初中物理“浮力”单元教学研究

发布时间：2017-02-06 07:38

第一章 引 言

“浮力”是九年义务教育八年级物理教材第十章的内容，是流体静力学中应用性较强的一个基础知识，也是初中物理的重要知识。初中生所学的相关知识是以浮力概念为基点，阿基米德原理为核心，物体的浮沉条件为其表现形式的。绝大多数初中学生对浮力非常感兴趣但又普遍反映比较难学，是初中学生学习物理的一个很大的分化点。其教学内容有以下几个特点：1．内容的抽象性。初中学生的思维大多以具体形象思维为主，然后逐步过渡到抽象逻辑思维。按照皮亚杰的认知发展阶段理论来衡量，初中学生的物理思维基本上还处具体运算阶段和前运算阶段。即这个阶段的思维一般还离不开具体事物的支持，思维还要依靠物体、实物和能观察到的事物来进行，不能依靠词语、假设等来进行。但是对“浮力的形成原因”、“下沉的物体是否受到浮力”等一系列问题的认识都要求学生具有较高的想象能力和抽象思维能力。虽然学生从日常生活经验中对浮力积累了很多感性认识，这是学习本单元的有利因素，但是由于没有经过科学的分析、抽象、概括，只凭某些粗浅的观察、分析，，也形成了一些另有概念，而且这些另有概念相当顽固，成为学生学习浮力知识的思维障碍，也成为浮力教学要克服的难点。

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第二章 对初中物理“浮力”单元课标和教材的研究

2.1 对“浮力”单元课程标准的研究

从表l中可以看出，在知识要素的要求上：大纲在强调物理学科基础知识的同时，根据科学技术迅速发展的形势和我国现代化建设对高素质劳动者的需要，比较注重“与社会发展有密切关系的科学技术以及现代生活所需要的物理基础知识”。新课标中所的“物理基础知识"更为关注把学生的认知水平、社会的需求、学科的发展作为统一的整体，而不再单纯强调以学科为中心，把知识的完整性和严密性作为首要标准1。在能力要素上：突出观察、实验，思维，运用，“具有初步的科学探究能力"等能力的培养。包括具有“初步的观察能力、初步的提出问题能力、初步的信息收集能力、初步的信息处理能力、初步的分析概括能力、初步的信息交流能力”2。

2.2 对“浮力”单元教材内容的分析

课程标准是课程改革理念的呈现，是教材编写的最重要的也是最主要的依据。以下从教材中“浮力”呈现方面进行分析，研究教材中“浮力”内容如何或多大程度体现了课程标准的变化。选用由刘炳昇、李容主编，教育部 2012 年审定。以苏教版教材为例，对“浮力”单元教材内容的进行分析。从教材的内容框架结构看，教材中将浮力和压强并入一章，在这一章中，前四节是压强、大气压强、液体压强的内容，后两节分别是“浮力”和“物体的浮与沉”。教材先引入浮力的概念，而后探究了浮力的大小即阿基米德原理，给出公式 F浮=G排液。“物体的浮与沉”介绍了物体的沉浮条件，以及轮船、孔明灯、浮沉子的原理。从教材内容的组织来看。引入浮力概念“舰艇为什么能浮在海面上”，“人为什么能浮在死海的水面上”“乒乓球为什么能从水里浮上来”“气球为什么能腾空而起”，是因为受到液体和气体的浮力。接下来提出问题“在水中下沉的物体，也受到浮力吗?”接下来用实验对该问题进行探究，得出在水中下沉的物体也受到浮力。问题的提出一方面可以让学生通过实验的方法得出正确结论，同时排除错误前概念的干扰，另一方面又能自然的引出下文的对浮力大小比较分析，可谓一举两得。

第三章 初中八年级物理“浮力”前概念调查.......11

3.1 调查的设计.......12
3.2 调查的实施............12
3.3 数据的统计与分析...............13
3.4 调查的结论....................14
第四章 初中九年级学生“浮力”知识学后情况的调查......15
4.1 调查的设计...............15
4.2 调查的实施........16
4.3 数据的统计与分析................17
第五章 初中物理教师《浮力》单元教学现状调查............21
5.1 调查的设计...........21 
5.2 调查的实施...........22
5.3 数据的统计与分析..............22 
5.4 调查的结论与思考............24

第七章 初中物理浮力教学实践

7.1 实践研究

本研究选取笔者所在的学校为实验点，以该校初二（1）班和初二（2）班为实验班和对照班，这两个班在初一进校时是平均分班。现以初二第二学期期中考试成绩（见附录四）作为班级选取的依据，数据统计分析采用独立样本平均数差异的显著性检验，比较两个班级原先成绩是否存在显著性差异，并采用 Z 检验近似处理。由表中数据可知两班的期中成绩无显著性差异，所以，可以认为实验所选的班级是有效样本。两班学生部为走读生，周课时数、教学要求、教学进度与作业时间、考试与练习次数、教师到班辅导时间均由教务处统一安排，所选教辅用书全部由学校按上级规定统一征订，物理教师的工作经验、教学业绩基本相同。两个班均以自然的教学进度确定教学内容，实验内容为苏科版的义务教育课程标准实验教科书八年级下册第十章的第四至五节《浮力》单元。

7.2 教学示例—阿基米德原理

有的学生认为浮力大小和物体的轻重有关，理由是轻的木块会浮起来，而重的铁块则沉下去，说明木块所受浮力比金属块大。有的学生认为浮力大小和物体体积有关，理由是：轮船的体积大，在海上能载这么多货物，说明它受到的浮力大，而小船体积小，只能载很少的货物，说明它受到的浮力小。有的学生认为浮力大小和物体浸入液体的深度有关，理由是在游泳池里游泳，在浅水区感到浮力小，在深水区就感到浮力大。其实这也是一个错误的想法，即使在浅水中，只要身体全部浸没，受到的浮力和在深水中是同样大的，但是既然是猜想，就允许猜错，让学生在下一步探究中自己去“去伪存真”。有的学生认为浮力大小和液体密度有关。理由是海水密度大，在死海里不用游泳，人可以漂浮在海面上看书，而在游泳池里不游泳会沉下去，所以浮力的大小与液体的密度有关。

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第八章 研究结论和反思

浮力及其相关知识是初中物理课程的重点内容之一。其内容的抽象性、知识的综合性、科学研究方法的多样性、应用的广泛、思维要求与初中生思维水平的差异性，使得浮力教学成为初中物理课程的教学难点之一。本文基于最近发展区理论，首先研究了现行初中物理教学大纲的教学目标和新课程标准的课程目标对“浮力”要求的变化。根据双向细目表对初中物理浮力相关知识进行前概念调查、学困调查和教师教学情况调查。在前概念调查中发现学生浮力的大小与物体的轻重、形状、是否空心、水量的多少、深度有关。在学困调查中发现学生在运用 F浮=ρ液gV排计算或比较浮力时，当题目条件较隐蔽，没有特别强调另一个因素的条件下，学生往往只考虑明确的那一个因素，而忽视另一个隐含因素，学生对于浮力知识应用和解决实际问题的能力很弱。在对教师的问卷调查发现：绝大多数初中物理教师长期不注重对学生浮力前概念及学后情况的调查，尚未有人根据课程标准，结合前概念问卷与上级学生学习情况的调查分析结果来确定教学目标和设计教学策略。通过上述的三项调查可以得出结论：浮力教学确实存在难点，教学效果也不理想，特别是阿基米德原理的理解与计算、运用力与运动的关系控制物体浮沉和浮力知识的综合应用更教学中的重大难点。

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参考文献（略）

本文编号：240320