摘 要：将浮力方向与重垂线方向作对比，生动形象地说明浮力方向。浮力大小的影响因素选材时可选择体积稍大的物体便于实验，液体可以用糖水做实验效果较好。在新的情境下让学生回顾旧的知识，迁移知识去探究新的知识。
关键词：探究;感悟;知识的迁移
初中物理强调从学生身边的实验现象观察探究，建构新的物理知识规律，培养学生的物理核心素养。现在的实验可谓越来越完善，借助各种软件器材能够清晰地展现整个实验过程。如何选择合适的实验，笔者建议从学生身边熟悉的情境入手，让学生全程参与到探究过程中。既能提高学生的动手能力，又能激发学生的学习兴趣，从而建构新的物理知识。每设计一个实验，都要明确实验目的，清楚探究什么问题。实验的设计要合理易操作，实验现象明显，这样的实验才是有效的实验。
在学校研讨室笔者和学生一起探討了浮力知识。本节课涉及好几个实验，其中最重要的实验就是影响浮力的因素。对这些实验笔者进行了一些分析改进。
一、 引入实验
1. 出示一个很深的装满水的透明盛液桶，将一个乒乓球放进去让学生观察乒乓球在水中的状态，同时提出疑问为什么会这样？让学生观察后讨论总结。
这个实验其实起到一个抛砖引玉的作用，让学生了解浮力是存在的。实验效果明显，乒乓球浮在水面上，学生自然就想到了是水给球一个力，这个力就是浮力，但是不足之处就是浮力的方向无法具体体现。经过思考，笔者用一根粗线固定在乒乓球和烧杯的底部，慢慢将水注入烧杯直到线被乒乓球拉直，在旁边放一重锤线对比发现线是处于竖直方向的，将烧杯底部一端抬高，发现粗线依然在竖直方向上拉直。当笔者剪断粗线时候，乒乓球立刻浮上水面，整个过程清晰地展示了浮力的方向，学生立刻知道浮力的方向是竖直向上的，简单明了，方便记忆。
另外浮力这部分知识经常作为画图题出现，为了利于学生的理解记忆，更好地对物体进行受力分析，学会浮力的画法。这个过程让学生上来画乒乓球受力分析图，根据二力平衡知识对乒乓球进行受力分析，明确浮力的存在并知道浮力的方向是竖直向上。
2. 下沉的物体是否受到浮力？
对于在水中下沉的石块等物体是否受到浮力，学生经过小组交流讨论后持两派意见：
有的小组认为是不受浮力的，因为物体沉入水底，有的小组则认为是有浮力，因为水中的物体下沉速度比空气中慢多了。究竟哪一种猜想是正确，各小组决定通过实验探究的方式验证。
关于这个实验的设计有些小组能迅速讨论出方案，有的小组则很茫然，无法下手。其实对于这个实验设计可以先介绍一个类比实验。在空气中先测出物体的重力，然后用手慢慢向上托着物体，观察弹簧测力计发现示数变小了，引导学生思考弹簧测力计示数变小的原因。小组讨论后学生都找到了原因：手对物体有一个向上的托力，然后让小组再讨论设计方案则难度降低。各小组纷纷都设计出了自己的方案，讨论方案的可行性，为下面的探究活动做好了准备。
这个实验让学生自己设计并操作完成，学生设计得很好，完成效果明显，很明显的弹簧测力计示数变小，说明下沉的物体也有浮力，然后让学生思考测浮力方法，学生自然就想到了用重力减去水中的拉力得出浮力。但是整个过程中，给予学生思考时间太少，导致部分好学生迅速学会，但是仍有部分学生反应较慢，被动接受。在这部分教学中，其实应该增加一个画受力分析图环节，教学效果会更好。让学生对物体进行受力分析，不仅能够进一步加强浮力印象，同时对物体的受力情况更为了解，对今后分析此类题目有很大的帮助。
二、 学生动手操作，让学生感知
本节课有个重要的学生实验“探究影响浮力大小的因素”，对于这个实验各小组先讨论可能跟哪些因素有关，然后归纳总结出有探究意义的几点因素：①浮力的大小可能跟物理浸没的深度有关;②浮力的大小可能跟排开液体的体积有关;③浮力的大小可能跟液体的密度有关等。各小组确定自己的研究因素并设计方案，讨论方案的可行性并修正方案，分组完成实验。
（一）浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关
这个实验的设计方案多数小组能够设计出来，实验操作也较为成功，各小组很明显地得出实验结果：浮力的大小与物体浸没深度无关。
（二）浮力的大小可能跟排开液体的体积有关
学生分组完成实验时候，观察不到明显的实验现象，好些小组都出现这个问题，学生就无从分析，也得不出结论。这个实验对于浮力的理解是非常重要的，也为阿基米德定律的得出打下基础的。因此，老师就要敏锐地抓住这点进行生成。可以问学生为什么会出现这样的现象？如何解决？让小组自行分析后解决。有的小组这样解决：选择体积更大的物体。经过实验发现：浸没在水中的物体体积越大则排开液体的体积越大，浮力也跟着相应变大，弹簧测力计的示数变化明显，但是选取的物体一定要注意是体积大但重量较小的物体，一般选择塑料的圆柱体较为合适。各组换了新的实验器材继续实验，这次明显看到弹簧测力计示数变化，最终得出结论：浮力大小和物体排开液体体积有关。
（三）浮力的大小可能跟液体的密度有关
这个猜想来源于学生的生活经验，在生活中，人们经常看见沉在水底的物体例如鸡蛋，只要向水中加盐，鸡蛋会慢慢浮起，最终漂浮在水面上。同样的一个鸡蛋在不同液体处于两种不同的状态，说明液体密度的改变对浮力有较大的影响。学生回答问题的时候却能够答得很好，原因是学生之前的生活经验即前概念起作用。这个实验设计是先将物体浸没在清水中测出浮力，然后再将物体放在盐水中，测量它的浮力，进行对比，老师可以通过数据让学生分析：有什么差异？为什么会出现差异？但在实际操作中得不到数据，这样的问题就无从回答，思维得不到发展。所以，在课堂中，能够让学生对问题有所思考，进而提出问题，共同思考，这样就教学相长。学生才有收获。否则，学生仅仅是模仿，从例题到习题，不停地做、练，仅此而已。学生的思维得不到发展，只是一味地重复，并不能真正地理解，导致学习效果不行，学生的能力得不到提高。
1. 原因分析
一般情况下水的密度是1g/cm3，饱和盐水的密度是较低，一般为约1.33g/cm3，实验中选取的金属块体积为8cm3，利用阿基米德原理计算求得金属块在水中和盐水中的浮力分别为0.08N和0.11N。人们现在所使用的弹簧测力计分度值是0.2N，水和盐水中浮力只相差0.03N，从彈簧测力计上根本看不出来有任何变化，测出的浮力结果相似，无法分析。经过各小组讨论后发现：是浮力太小导致的，既然上面已经证明浮力和排开液体的体积有关，那么就选择体积较大的金属块进行实验。
2. 实验改进
首先笔者把金属块换成体积为100cm3的圆柱体，根据阿基米德原理，计算出圆柱体在盐水和清水的浮力分别为1.33N和1N。它们之间的差值达到0.33，通过弹簧测力计已经能够识别，证明了浮力大小和液体的密度有关。但两者之间的差距还是比较小，然后笔者用糖水代替盐水做实验，糖水的密度达到2g/cm3，通过称重法测量金属块在水中的浮力是1N，在糖水中的浮力是2N，这么大的差值，弹簧测力计上有明显的区别，实验效果更明显。在圆柱体体积相同的情况下，用糖水做实验效果比用盐水做实验效果好多了。对物理实验中出现的问题，不能回避实验失败也是常有的事情，应该多思考、多研究，多下工夫，一定能够找到解决的方法。物理教学改进的路还很长，应该不断探索，有所作为。
三、 旧知识新用
在新的情境下让学生用旧的知识去解决，能够在复习旧的知识的基础上接受新的知识。在学习新课的过程中，可以创设新的情境，让学生从自己熟悉的情境开始思索，再迁移到新的情境，独立思考，自主探究。这样既能提高学生的自信心，又激发了学生的学习兴趣，最终能够掌握新的知识。
在下沉的物体是否受到浮力演示实验和用弹簧秤测出浮力的大小时，让学生动手画物体受力分析图。通过画图的方式形象生动地描述浮力大小及其方向，既能巩固前面所学的二力平衡知识，又归纳出浮力的一种测量方法——称重法，便于学生理解记忆。
今后做实验的时候，要选择合适的器材，想办法解决物理实验上问题，选择生活中易得物体改进设计实验。对待实验数据不能总是说大概，估计，要有严谨的思想，做实验要尽量精确。课堂上要多关注学生，充分给予学生机会，让学生自己创设情境，探究实验，归纳规律，这样才能提高学生的物理学科素养。
作者简介：
朱婷，江苏省扬州市，江苏省扬州市翠岗中学。
