考，把更隐蔽的物理量——浸入体积找出来。然后，参考案例3或案例5建议中的类似实验，用实验来说明：只有同一物体以同一方式浸入水中的情况下浮力与深度部分相关，而其他情况下浮力与深度无关。 综上所述，对于浮力与深度的关系，学生难学教师难教的原因至少有两个方面。 首先，教师受教材束缚，罔顾物理事实。对于同一物体以同一方式浸入水中的情况，事实真相是浮力与深度部分相关，与排开液体的体积（浸入体积）完全相关，因此学生认为浮力与深度有关，属于片面认识，而教师认为浮力与深度无关，也同样属于片面认识，一个片面认识试图说服另一个片面认识，双方自然难以合拍共鸣。教师如此唯书唯上，忠实教教材，无疑会对学生的批判精神乃至创新精神产生潜移默化的消极影响。 其次，受本位思想影响，教师应变驾驭能力不强。教师试图体现学生主体，鼓励学生敢想敢说敢做，但当学生产生真实思想时，教师却无法灵活应变，无奈之下只得以权威面目出现，或刻意回避，或充耳不闻，或生拉硬拽，导致学生勉强接受、口服心不服。 以上两个原因的共同核心是教师漠视学生的认知特点。其实，教育心理学家奥苏贝尔早就警示过：影响学习的唯一最重要因素，就是学生已经知道了什么。因此，要突破难点，化解难题，让学生学会、会学、乐学，教师就要真正以学生为主体，放下身段换位思考，按照学生的认知规律去教学。
标签：浮力论文;
