基于能力进阶的初中物理复习
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作者:石彦玲
摘 要：物理核心素养是学生通过物理学习形成的必备品格和关键能力。要培养学生的学科能力教师需要设计教学活动提高学生的学科知识概括能力，使学生的学科德育与智力得到发展。作为物理教师更要注重学生物理学科能力的培养，关注物理观念、科学思维、探究能力以及创新精神的统一，提高学生的物理核心素养。本文以“浮力”复习课为例，通过实验、视频、典型例题等方式，提高学生的思维能力和综合运用知识的能力，帮助学生突破能力进阶，也为老师优化教学设计提供参考。
关键词：核心素养;思维能力;能力进阶;优化教学
教学中从学生的认知与理解、应用生活实践、对知识进行迁移创新等方面来培养学生的物理学科能力。《义务教育物理课程标准》认知性目标分为了解、认识、理解三个递进层次，本章要求：通过实验认识浮力、探究浮力大小与哪些因素有关、知道阿基米德原理、运用物体的沉浮条件说明生产、生活中的一些现象。
沪科版第九章浮力安排在力、重力、摩擦力、力的平衡、压强等知识之后，是力学的重要部分，主要内容包括浮力的定义及产生原因、影响浮力大小的因素、阿基米德原理以及物体的浮沉条件及其应用，是对力学知识的深化与延伸。中考前总复习，教师应根据初中生的发展特点积极探究合适的教学方法，突出学生学习的主体地位，提高学生的学习兴趣，促进学生能力进阶。
教学中教师应注意激发学生的创新能力，提高学生善于思辨的能力，培养学生独立思考和勤于探究的学习习惯。教师可以创设相关情景，引导学生设计实验方案，促进学生高阶思维能力的发展，从而帮助学生实现能力进阶。
一、 实验导入，理解浮力的定义;
老师演示实验（称重法测浮力），让学生观察实验引入课题，使学生进一步理解浮力的定义。结合练习题“一个重力为12N的金属块挂在弹簧测力计下，使其浸入水中，如果金属块的一半体积浸入水中，这时弹簧测力计的示数为10N，此时金属块受到水的浮力大小为 N。如果将金属块全部浸没水中（金属块不接触容器底部），则金属块所受浮力大小为 N，此时弹簧测力计的示数为 N”，使学生能灵活运用称重法及变形公式解决实际问题。本节课从实验引入，能使学生对浮力有清晰的认识，理解得透彻，激发了学生的学习兴趣，层层递进，从生活中的现象引申到物理学原理，通过概括论证学生掌握物理概念和规律，在此基础上逐步将分散的知识内容进行关联整合，实现知识的系统化和结构化。
二、 建模引导，理解浮力产生的原因;
先指导学生观察171页图9-5，老师指导分析，水对立方体的上、下、前、后、左、右六个表面都有压强，因为立方体的前后、左右相对应的面积相等，所以立方体的前后、左右的两侧面受到的压力大小相等、方向相反，受力平衡;因为同种液体压强随深度的增加而增大，上、下两个表面，深度不同，水的压强不同，下表面受到水向上的压力F1大于上表面受到水向下的压力F2，水对立方体向上和向下的压力差就是浮力产生的原因。老师对此进行建模引导，使学生理解浮力产生的原因。
观察是进行概括论证的基础，引导学生善于观察，通过观察分析和解释相关物理现象，运用物理学科知识和科学思维，解决实际生活问题，培养学生的应用实践能力。课堂上老师注意引导学生观察、思考、探究、合作，调动学生的学习积极性，体现以学生为主体，教师为主导的理念，培养学生的探究能力和创新能力，通过建模思想，促进学生思维发展。
三、 播放微视频，再现阿基米德原理;
师：怎样测出浮力的大小，阿基米德想出了办法，请同学们翻书到174页，回顾阿基米德原理。从实验目的→实验器材→实验步骤→实验内容→公式→公式推导，对学生进行思维引导，然后观看视频，再现阿基米德实验探究过程，最后通过实验探究题，使学生对知识加深理解，提高学生的能力。
阿基米德原理实验通过实验视频再现，带领学生回顾实验过程，关注溢水杯的使用和测量误差的分析，在实验过程中，学生会有所悟，思想也变得非常活跃，再经过教师的点拨和引导，可以激起学生的创造性思维，提升科学素养，使复习课的效率得到提高。
四、 应用迁移，巩固提高;
1. 物体所受的重力为5N，体积为4×10-4m3，当它浸没在水中时，所受的浮力为 N，浮力和重力的合力为 N，方向 。
延伸：物体静止时受到的合力为多少？引导学生画受力分析图，三力平衡，合力为零。
2. 张晓在探究“浮力的大小与物体排开的液体所受的重力有怎样的关系”时，用石块、弹簧测力计、空桶、烧杯等进行实验操作测量，如下图中a、b、c是其中的三个步骤示意图，还差一个步骤图d，才能完成探究任务，则d是测量 。设四个图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，则石块受到的浮力为 ;被排开液体的重力为 ;如果关系式 成立，就可以得到著名的“阿基米德原理”。
延伸：如果石块换成木块，哪个步骤不同呢？引导学生分析石块和木块的不同，当物体的密度大于液体的密度时，物体可以浸没在液体中，如果去掉拉力，石块会下沉，最终沉底，三力平衡;如果物体的密度小于液体的密度，物体静止时漂浮在页面上，步骤b不同。
3. 如右图所示，一个重为0.2N的小球被线拉住而浸没在液体中，如果它受到的浮力是1.8N，则线对球的拉力是（ ）
A. 1.8NB. 1.6N
C. 0.2ND. 0N
延伸：如果線断了，小球会向什么方向运动？小球静止时处于什么状态？（为下节课做铺垫）小球静止时受到的浮力为多大？合力为多大？
4. 一个圆柱体吊在弹簧测力计下，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图甲是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。 甲
（1）从图像分析圆柱体受到的重力为 N;
（2）圆柱体浸没在水中时，所受到的浮力为 N;
（3）分析图像BC段，可得出的结论是：物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力越 （选填“大”或“小”）;
（4）分析图像CD段，可得出的结论是 ;
（5）图乙中能正确表示圆柱体所受浮力与浸入深度关系的是（ ）
乙
（6）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为 Pa;
（7）根據有关实验数据，可以计算出圆柱体的密度为 kg/m3。
此题先引导学生分析图像，理解各物理量之间的关系，使学生理解影响浮力大小的因素，会运用称重法计算浮力，能结合压强的知识，算出圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强，并能利用重力和质量的关系计算出质量，再结合阿基米德原理的推导公式算出体积，最后求出圆柱体的密度。此题综合性强，提高了学生的思维能力和综合运用知识的能力。
延伸：图乙中能表示圆柱体下表面刚接触水面到全部浸没时弹簧测力计的示数变化与浸入深度关系的是（ ）
老师根据初中生精力集中的特点，课堂预设问题分阶段递进，创设不同的情景，调动学生的学习积极性，引导学生理解所学知识、应用知识解决实际问题，并能将所学知识迁移创新，提高学生的物理核心素养，体现了能力进阶的培养过程。
这节课从浮力产生的原因到阿基米德原理的深入分析再到浮力计算的动态分析，以浮力进阶为线索，将浮力相关概念关联与整合，通过实验，视频，典型习题的训练等方式，使学生理解并掌握浮力的相关知识，增强学生的创新意识，提高学生解决问题的能力，从教学方案、实验探究、总结反思三方面综合阐述有效策略的构建，增强课堂教学的效果，培养学生的创造性思维，体现了老师对学生进阶能力培养的过程，由“知”→“点”→“题”→“类”→“法”→“能”，从而提升学生的高阶思维能力，培养学生的物理学科素养。
参考文献：
[1]王天津，张红岩.注重科学探究体现知识的生成过程：阿基米德原理一节的教学设计[J].物理教学探讨，2018.
[2]徐进.了解浮力的本质：准确理解阿基米德原理[J].安徽教育学院学报，2016.
作者简介：
石彦玲，福建省厦门市，福建省厦门五缘第二实验学校。
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