我校与广东省肇庆市广宁县江屯中学是对口帮扶与合作共建学校,一次两校于江屯中学开展教学研讨活动,我执教的公开课主题是《认识浮力》。正是这样的一节课,让我记忆深刻。
课堂开始,我准备了一个量筒、一个乒乓球、一杯水、一双筷子,把乒乓球放入量筒问学生:“谁有办法取出乒乓球?”学生跃跃欲试,有直接把量筒倒过来的,有用筷子夹的,还有把水倒进去的,我顺势引导,你们喜欢哪种方法,学生答:“用水取乒乓球。”于是,我就引出水对乒乓球的这种托力便是我们今天要学习的浮力。
漂浮在水面上的乒乓球会受到浮力,那沉在水底和浸没在水中的物体是否也受到浮力?我准备了弹簧测力计、金属块、杠杆、钩码、一杯水,让学生一起探讨。学生的解决方案大部分是将悬挂在弹簧测力计上的金属块浸入到水中,发现弹簧测力计的读数变小了。于是我追问:“为什么金属块浸入到水中后弹簧测力计的读数会变小?”学生思考片刻,答:“受到水给它的浮力。”我再问:“浮力的大小如何测量?”学生答:“读数减小的部分就是浮力的大小。”结合受力分析引导学生得出测量浮力的方法(称重法)F浮=G-F拉。接下来我又提出一个问题,现在有一个挂有钩码的平衡杠杆,问:“大家有什么办法可以让杠杆转动?”学生绞尽脑汁,有用手转动的,有增加钩码个数的,还有移动钩码位置的。“那如果不改变钩码个数,不移动钩码位置,还有办法吗?”这时有一个学生用一杯水将一端钩码浸没其中,发现杠杆转动,大家突然一起鼓掌,明白了思维发散和知识迁移的作用。
经过上面的活动,学生明白了液体对物体有浮力,那气体是否也有呢?学生纷纷举例,这时我拿出一个提前准备好的氢气球,展示空气浮力的存在,接下来又拿出一个杠杆,一端挂有钩码,另一端挂有一个篮球,篮球上面还附有一个带针孔的瘪气球,此刻杠杆保持平衡状态,有什么办法可以让杠杆转动?
一个学生马上举手说:“老师,我有办法,把针孔插入篮球打气孔,让篮球中的气体跑到气球中,气球受到空气的浮力,钩码那端会下沉,篮球这端会上浮,这样杠杆就转动了。”这时,我向他竖起大拇指,全班一片掌声。
学生很开心地得出结论,浸在液体或气体中的物体会受到浮力。这时我准备了一个开口的矿泉水瓶和一个乒乓球,将乒乓球放在倒立的开口矿泉水瓶底部,问学生:“我往倒立的开口矿泉水瓶底部倒入水,请问乒乓球是否会浮起来?”全班异口同声答:“会。”我说:“真的吗?”见证奇迹的时刻到了,我开始往矿泉水瓶底部倒水,实验结果表明“乒乓球并不会上浮”,这时全班学生陷入沉思。
这时,我拿出一个教具,一个正方体,上下、左右四个面都贴有橡皮薄膜,请两个学生将它压入水中,同时我用同屏技术将实验照片投屏到电脑上,让学生观察薄膜的凹陷现象,并分析原因。
学生观察到,左右薄膜的凹陷程度一样,下面薄膜比上面薄膜凹陷程度大,于是他们开始小组讨论,利用之前学习的压强知识进行分析。最后他们得出结论,液体深度越深压强越大,相同面积产生的压力越大;左右具有对称性,左边液体对物体产生的压力与右边液体对物体产生的压力大小相等,方向相反,互相抵消;下面深度越深,压强越大,产生的压力也越大,导致上下表面存在压力差,这个压力差就是浮力。
“如果用上表面受到向下的压力记为F下,下表面受到向上的压力记为F上,那计算浮力的方法还有什么?”学生齐声答:“F浮=F上-F下”。
既然已经知道浮力产生的本质,那谁有办法使开口矿泉水瓶底部的乒乓球上浮?
这时,坐在最后排的一个男孩举手,我发现他前半节课没有主动发言,于是我请他上讲台分享他的办法,他很小声地说:“盖上瓶盖。”我说:“你非常棒,可以自信勇敢地向大家分享你的办法,并演示给大家看。”他经过操作成功地将乒乓球上浮,这时掌声响起。
我意识到,原来一堂课上教师的主导性和学生的主体性是多么重要,教师应该多创设情境引导学生发现、分析、提出、解决问题,关注每个学生,引发学生创造性思维,促进学生深度学习。
接着,我播放了港珠澳大桥建造的过程与原理视频,又提出“港珠澳大桥的桥墩在大海中有没有受到浮力呢?”“没有。”通过视频学生知道港珠澳大桥的桥墩是陷入了海底的岩层中,下端是没有接触到水的,无法受到水给它向上的压力,无法产生浮力。我很欣慰学生真的领悟到浮力产生的本质,并学会分析问题。
接下来,我准备了一个水杯,一个钩码,钩码上面通过细绳系有一个乒乓球,将钩码放入水中,倾斜水杯,让学生观察现象:“浮力的方向朝哪里?”“竖直向上。”
我又问:“有什么方法判断是竖直向上?”一个学生举手,拿出刚才弹簧测力计测量的金属块,将它悬挂在铁架台上,用重力的方向去判断竖直方向。
我给他一个热烈的掌声,来江屯中学之前,据本地教师描述,这里的孩子基础薄弱、学习动力不足、留守儿童多,我现在才明白,作为教师,我们应该花更多的时间去设计教学,激发学生的学习兴趣。
我让孩子们自己给浮力下个定义,他们举手发言,最后得出,浸在液体(气体)中的物体受到竖直向上的力。这时,我从他们的目光中读出了自信和开心,我想这节课的目标已经达成了一半。后面,孩子们都顺理成章地完成了影响浮力大小因素的实验探究。
最后,原本一节很难的课,有了这些实验的设置、思维的引导、兴趣的提升,让这节课变得生动、有趣且有深度。
(作者单位系广东省深圳市福田区红岭教育集团华富中学)
《中国教师报》2024年12月04日第12版
作者:乐 琼