綜合實踐活動教學策略研究

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【摘要】文章通過綜合實踐活動——制作簡易密度計，不僅培養了學生的動手操作能力，而且體現了密度計從無到有的產生過程，不斷地在生產生活的需求中改進，不斷地在改進中精細化。

【關鍵詞】可視化教學；綜合實踐活動；簡易密度計

一、研究背景

制作簡易的密度計是蘇科版初中物理教材2012年新增加的綜合實踐活動，體現了教學改革對學生動手實踐操作能力的重視，但在實際教學過程中發現，學生不論在動手實踐方面還是在知識產生方面都存在一定困難。因此，針對本節內容，筆者的教學策略是根據一些物理原理制作了一只“漂浮管”并在制作的過程中設置了一些問題，讓學生應用物理知識不斷地解決問題。將“漂浮管”不斷地應用于生產生活，并在生產生活的需求中改進和優化，最終制成了測量液體密度的儀器——密度計，使學生不僅知道怎樣做密度計，而且知道為什么制作。

二、教學過程

（一）創設情境，引入新課

教師組織學生觀察雞蛋在清水中的樣子，發現是沉底的，不斷向清水中加鹽，發現雞蛋會上浮，直到漂浮。教師再給出雞蛋漂浮時的兩張對比圖片，讓學生觀察雞蛋漂浮時鹽少、鹽多情況，詢問學生有什么發現。學生發現：漂浮時 ρ鹽越大，雞蛋的V排越小?？偨Y：對于同一物體來說，它漂浮時V排是由 ρ液決定的。由此聯想：是否可以設計一個測量液體密度的工具？只要把它往液體中一放，就可以測量出液體的密度。設計目的：一節好課，不需要任何華麗的引入，教師還原了學生最原始的認知狀態，從學生最容易理解的現象中獲得靈感，從而產生設計靈感。這樣簡單的引入體現了知識逐漸由易入難、由淺入深推進的過程。

（二）自主研讀，初步進行困惑交流

綜合實踐活動課的宗旨是培養學生的動手操作能力，僅在課堂內完成是遠遠不夠的，所以筆者在假期前已經布置作業：參考課本第98頁（選擇鉛筆、吸管、筷子等立桿及配重）制作簡易密度計，收集制作過程中遇到的問題，將制作過程拍成簡短的視頻。教學目標明確以后的第一個問題就是在假期制作簡易密度計過程當中遇到了哪些問題？聽了三四位同學的回答以后，主要歸結為兩類：第一，吸管不能直立于水中；第二，密度計沉到底部浮不起來。這正好和預設的問題是一致的。大家共同探討產生這兩類問題的原因以及解決問題的辦法。學生的回答非常精彩，針對第一點困惑，可能是因為配重加少了或者沒密封住，導致漏水。針對第二點困惑，說明：F浮<G。那怎樣才能浮起來呢？方法1：增加V排，增加F浮，直到F浮=G。方法2：減小G，直到F浮=G。解決問題后完成第一個任務“制作一只豎直‘漂浮管’”就會順暢很多。設計目的：充分相信學生的自主學習能力和動手操作能力，學生在制作簡易密度計的過程中會遇到很多問題，通過尋求幫助、查閱資料不斷解決問題，培養學生克服困難的勇氣和自信。在獲得充分的感性材料之后再開展課堂討論學習，學生對此綜合實踐活動的認識進一步深化。

（三）需求、探索、發現、改進

任務一：用吸管、小鉛丸（配重）、石蠟、打火機（蠟油封底）制作一只豎直“漂浮管”，給出圖片。要求：在沉底的情況下，進入水中的深度盡量深一些。友情提示：為保護桌面，請將蠟油滴在紙上，再用蠟油將吸管底端密封。每一個小組都能夠成功把“漂浮管”豎直漂浮在水中，學生做成功以后很興奮。1.需求：想在“漂浮管”上與水面齊平的位置處做標記，這樣以后帶著它就能檢測我喝的無色透明液體是否是純水。任務二：用紅色記號筆在“漂浮管”上與水面齊平的位置處做標記，給出圖片。2.探索：為了盡量準確標注記號線，你們小組具體打算怎么操作？在這里，學生有自己的標注辦法。一位女生提到用一張紙條浸沒在水里，然后看紙濕的位置。教師評價：“那個紙濕了以后，水會往上再漫一點。”有位女生提到可以用刻度尺測量紙條的全長，再測量紙條在水中的長度，然后相減得到紙條露在外面的長度。教師評論：“我就想在吸管和水面齊平的位置做一個記號線，而這種辦法是不是有點麻煩了？”最后經過討論，大家一致認為用刻度尺測出水面以上的長度最簡單。教師提問：“大家標注的記號線是否準確呢？怎么檢測？”學生：“放到別的水槽中，看看水面是否到標記處。”教師：“請大家把你們做的‘漂浮管’放到其他小組的水杯里互檢一下，互檢以后就確定‘漂浮管’的標準1.0的位置?！痹O計目的：為以后標注食鹽水、酒精記號線做鋪墊，使學生學會一種操作方法，并建立用物理測量儀器標定的思想，使學生產生一種認識，只要是水，液面就會到標記處，制作的“漂浮管”是可以鑒別物質種類的。教師：“將互檢后的三只‘漂浮管’分別放到三杯無色透明液體中，你有什么發現？”（1）液面與紅色記號線齊平的乙杯是水；（2） ρ甲>ρ水， ρ乙<ρ水。3.發現：可以用這種辦法對小組剛剛制作的“漂浮管”標注刻度了。任務三：分別把“漂浮管”放到1.2g/cm3的食鹽水和0.8g/cm3的酒精中，給你們小組的“漂浮管”標注刻度。友情提示：酒精會將記號線溶掉，請將劃好的記號線綁一圈透明膠帶，保護記號線不消失。觀注：觀察標注的刻度，你有什么發現？學生：不均勻，從上往下刻度變大，上疏下密。貼上標簽，基本的密度計就做成了，就可以把它賣給三個工廠進行使用了：常州酒精廠——0.8g/cm3，娃哈哈純凈水廠——1.0g/cm3，武進食鹽水廠——1.2g/cm3。圖片呈現武進食鹽水廠配置1.2g/cm3食鹽水時的情景，此時需要加水還是加鹽？直到液面與1.2齊平。4.改進：食鹽水廠想要配制1.03g/cm3的醫用生理鹽水，怎樣把1.03的刻度標上去？任務四：把1.03的刻度標在“漂浮管”上。小組討論可行性方案。方案（一）用天平和量筒配置一杯1.03g/cm3的生理鹽水，再把“漂浮管”放入生理鹽水中，使其豎直漂浮，在液面齊平處標出刻度。方案（二）原理：漂浮條件和阿基米德原理。G=F浮1=ρ水SHg，G=F浮2=ρ液Shg即ρ水SHg=ρ液Shg，通過實驗測出H，將1.03帶入，計算出生理鹽水密度對應的h，在吸管上標出相應的密度值。對比兩個方案的優缺點，方案一麻煩但普遍使用，方案二簡單但只適合水下部分是柱體。設計目的：通過互檢，定標1.0的位置，到刻度線的標注，學生能從實際操作中看到標注刻度的不均勻，這種親自體驗和視覺效果遠遠勝過教師的受力分析和理論推導。通過產生新的需求——測量更多液體密度，探討出對直柱體標注刻度的新方案。這樣四個任務層層遞進，環環相扣，體現了不斷產生需求才能產生不斷改進的設計思想，讓學生體驗和經歷了密度計從無到有的產生過程，符合學生的認知規律。發現問題：不管用哪種方案都會出現兩條刻度線間的距離太小，標注不精確，誤差很大。

（四）揭示內在本質

思考：如何使自制密度計上兩條刻度線間的距離大一些，以使測量結果更精確？體驗一根重要的“線”——浸在水中的深度H。問題1：這根“線”誰影響了誰？從圖上看出影響了h與Δh。問題2：誰影響了這根“線”？呈現兩張圖片：（1）“漂浮管”的粗細一樣，一次輕，一次重；（2）“漂浮管”的輕重一樣，一次粗，一次細。學生很容易發現：G增大些，S減小些，H會變大，Δh就會變大，從而確定影響刻度線間距的本質因素是G和S?；貞巳蝿找恢械囊螅涸诔恋椎那闆r下，進入水中的深度盡量深一些。設計目的：從現象入手，并借助“漂浮管”浸入水中的深度H作為中間橋梁，找到影響兩條刻度線間距離的因素，避免了繁重數學理論推導，符合初中學生的認知規律，用圖片呈現視覺效果，加深學生的印象。

三、結語

總之，“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！蔽锢斫虒W過程中不是缺少測量密度的儀器，而是缺少需要、探索、發現、改進的慧眼。密度計對初中生而言是個難點，很多學生無法獲得直觀感受，只能死記硬背結論。開展綜合實踐活動，不僅要重視學生的動手能力，而且應從理論上引導學生深入理解，抓住學生自主實踐中遇到的困難和困惑，做到有的放矢，通過遷移，由淺入深，使學生建立“定標”這一物理思想。根據不同的需求改進“漂浮管”，體現了密度計從無到有的產生過程，使學生的物理科學素養得到空前激發，進而開啟物理探索意愿的科學發明。

【參考文獻】

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［3］劉霽華.物理學科有意義教學的實現途徑［J］.物理之友，2014（08）：1-6.

作者：胡向華 單位：常州市武進區湖塘實驗中學