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打造初中物理“快乐Y课堂”的教学策略浅析

2023-04-05深圳市光明区凤凰城实验学校高炜佳张天为

师道(教研) 2023年2期
关键词:潜水艇浮力受力

文/深圳市光明区凤凰城实验学校 高炜佳 张天为

义务教育阶段的物理课程以实验为基础,旨在引导学生形成科学的自然观、思维习惯和正确的价值观,为培养全面发展的社会主义建设者和接班人奠定基础。我校物理科组在教学过程中发现,学生对教师亲自制作的实验装置或实验微视频比网上唾手可得的资源素材更加感兴趣,在课下经常会与同学们讨论相关内容。我们设计构思了以“Y”字母为代号的凤实快乐课堂教学策略。“Y”对应英文单词“why”的发音,其核心就是通过设计别出心裁的教学实验环节引导学生在眼看、耳听后,下意识地问出“为什么?”从而引发学生进行有目的、有方向、有思考的自学探究。接下来将通过“物体的浮沉条件及应用”这一节第一课时的教学过程进行简要介绍。

一、过程与方法:“快乐Y课堂”三部曲

1.新知导入,一问“这为什么?”

物体的浮沉条件是初中物理力学知识的重难点部分,牵涉到质量与密度、运动和力、压强、浮力等重要章节,涉及的知识点最多、知识范围最广。有研究指出,在讲授新课前让学生观看微课视频自学物体的浮沉条件及应用的方法,可以增强学习效果。但是此种方法非常依赖学生的自觉性,即使学生有心自学,在观看过程中也难以分清主次、把握重点。为了提高课堂效率,让学生直观地感受物体在液体中的三种状态,教师选择在课上播放学生利用鸡蛋、清水和盐完成鸡蛋上浮、悬浮及下沉的家庭小实验视频。其他学生在欣赏同学自制的趣味十足的视频之后,自然而然地会联想究竟什么原因会导致似乎并无区别的鸡蛋有浮有沉,这就为引入物体的浮沉条件做了充足的铺垫。

2.结尾留疑,二问“这为什么?”

建立物理模型的方法可以简化物理问题,很好地渗透了物理的科学思维,能够帮助培育学生的核心素养。在接下来的教学中,教师提示鸡蛋可以抽象成一个小物块,该物块在竖直方向上受到向上的浮力F浮和向下的重力G,只需对其中一种浮沉状态进行受力分析示范后,引导学生分析余下的受力情况,进而总结出物体的浮沉条件和受力情况的关系。接下来,教师结合上一节课阿基米德原理的知识具体展开F浮和G的公式,即F浮=G排=ρ液gV排和G=m物g=ρ物gV物。在完全浸没的条件下,有V排=(V浸=)V物,所以学生能够顺理成章地发现可以从比较受力转变为比较密度来判断物体的浮沉。学生在短时间内接受了上述知识量满满的理论学习之后,部分学生一定会存在着似懂非懂、概念模糊的情况,此时即使再占用课上时间进行“满堂灌”的讲解也是事倍功半。利用课堂结束前的5-10分钟,教师精选例题帮助学生快速梳理回顾知识点,巩固重点,突破难点。随着课程临近尾声,正当大部分学生已经做好下课准备之时,教师突然拿出事先制作好的浮沉子装置,让原本兴致渐衰的学生重新聚精会神,目光炯炯地盯着这个有趣的“小玩意”。在教师的操控下,瓶内的浮沉子在水中“神奇”地下沉又上浮,让班级全体学生“哇”声连连,直呼:“老师这为什么啊?”教师趁热打铁,布置了书面预习作业“物体浮沉条件的应用”与实践作业“自制潜水艇”。

3.任务反馈,三问“这为什么?”

令人惊喜的是,在第一课时教学结束之后,学生很快地通过个人或小组合作的方式完成了“潜水艇”的制作,提交了自己的实验成果,并且有的还专门录制了讲解视频,在视频后面附上了自己通过网络查阅的相关资料。这些模型根据原理可以大致分成两类:(1)利用口服液瓶等材料制成下端开口、倒放入水中的浮沉子;(2)利用吸管、回形针等材料制成内部封闭的浮沉子。在挤压瓶身的时候,水会流进前者的浮沉子中,使得重力大于浮力,因此浮沉子下沉。这也是潜水艇的原理;后者则是受到水的挤压自身体积发生改变,排开水的体积随之减少,造成浮力小于重力而下沉。教师在仔细观看成果视频后向学生提问:“你是怎么制作的?为什么你挤压瓶子里面的物体就下沉了呢?潜水艇的原理是什么呢?”

二、结果与讨论

应用在物体的浮沉条件及应用课程的“快乐Y课堂”教学策略通过课堂前中后的3Y环节让学生经历了从“有疑问”到“敢提问”到“会答问”的心路历程,学习程度从了解现象开始不断加深,直至能够对探究结果进行描述和解释,最终完成整节内容的知识内化。我们发现,有些学生甚至可以举一反三,利用现有的理论知识去嵌套轮船、飞艇甚至是冰山的运行模式,并和同学进行激烈讨论。虽然解释的科学性有待验证,但是在思想的交流碰撞中,学生的科学思维和创意灵感能被完全地激发,这让我们看到了他们蕴含的无限潜能。

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