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復習課,用深度教學促進深度學習

2018-01-09 13:28吳守元
湖北教育·教育教學 2017年12期
關鍵詞:鐵球測力計木塊

吳守元

近年來,有一種觀點:只有降低教學難度才能推行素質教育。結果,首先是淺顯機械的課堂教學,然后是簡單大量的重復練習,最后是沒有任何批改和評講價值的考查測試,教師不需要做任何深度的準備就可以直接走進課堂。

筆者認為這樣的教學是不能提高學生素質的,反而會降低學生的素質,比如畏難、回避、放棄等。因此,我們應該認真研究和實踐深度教學。當教學完一章或者一個單元后,必然會有復習課,很多復習課都是按節次順序總結歸納,求全求細,找出大量與知識點一一對應的習題反復練習,以強化記憶和應付考試。那么,復習課的深度教學應該以怎樣的內容和形式呈現呢?現以人教版八年級物理第十章《浮力》為例,談一談以復習課為契機,用深度教學促進學生深度學習。

一、打破節次順序,重組和整合

分節次上完《浮力》三小節后,首先可以進行如下形式的全章復習。

(一)看事物的聯系

1.利用物理量之間的聯系進行有價值的猜想

因為m=ρv,m排可以把ρ液和V排聯系起來,m排越大,F浮越大。同種物理量大小的比較更合理更有意義。而G=mg,G排=m排g,G排越大,F浮越大。所以決定把F浮與G排聯系起來研究,探究F浮與G排的大小關系。

2.完全浸沒條件下,利用V=V排把物體和液體聯系起來

讓物體完全浸沒在液體中時,V=V排 ,而G=ρ物Vg,F浮=ρ液V排g,兩式相比有G/F浮=ρ物/ρ液。利用彈簧測力計可以測出G和F浮,那么,已知ρ液可以測ρ物。反過來,已知ρ物可以測ρ液。

3.利用漂浮條件把物體和液體聯系起來

漂浮條件下:F浮=G物,ρ液V排g=ρ物Vg,ρ物/ρ液=V排/V物。利用刻度尺,測出漂浮在水面的長方體的整體高度和露出水面的部分高度,即可測出這個物體的密度,反之,已知物體的密度又可以用這個規律測出待測液體的密度。

4.利用Δh=V排/S把液體壓強和浮力聯系起來

一個物體放入盛有液體的柱狀容器中,物體會排開液體受到浮力,液面升高,容器底受到的壓強增大。Δh=V排/S ,Δp=ρ液gΔh=ρ液gV排/S=F浮/S,其實,物體放入液體中后,液體要對物體施加一個浮力,由于力的作用是相互的,物體要對液體施加一個等大的反作用力,傳到容器底,所以Δp=ΔF/S=F浮/S。

看事物的聯系,有利于找出事物的規律。

(二)看事物的本質

1.浮力大小的本質

由阿基米德原理F浮=G排可知,浮力大小等于物體排開液體的重力,只與液體的密度和物體排開的液體體積有關,與物體的密度、體積、液體的體積等都無關。

2.物體沉浮的本質

[浮沉\&力比較\&密度比較\&上?。?amp;F浮> G\&ρ液>ρ物\&懸?。?amp;F浮= G\&ρ液=ρ物\&下沉\&F浮< G\&ρ液<ρ物\&]

物體的浮沉,不是決定于浮力的大小,也不是決定于重力的大小,而是浮力與重力對抗的結果;實質是物體密度和液體密度的大小比較的結果。

看事物的本質,不至于被表面現象迷惑。

(三)看事物的區別

1.漂浮和懸浮的區別

[漂?。?amp;懸?。?amp;部分進入V排=nV物(n<1)\&完全浸沒V排=V物\&ρ物<ρ液 ρ物=nρ液(n<1)\&ρ物=ρ液 ρ物=ρ液\&]

2.溢出和排開的區別(下圖中兩次溢出的水都是G溢= 10N)

溢水杯開始裝滿水

G排=G溢=10N,F浮=10N

溢水杯開始未裝滿水

G排>G溢=10N,F浮>10N

例:將質量為120g的物體放入盛水的溢水杯中,當物體靜止時,溢水杯中溢出了100cm3的水,則物體可能(g取10N/kg)(ABCD)

A.漂浮在水面上 B.懸浮在水中

C.沉在溢水杯底部 D.受到1.2N的浮力

看事物間的區別,更容易看清事物本身。

這樣的全章復習,又稱“整體深度復習”,不僅能夠抓住本章的重難點、易錯點,而且學生復習起來有一定的挑戰性,不會感覺到重復、枯燥,更重要的是培養學生從聯系、本質、區別等角度觀察分析事物,并把這種習慣和能力由課內擴展到課外。

二、歸類比較,構建知識體系

浮沉題是重點,也是難點,學生要做很多相關的練習,但是如果有了前面的重組和整合,教師將積累轉化成如下表的九大問題,集中起來讓學生討論和解決,將大大提高課堂效率,培養學生清理同類問題、找出同與不同、構建知識體系的習慣和能力,稱之為 “局部深度復習”。

[物體\&放入液體\&浮沉情況\&比較\&體積相等的實心

木塊和鋁塊\&水\&\&浮力和排開的液體的體積\&體積相等的實心

木塊和鋁塊\&水銀\&\&浮力和排開的液體的體積\&質量相等的實心

木塊和鋁塊\&水\&\&浮力和排開的液體的體積\&質量相等的實心

木塊和鋁塊\&水銀\&\&浮力、液體的密度和排開的液體的體積\&同一物體\&甲、乙、丙\&分別漂浮、懸浮、沉底\&浮力、液體的密度和排開的液體的體積\&體積相同的甲、乙、丙\&同一液體\&分別漂浮、懸浮、沉底\&浮力、物體的密度和排開的液體的體積\&質量相同的甲、乙、丙\&同一液體\&分別漂浮、懸浮、沉底\&浮力、物體的密度和排開的液體的體積\&質量相同的實心鐵塊和銅塊\&鐵塊放入水中,

銅塊放入煤油中\&\&浮力和排開的液體的體積\&質量相同的實心鐵塊和銅塊\&鐵塊放入煤油中,銅塊放入水中\&\&浮力和排開的液體的體積\&]

三、立足某個問題,縱深延展

通過對一個普通的例題:“一個邊長為10cm的正方體均勻木塊,漂浮在水面上,水下部分深6cm。已知ρ水為1.0×103 kg/m3,g取10N/kg,求木塊的密度?!边M行如下的變形和展開。

(一)液體不變,物體變

1.物體表面變,將木塊露出部分切割,結果會怎樣?漂浮在水中的蠟燭慢慢燃燒會是怎樣的情形?

2.物體本質變,另一個邊長為10cm的正方體均勻物體漂浮在水面,露出3cm高,求這個物體的密度,建立只用刻度尺測漂浮在水面的正方體的密度的方案。

(二)物體不變,液體變

1.將木塊放入酒精中、鹽水(給密度)中,求液面下的深度,比較三個深度得出什么結論?

2.密度計上面的刻度是上大下小還是上小下大?

3.輪船從河里開到海里,什么不變什么變?

(三)物體變,液體也變

1.體積相同的木塊和銅塊,分別漂浮在水中和水銀中(給出四種物質的密度),比較它們受到的浮力和排開的液體的體積。

2.質量相同的木塊和銅塊,分別漂浮在水中和水銀中(給出四種物質的密度),比較它們受到的浮力和排開的液體的體積。

無論條件和問題怎么變化,所有的漂浮問題幾乎都可以歸結為漂浮條件下的V排/V物=ρ物/ρ液,通過這種由淺入深、以點帶面、向縱深延展的訓練,培養學生尋找規律和運用規律的習慣和能力,稱之為“延展深度復習”。

四、列舉典型例題,培養分析和解決問題的能力

通過典型的例題,幫助和引導學生找出和建立事物變化過程中潛藏的關系,并及時挖掘這個例題隱含的其他問題和物理方案,從而舉一反三,培養學生通過尋找和建立物理關系來分析和解決問題的習慣和能力,稱之為“典例深度復習”。

例1:用彈簧測力計豎直掛一鐵球,當鐵球的三分之二露出水面時,彈簧測力計示數為4N;當鐵球浸入水中一半體積時,彈簧測力計示數為1N,取下該鐵球放入水中,鐵球靜止時受到的浮力是( D )

A.18N B.14N C.8N D.10N

方法一:題述兩種情況下的條件都有關豎直方向上的三力平衡,可以設定兩個未知量,完全浸沒時的浮力F?。梢杂脕肀硎韭冻霾煌w積時的浮力)和重力G,列兩個方程,求出F浮=18N,G=10N。首先要判斷鐵球靜止時的狀態,才能得出浮力為10N。

方法二:當物體從[13]V浸入到[12]V時,彈簧測力計的示數減小了3N,說明浮力增大了3N,即[12]V-[13]V=[16]V浸入時的浮力是3N,完全浸沒的浮力是18N。

拓展:鐵球的密度是多少?鐵球漂浮時露出幾分之幾?把露出部分剛好按入水中靜止需要多大的力?

根據該拓展建立一個方案,只有彈簧測力計這一種測量工具,測不能漂浮在水中的物體的密度;根據以下例2建立一個方案,只有刻度尺這一種測量工具,已知物體的密度,測某液體的密度。

例2:取邊長為a的正方體木塊放入裝有適量密度為ρ0的液體的燒杯中,待其靜止后用刻度尺測出有[25]高度露出液面(如圖甲)。將B物體放在木塊中央靜止后用刻度尺測出此時木塊露出液面的高度為h1(如圖乙)。用體積可忽略不計的細線將物體B系在木塊中央,放入液體中靜止后測出此時木塊露出液面高度h2(如圖丙)。求B物體的密度ρB(用相關的物理量表示)。

分析:從甲到乙,增加的浮力即為增加的重力,也就是木塊的重力GB=ρ0S([25]a-h1)g;從乙到丙總重力沒有變,總浮力沒有變,排開液體的總體積沒有變。木塊浸入液體體積的減少量就是B的體積VB=S(h2-h1),ρB=GB/VBg=ρ0S([25]a-h1)g/S(h2-h1)g=ρ0([25]a-h1)/(h2-h1)。

教學中要糾正“廣播體操式的簡單重復”,實施“瑜伽式的深度延展”。事實上,其他課型,如新授課、習題課、專題課、評講課都可以而且應該進行深度教學,深度教學最忌諱貪多求全,深度教學需要深厚的積累和反復的準備。讓我們在每一節課、每一次作業、每一次考試中都用心設置一些深度元素吧,這是一個有待系統研究和實踐的課題。

(作者單位:應城市教研室)

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