“影响浮力大小的因素”（第二课时）[上学期]

案例：探究影响浮力大小的因素(第二课时)
永嘉城关中学 蔡彩萍
背景描述
设计理念：在课程改革的大背景下，新课程的一个突出特点就是“探究”。教师在课堂中行为发生了明显的变化，课堂中更加倡导学生主动参与，乐于探究，勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力，以及交流、合作的能力。我作为温州市青年骨干教师研究班学员，根据温州市探究性教学课题组的要求，2002年6月我在永嘉县城关中学初二(9)班采用“合作——探索”的教学方式上了一堂“探究影响浮力大小因素”一课，初尝探究课的滋味，愿于大家一起分享。
教材分析：《浮力》一课是省编自然科学教材第六册第二章第二节，本节课的内容包括浮力的概念和阿基米德定律，本节课主要是从学生日常生活中的现象，提出影响浮力大小因素的猜测，并自行设计实验进行探究，使学生真正成为学习的主人。
学生分析：初二的学生已经学习了关于力、密度、弹簧秤的使用等力学方面知识，而且浮力的现象较为常见，学生对浮力已有较多的感性认识。同时，任教的初二(9)班级中已初步形成相互提问、勤于动手、合作交流的探究氛围，因此把初三学年的教材影响浮力大小因素安排给初二学生探究，学生是有能力完成的。
教学目标：
(1) 知识目标：了解影响浮力大小的因素；
(2) 能力目标
1、巩固弹簧秤的使用，培养学生的动手能力。
2、培养学生能用“提出问题——提出假设——实验取证——得出结论”的探究方式进行研究问题。
3、能用实验条件的控制（单因子控制变量）的方式研究问题。
4、会用实验中获取的数据得出结论。
(3) 情感目标
1、培养学生探究的兴趣和探究的精神。
2、培养团结协助的精神，体验集体的力量。
教学过程
一、创设情景，提出问题
[课前，我分给每个学生一张探究性实验报告单]
某同学家里利用盐水淹鸡蛋，他把鸡蛋放在水里，看到鸡蛋沉下去，在水里加入足量食盐后，鸡蛋竟然浮起来，从这种生活现象中你能提出哪些值得研究的探究性的课题？
经学生讨论、交流，提出研究的课题：影响浮力大小的因素。
二、针对问题，提出猜想
针对同学们提出的课题，根据你们已有的知识经验，能作出关于影响浮力大小因素的猜测？要求学生讲出你猜测的理由或根据什么现象。
[让学生自己猜测，有利于培养学生的发散思维，有利于进行开放性学习。]
各个同学把自己的猜想写在报告单上，我用投影仪展示他们的猜想，并要求同学们说出猜想的理由，这时学生争着举手，课堂气氛相当活跃。
生：猜想1：浮力的大小与物体在液体中的深度有关，因为我把皮球往水里按时，越往下按越吃力。
猜想2：浮力的大小与物体的质量有关，因为木块放在水里会浮上来，而铁块放在水里会沉下去。
马上有学生反驳：“不对，如果把一个质量比铁块大的木块放在水里，还是木块浮在水面上，铁块沉下去，所以猜想2不成立。”应该是：
猜想3：浮力的大小与物体的密度有关。
猜想4：物体受到的浮力与液体的总质量有关，因为我在浴缸里洗澡，我能坐到底部，而我在较深的河里面却站不到河底。
猜想5：浮力的大小与物体的体积有关，因为大轮船能容纳很多人，而小轮船却容纳的人就少。
猜想6：浮力的大小与液体的密度有关。因为刚才老师说的盐水淹蛋，蛋会浮起，而在水里沉下去，浮力大小可能跟液体密度有关。
老师对学生的猜想给予及时的表扬和鼓励，但不作正确与否的判断。
三、设计实验，绘制蓝图
[让学生先猜想，再设计实验，培养学生主动探究的精神。]
师：同学们根据生活经验的猜想很丰富，那么我们如何证明你的猜想是正确的呢？
生：做实验。
师：实验时往往要控制某些条件，使实验在有利于突出主要因素、排除干扰的条件下进行。现在我们前后两桌4人为一个研究小组，自我推荐产生小组长，选择一个或几个猜想，设计实验方案，经小组讨论，与其它各组交流，修改自己的实验方案，填写实验报告单。
这时小组A很快形成方案一：取外形、质量完全相同的两个物体，先在空气中测物重，再把它放在水里的不同深度，记下弹簧秤读数，比较两次读数差，就可以知道浮力的大小与深度的关系。
其他同学没有再提出疑议，小组A把自己的方案写在报告单上。
小组B形成的方案二：取二个外形完全相同的铁块、铜块，先后全部放水中，比较弹簧秤的两次读数差来研究浮力大小与物体密度的关系。
小组C形成的方案三：用同一个物体先后全部放入密度不同的水和酒精中，比较弹簧秤的两次读数差来研究浮力的大小与液体密度的关系。
小组D形成的方案四：取同一个物体先后全部放入盛有质量不同水的两个烧杯中，比较弹簧秤的两次读数差来研究浮力的大小与液体质量的关系。
小组E形成的方案五：取两个体积不同的铁块全部放入水中，比较弹簧秤两次读数差来研究浮力的大小与物体体积的关系。
四、实施实验，验证猜想
[培养学生的动手能力，勇于实践的科学精神]
每组按照自己设计的方案，自取实验器材进行实验，教师巡视。发现大部分学生能够按照自己设计的方案进行实验，并且分工配合得都比较默契，但也发现A小组同学在探究浮力大小与物体在液体中的深度的关系，他们得出的结论是浮力大小与深度有关，我请A组长说说该实验的操作过程：第一次把一个装沙的圆柱体的1/3浸在水中，结果测出F浮=0.2牛；而第二次把这个圆柱体的体积2/3浸在水中，结果测出F浮=0.4牛，所以得出浮力大小与深度有关。而旁边B小组正在讨论得出浮力大小与深度无关，我就叫A组同学听听B组同学的操作过程，B组同学的圆柱体全部浸没在水中，然后在不同深度读出F浮1=0.6牛，F浮2=0.6牛，得出浮力大小与深度无关。然后我问A组同学：“你们变量控制好了吗？”这时A组的一个同学恍然大悟，原来没把物体放在水里的体积这个变量控制好。经过这样讨论，A、B小组达成了共识。
五、表达交流
[学生根据自己的实验，对猜测作出正确与否的判断，并能说出理由，进一步培养学生的思维能力和表达能力。]
大约经过了10分钟，各研究小组派组长向全班汇报实验结果：
结论一：浮力的大小与深度无关。
结论二：浮力的大小与液体的总质量无关。
结论三：浮力的大小与物体的质量无关。
结论四：浮力的大小与液体的密度有关。
结论五：浮力的大小与物体的体积有关。
结论六：浮力的大小与物体的体积无关。
对前面四个结论大家达成共识，而对浮力大小与物体体积有无关系争执不休。这时教师提问：当物体体积相同时，一种情况把物体全部浸没水中，另一种情况将这物体一部分进行水中，这时浮力相同吗？同学们再用实验证明，很快学生得到实验结论：物体体积相同时这两种情况下，浮力不相等，说明浮力的大小并不是跟物体的体积有关系的。教师追问：“上面这两种情况下，物体的体积相等，那么浮力的大小跟什么因素有关呢？
学生：物体浸在液体的体积。
这样，学生通过自己的猜想、实验、交流，得出浮力的大小与液体的密度和浸在液体里的体积有关这个结论。此时，这节课的重点、难点已突破，已解决。浮力的大小与液体的密度和浸在液体里的体积有什么样的关系？待下一节课继续探究。
教学反思
影响浮力大小的因素一课作为一堂探究的案例，在教育理念上发生了变化，教师讲的少了，学生的话多了，师生单向的交流少了，学生之间、师生之间的互动合作多了，在这堂课中，教师引导学生去寻找发现影响浮力大小的因素，设计实验验证自己的猜想，而教师只是一个组织者和参与者，和学生一起探索，使学生真正成为学习的主人，学生不仅积极地参与每一个教学环节，情绪高昂，切身体验了学习自然的快乐，品尝了成功的喜悦，而且不同的学生得到了不同的发展，满足了学生的求知、参与、成功、交流和自尊的需要，突出学生为主体，关注学生发展和学习过程，培养了学生创新意识。
在这堂课中，教师运用探究式教学模式，从学生已有的知识：质量、密度、体积、力等背景出发，为学生提供了充分的参与教学活动和交流的机会，帮助学生在自主探索的过程中真正理解和掌握影响浮力大小的因素，有效地渗透了观察、实验、比较、归纳等思维方法，并时时让学生感受学习的成功与喜悦。
教师的工作不是“教给”学生什么，而是努力用种种方法刺激学生求知的欲望，这样学习对于学生来说，就是一个“主动参与”的过程。另一方向，正是由于教师很好地实施探究教学，使学生得到了积极参与教学全过程，充分发挥聪明智慧的良机，大大激活了学生的思维，学生不仅能归纳出影响浮力大小的因素，而且思维得到了很好的发展。
探究性学习报告单提出问题根据上述现象，你能提出的问题：______________________________________________________________________________________________________根据你已有的知识和经验，对影响浮力大小的可能因素作出猜想：1、___________________________________________________ 2、___________________________________________________3、___________________________________________________……三、设计实验实验目的：____________________________________________条件控制：____________________________________________实验过程：____________________________________________实验数据：____________________________________________实验结论：____________________________________________
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