初中物理《物體的浮沉條件與應(yīng)用》教學(xué)實踐與反思

李瑞鳴，勞娜，張冬波

（新疆師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830054）

1 教學(xué)反思的價值

上好一堂課，需要教師自己不斷地進(jìn)行教學(xué)反思。教學(xué)反思是教師對教育教學(xué)實踐的再思考、再認(rèn)識，以便于總結(jié)經(jīng)驗，提高自身教學(xué)水平和教學(xué)能力。20 世紀(jì)80年代，英國、美國、澳大利亞開始迅速在教育界響起了教學(xué)反思的狂潮，隨后波及影響到全世界的教育領(lǐng)域。而后教育界興起了新的任務(wù)——培養(yǎng)反思型教師。何為反思型教師？反思型教師是對傳統(tǒng)教師的超越。反思型教師與專業(yè)型教師不同，專業(yè)型教師擅長做類似于材料傳遞者的工作，會把知識“填鴨式”地傳遞給學(xué)生。反思型教師與之相反，反思型教師貴在反思二字上，他們會進(jìn)行反思性教學(xué)。所謂反思性教學(xué)就是教師會以自己課堂情境和教學(xué)活動作為認(rèn)知的對象，對教學(xué)行為和教學(xué)過程進(jìn)行批判地、有意識地分析與再認(rèn)知。

具體地說，教學(xué)反思指教師為了實現(xiàn)有效的教育、教學(xué)活動，進(jìn)行的一種活動。教師的教學(xué)反思傾向于對已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生的教學(xué)活動以及這些活動背后的理論、假設(shè)，進(jìn)行持續(xù)的、積極的、深入的、周密的自我調(diào)節(jié)性的思考，而且在思考過程中，能夠發(fā)現(xiàn)、清晰表征所遇到的教學(xué)、教育問題，并積極尋求多種方法來解決教育、教學(xué)過程中存在的問題。

該文以《物體的浮沉條件與應(yīng)用》這節(jié)課為例，從教學(xué)要求、教學(xué)方法、教學(xué)過程和教學(xué)效果等方面進(jìn)行教學(xué)反思與實踐。

2 《物體的浮沉條件與應(yīng)用》課程教學(xué)要求

2.1 通曉學(xué)生的前概念

《物體的浮沉條件與應(yīng)用》這節(jié)內(nèi)容是初中物理人教版八年級下冊第十章第三節(jié)的內(nèi)容，是初中物理的教學(xué)重點。在高中學(xué)習(xí)中雖然沒有涉及相關(guān)的內(nèi)容，但日后生活中會經(jīng)常遇到相關(guān)的情境，因此《物體的浮沉條件與應(yīng)用》在初中物理教學(xué)過程中也是非常重要的。

《物體的浮沉條件與應(yīng)用》涉及的基礎(chǔ)知識點有很多，包括二力平衡、密度、阿基米德原理等知識。在學(xué)習(xí)《物體的浮沉條件與應(yīng)用》這節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了浮力產(chǎn)生的原因、密度等相關(guān)知識。但是由于沒有具體地學(xué)習(xí)浮沉有關(guān)的內(nèi)容，學(xué)生對物體的浮沉有一定的錯誤認(rèn)識，總結(jié)起來有如下幾種錯誤的觀點。

認(rèn)為體積大的物體一定會沉底。

認(rèn)為沉的物體一定沉底，輕的物體一定漂在水面上。

2.2 解答新知的理論點

針對上述問題，筆者進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的過程中采用了演示實驗、 探究與理論推理等教學(xué)方法相結(jié)合的策略。主要在理論上為學(xué)生解決如下問題。

為什么研究物體的浮沉要研究浮力與重力的大小關(guān)系？

∴ ρ 液gV 排=ρ 物gV 物

盡管國外如此重視無障礙網(wǎng)絡(luò)教育，但是仍然存在一些問題。比如：設(shè)計和開發(fā)時沒有完全符合無障礙標(biāo)準(zhǔn), 一些障礙學(xué)習(xí)者使用時仍存在障礙。

潛水艇的工作原理是怎樣的？

為解決上述問題，筆者認(rèn)真看了許多優(yōu)秀教師的視頻課程，站在巨人肩膀上，設(shè)計出了自己的解決方案如下：筆者給學(xué)生相關(guān)的實驗現(xiàn)象進(jìn)行觀察，之后隨之提問： 為什么物體在水中會呈現(xiàn)不同的狀態(tài)呢？ 因為學(xué)生在學(xué)習(xí)《物體的浮沉條件與應(yīng)用》這節(jié)內(nèi)容之前，已經(jīng)有了一定的前概念，知道要研究物體的狀態(tài)，首先要研究物體的受力，因為力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

《物體的浮沉條件與應(yīng)用》 是一節(jié)實驗相對較多、趣味性十分強的課題。實驗的巧妙運用在《物體的浮沉條件與應(yīng)用中》顯得十分重要。再加上視頻的引入，定會使得一節(jié)課的內(nèi)容錦上添花。

這樣順理成章地讓學(xué)生開始研究物體在水中的受力情況。進(jìn)而讓學(xué)生自己進(jìn)行小組討論：物體處于不同情況時，在水中受到幾個力的作用，他們的大小關(guān)系如何？這樣在不知不覺中，把課堂交給了可愛的學(xué)生們。初中生是一個充滿活力的群體，讓他們看到實驗現(xiàn)象，再回答相關(guān)問題，符合他們這個年齡段的心理，滿足了他們的好奇心?？梢愿淖儌鹘y(tǒng)課堂中生搬硬套地解決問題的狀態(tài)。因為只給學(xué)生理論知識，學(xué)生不能自己進(jìn)行思考和創(chuàng)新。給學(xué)生展示真實存在的、能看到的實驗結(jié)果，更具有說服力。在上課過程中，也更能吸引學(xué)生的眼球。

3 《物體的浮沉條件與應(yīng)用》教學(xué)技巧

2017年入圍中國最好大學(xué)排名前100強的9所醫(yī)藥類院校，整體上代表著醫(yī)藥類高等教育的競爭力水平，通過分析這9所高校的排名情況，可以找出其優(yōu)勢與不足，為長期的發(fā)展找到突破點。全國排名中，僅有首都醫(yī)科大學(xué)入圍前50強，其余8所高校均在50～100名之間，其中北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院與天津醫(yī)科大學(xué)的名次接近，兩所高校的綜合競爭水平相當(dāng)。單項指標(biāo)全國排名中，9所高校在培養(yǎng)結(jié)果、科研質(zhì)量、科技服務(wù)和成果轉(zhuǎn)化指標(biāo)上的排名遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于綜合得分全國排名，在其它單項指標(biāo)的排名上也不具有明顯的競爭優(yōu)勢，這很大程度上限制了其在全國排名中的競爭力。(詳見表4)

3.1 鹽水選種，從生活走向物理

《物體的浮沉條件與應(yīng)用》一般的導(dǎo)入分為以下幾種。

（1）讓新鮮的雞蛋浮起來。

（2）浮沉子實驗導(dǎo)入。

第一種傳統(tǒng)的雞蛋實驗的導(dǎo)入方式在內(nèi)容上不夠新穎。在課堂上80%的教師都做過讓新鮮雞蛋浮起來的實驗。該實驗有兩個弊端：一是需要的鹽量比較大；二是鹽溶解過程中時間比較長，浪費大量課堂時間。

第二種浮沉子的導(dǎo)入方式在知識上存在一定的欠缺。浮沉子實驗雖然相對來說比較新穎，但是浮沉子實驗本身除了應(yīng)用潛水艇原理之外，還涉及大氣壓強的相關(guān)知識。在解釋浮沉子原理給學(xué)生的時候要么就是說服力不強的簡單解釋、 要么就是超綱解釋，學(xué)生也理解不了。

∵ F 浮=ρ 液gV 排（阿基米德原理）

在進(jìn)行鹽水選種的實驗過程中，教師可以和學(xué)生一起回憶上節(jié)課阿基米德原理的內(nèi)容。浮力的大小與液體的密度、 重力加速度g 以及物體排開液體的體積有關(guān)。教師引導(dǎo)學(xué)生思考哪個因素是可以改變的，從而改變物體所受浮力的大小。在種子未漂浮之前，種子一直浸沒在水中，排開液體的體積并沒有發(fā)生變化，因而實驗過程中的唯一變量就是液體的密度。因而，需要配置一定濃度的鹽水以便于實驗的進(jìn)行。接下來實驗結(jié)束，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考新的問題。種子在水中，重力一定是沒有發(fā)生改變的，是浮力發(fā)生了改變?？磥碇亓透×Υ_實存在一定的關(guān)系，影響著物體的浮沉，引出新課。

以往鹽水選種實例是講完液體密度影響物體浮沉條件之后才講解的應(yīng)用部分，一般也很少有教師把鹽水選種實驗帶到課堂上來。筆者在講解鹽水選種實驗的時候，不是和往常一樣對液體的密度進(jìn)行分析，而是對種子的受力進(jìn)行分析。從而把教學(xué)要求中“為什么研究物體的浮沉要研究浮力與重力的大小關(guān)系”的問題解決。

3.2 巧妙設(shè)計實驗，學(xué)生看到重力和浮力的關(guān)系

物體的浮沉包括3 種狀態(tài)漂浮、懸浮、沉底，以及兩個過程上浮、下沉。3個狀態(tài)分析過程中相對簡單。在分析漂浮、懸浮狀態(tài)時候，物理處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用，浮力和重力是一對平衡力，大小相等、方向相反。沉底狀態(tài)的時候，受到3個力的作用，豎直向下的重力、杯底給物體豎直向上的支持力以及浮力。此時，浮力和豎直向上支持力的和與重力大小相等。因而，沉底的時候，浮力小于重力。

如果我們用密度來判斷物體的浮沉，像刀片是由鐵制作而成的，鐵的的密度比水大，那么這樣很難解釋刀片為什么漂浮在水面上。按照密度進(jìn)行推導(dǎo)，刀片應(yīng)該沉底才對。但是，這個過程中，忽視了水自身的張力問題，這種情況不滿足我們上述的推導(dǎo)過程；

在物體浮沉講解的過程中，最難講解就是上浮和下沉兩個過程中浮力和重力大小關(guān)系的比較。筆者借用了不同重力的小物塊進(jìn)行實驗。

上浮過程中浮力和重力大小關(guān)系的講解過程：筆者通過演示實驗給學(xué)生展示物體上浮的過程，用手壓小物塊，使得小物塊完全浸沒在水中。此時物塊受到3個力的作用： 手給物塊的壓力、 物塊所受浮力、小物塊自身的重力。此時，物體所受到的壓力與重力的兩個力的合力大小等于浮力的大小，去掉壓力，物體上浮。從而得出結(jié)論，上浮時，浮力大于重力。

范堅強有些感傷，不斷地喝酒，喝到后來，開始與一杭稱兄道弟了，他站起來，繞到一杭身邊，拼著搶著給他倒酒，一杭只好把杯子放在桌上，索性以一種置身事外的心態(tài)看著他。喝到這般田地，誰還會、還有余力計較杯中的酒究竟喝沒喝？強迫倒酒，不過是一種姿態(tài)，你若遷就了他，其它一切他都不在乎了。哪怕你把剛才這杯酒端到他面前，他也毫不猶豫地一口干了。

上浮過程中浮力和重力大小關(guān)系的講解過程：筆者通過演示實驗給學(xué)生展示物體下沉的過程，用手托著小物塊使得小物塊完全浸沒在水中，此時小物塊受到3個力的作用：豎直向下的重力、手給小物塊的托力、小物塊所受浮力。此時，手給物塊的托力和物塊所受浮力的合力的大小與重力的大小相等。撤去手給物塊的托力，物體會下沉，最終沉底。從而得出結(jié)論，下沉?xí)r，浮力小于重力。

3.3 海軍建軍視頻引入課堂，升華主題

在思考如何講潛水艇的原理的過程中，筆者查閱了有關(guān)潛水艇的視頻資料。經(jīng)筆者總結(jié)：潛水艇在我國最有名氣的應(yīng)該是潛水艇“蛟龍?zhí)枴?，像它的名字一樣，是中國人的“驕傲”。同時，筆者查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)2019年恰好是海軍建軍70 周年紀(jì)念日，在海軍檢閱的時候，恰好也有潛水艇的出現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)年的時事政治，筆者決定將海軍建軍70 周年的視頻引入課堂。學(xué)生看到海軍閱兵視頻的時候，感到十分震撼。

當(dāng)物體處于漂浮狀態(tài)時，浮力等于重力。

3.4 巧用潛艇，從物理走向生活

要講清楚重力和浮力的大小關(guān)系影響物體的浮沉，潛水艇是最好的教具。現(xiàn)在物理學(xué)上一方面要求引入高大上的實驗器材，另一方面還要求自制教具。在實驗儀器選擇上，筆者選擇了潛水艇演示器進(jìn)行潛水艇的演示實驗。采用了200 mL 喂牲畜的大針管，一方面可以加大學(xué)生的視覺沖擊力，另一方面學(xué)生可以清楚看到物體的上浮和下沉兩個動態(tài)過程，以及漂浮、懸浮、沉底3 種狀態(tài)。為了讓實驗效果明顯，筆者添加了藍(lán)色墨水在潛水艇演示器中。

在自制教具方面，筆者設(shè)置開放性作業(yè)，學(xué)生回家自制潛水艇。筆者采用了靜脈注射的一次性輸液器和注射器、一次性輸液器兩端各留1.5 cm 長的位置（為了加大儲液器的重力可以在旁邊多加焊錫絲，以防止發(fā)生輸液器不能下沉的情況） 最后連接一個注射器。這樣制作出來的簡易潛艇與潛水艇的原理完全相同。人手一個，會讓學(xué)生一邊做實驗一邊觀察儲液器中液體的改變。改變輸液器內(nèi)水的重力，從而實現(xiàn)物體的上浮、下沉。為了不影響學(xué)生做作業(yè)的效果，筆者為學(xué)生提供了具體的實驗步驟，以便學(xué)生完成作業(yè)。

菌落總數(shù)檢測,參照GB4789.2-2010《食品微生物學(xué)檢驗-菌落總數(shù)確定》。大腸桿菌總數(shù)檢測,參照GB4789.3-2010《食品微生物學(xué)檢驗-大腸菌群計數(shù)》。

4 《物體的浮沉條件與應(yīng)用》教學(xué)反思

4.1 密度影響，但不是決定依據(jù)

在講解影響物體浮沉條件的因素的時候，還有一個非常重要的依據(jù)就是液體密度和物體密度的大小關(guān)系，影響物體的浮沉。比如，在之前鹽水選種的基礎(chǔ)上，我們可以通過一系列推導(dǎo)，求出種子密度和液體密度的關(guān)系。進(jìn)而，推導(dǎo)漂浮狀態(tài)的時候，液體密度與物體密度的關(guān)系。通常情況下，我們的推導(dǎo)過程如下。

本報訊近日，湖北省企業(yè)聯(lián)合會、武漢市企業(yè)聯(lián)合會相繼發(fā)布了2018湖北和武漢百強企業(yè)榜單，湖北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料控股集團(tuán)有限公司再度成功入選。會議還同期發(fā)布了“湖北服務(wù)業(yè)企業(yè)100強”及“武漢服務(wù)業(yè)企業(yè)100強”，湖北農(nóng)資集團(tuán)公司分別位列第36位和第34位。

漂浮。

人口密集的回龍觀、天通苑地區(qū),大城市病突出。北京市人大代表伊然在調(diào)研中發(fā)現(xiàn),僅回龍觀地區(qū)就有40多萬人口,但只有5個養(yǎng)老服務(wù)驛站,相當(dāng)于大約32個社區(qū)才有一個驛站。她建議,可將“煤改氣”后的鍋爐房、儲煤廠等閑置場地用于養(yǎng)老設(shè)施的建設(shè)。

F 浮=G.

根據(jù)植物的生活史差異，可將本研究所涉及的植物分為草本、喬木和灌木。從表1結(jié)果可以看出，草本植物生長的土壤中養(yǎng)分含量的平均值要高于灌木和喬木植物生長的土壤，草本植物生長的土壤中有機質(zhì)、全氮、全磷、堿解氮和速效鉀平均含量分別是灌木和喬木植物生長土壤的 1.19-1.24倍、1.57-1.71倍、1.59-1.71倍、1.16-1.17倍和1.13-1.49倍，這是由于草本植物每年有大量的枯落物進(jìn)入土壤，增加了土壤的有機物質(zhì)投入，從而增加了土壤養(yǎng)分含量。灌木生長的土壤養(yǎng)分略高于木本植物生長的土壤，但二者差異不明顯。

(2)工況二：開啟幅流風(fēng)機且空調(diào)出風(fēng)溫度為20 ℃的動態(tài)工況，研究幅流風(fēng)機對滿載地鐵車廂風(fēng)速分布的影響；

為解決上述問題，筆者開課就運用了鹽水選種的實驗作為課堂導(dǎo)入。利用初中生樂于助人的性格特征，愿意幫助農(nóng)民伯伯解決問題，獲得成就感的心理。筆者提出了一個問題，“同學(xué)們，有位農(nóng)民伯伯讓我?guī)椭鉀Q一個問題。農(nóng)民伯伯讓我?guī)椭x擇質(zhì)量好的種子，以便于耕種。利用我們近期學(xué)的物理知識，能不能想辦法幫助他呢？”接下來，學(xué)生就會聯(lián)想近期學(xué)習(xí)過的物理知識，想到浮力的相關(guān)知識。教師進(jìn)而把鹽水選種的實驗演示給學(xué)生。

G=ρ 物gV 物

據(jù)德國媒體報道，德國工業(yè)聯(lián)合會主席肯普夫12月3日在接受采訪時表示：“我們需要在人工智能領(lǐng)域擁有更多的專家，為此我們必須到世界各地去尋找?！?/p>

∵ V 排＜V 物（漂浮狀態(tài)時，物體的一部分體積浸沒在液體中）

∴ ρ 物＜ρ 液

廣元是四川烤煙的重要產(chǎn)區(qū)之一，為探明烤煙新品系09011在廣元煙區(qū)的適宜移栽期，通過設(shè)置不同移栽期進(jìn)行田間試驗，研究不同移栽期對烤煙農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀及煙葉化學(xué)成分含量的影響，結(jié)果表明，4月25日移栽的煙株生長發(fā)育較好，產(chǎn)量產(chǎn)值較高，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性較好。09011在廣元的最適移栽期為4月25日左右。

所以，當(dāng)物體密度小于液體密度時，物體處于漂浮狀態(tài)；或者反過來說，當(dāng)物體處于漂浮狀態(tài)時，物體的密度小于液體的密度。

同理推導(dǎo)下沉、沉底、上浮情況時候物體密度和液體密度的關(guān)系。

但是筆者認(rèn)為密度不能作為影響物體浮沉情況的決定依據(jù)。原因有以下3 點。

我們所理解的密度是指平均密度，對于空心物體，這里的物體密度是平均密度。

《歲月》里的自行車，在這里已不僅僅是一個普通的物件，更是一種對過往的深深緬懷和那一代人永遠(yuǎn)也抹不掉的記憶。

僅僅利用公式推導(dǎo)，讓學(xué)生有一種在做數(shù)學(xué)題的感覺，不能進(jìn)一步思考，人云亦云。

RBS (risk breakdown structure,風(fēng)險分解結(jié)構(gòu))是一種分層結(jié)構(gòu)的描述，它描述了風(fēng)險類別和子類別所確定的項目風(fēng)險，這些風(fēng)險類別和子類別確定了潛在風(fēng)險的各個領(lǐng)域和原因[9].

手機攝影傳播的交互性很強，傳播速度也很快，當(dāng)前，我國針對攝影傳播的法律法規(guī)監(jiān)管力度較小，很容易導(dǎo)致手機攝影信息傳播中出現(xiàn)一定問題。這就需要黨和政府加強對手機媒體的監(jiān)管和法律法規(guī)的制定，不斷完善立法和規(guī)范新聞傳播管理，為整個手機新聞攝影傳播提供健康的傳播平臺和傳播環(huán)境。在手機攝影傳播中，受眾對新聞內(nèi)容可能會存在一定疑問，擔(dān)心傳播的真實性，通過政府立法和加強管理，可以有效解決這種矛盾心理。

因而，筆者認(rèn)為密度影響物體的浮沉，但不是絕對依據(jù)。但是在初中物理的學(xué)習(xí)過程中，可以忽略這部分具體的影響因素直接得出相應(yīng)的物體密度和液體密度的關(guān)系影響物體的浮沉。

綜上所述，在備課的過程中，不應(yīng)該只是為了備課而備課，更應(yīng)該把相關(guān)的知識了解清楚。從理論上得到支撐，在實踐中加以運用。在教學(xué)反思中，應(yīng)該以辯證性的態(tài)度進(jìn)行思考。一名優(yōu)秀的反思型教師，應(yīng)該了解知識具有相對性而不是絕對性的。

4.2 個人知識積累，聚沙成塔求穩(wěn)

（1）知識拓展，精益求精。

在鹽水選種實驗中，要注重一些細(xì)節(jié)。要注意鹽水的濃度配置，不能過濃，過濃容易把種子損壞。同時實驗完成，要記得把種子洗凈，以免損傷種子。

在講解鹽水選種實驗的時候，要強調(diào)鹽水選種是技術(shù)不發(fā)達(dá)的選擇。

今天的選種，已經(jīng)有別的選種方式了。例如，現(xiàn)在已經(jīng)開始采取谷糟分離技術(shù)，有了新的工藝“復(fù)式選糟”；再如小麥定位選種技術(shù)等。對于“復(fù)式選糟”，感興趣的學(xué)生可以通過搜索了解相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生通過自己的查找了解相關(guān)內(nèi)容，提高學(xué)生的能力。

綜上所述，再完美的實驗也有它不足的地方。在教授學(xué)生的過程中，應(yīng)該找到自己有哪里不足，對所做的實驗加以改進(jìn)；也要查閱新的知識，對原有知識加以補充。在教學(xué)過程中，我們應(yīng)該以發(fā)展性的眼光對待自己的教學(xué)。在反思的過程中，不同教師可能經(jīng)歷不同的知識水平的提升，達(dá)到不同的發(fā)展階段。

（2）知識融合，博古通今。

視頻加入課堂中，能吸引學(xué)生的注意力。加入70 周年海軍閱兵的視頻，使得原本沉寂的課堂活躍起來。作為一名物理教師，在設(shè)計課程的過程中，更應(yīng)該注重知識之間的融合，不能為了講物理而講物理。更應(yīng)該多查閱與該節(jié)課有關(guān)的知識，可以將人文有關(guān)的知識加入物理課堂中。

綜上所述，在講課過程中，可以加一些視頻引起學(xué)生的注意力。在選取視頻的時候，第一點要選取與課程內(nèi)容緊密聯(lián)系的視頻，第二點最好選取內(nèi)容相對豐富和當(dāng)年重大事件有關(guān)的視頻。這樣視頻的展示既可以使得上課內(nèi)容豐富起來，同時可以讓學(xué)生學(xué)到相關(guān)的時事政治。

教學(xué)是一個不斷改進(jìn)和校正的過程。教師回顧自己上課情況的時候，會有意識地反思自己教學(xué)過程中的疏漏，思考自己所教內(nèi)容是否適合自己所教學(xué)生的學(xué)情、 是否有利于學(xué)生的健康發(fā)展。筆者認(rèn)為，反思貴在堅持，偶爾反思一兩次并不能使自己得到飛速的成長。長期堅持，不斷更新自己的業(yè)務(wù)能力十分關(guān)鍵。

“教然后知困，學(xué)而后知不足”，在教與學(xué)的過程中，應(yīng)該在一定的科學(xué)理論支撐下提高自己的教學(xué)素養(yǎng)，用科學(xué)的思維對待教學(xué)事件。實事求是，在教學(xué)反思中不停完善自己的教學(xué)，積沙成塔，終有所成。