探物究理思辨求真
戴玲娟
摘 要：为帮助学生构建科学的物理观念，延展学生的科学思维，本文从“明晰导向——实践创新——强学提能”三个方面阐述了浮力一课的教学设计，适切的问题情境创设、适时的自制器材提醒，让学生在探物究理中厘清真伪因素，真正将素养落地.
关键词：课程导向，探物，究理，求真
文章编号：1008-4134（2020）08-0041 ? ?中图分类号：G633.7 ? ?文献标识码：B
素养时代，笔者认为：物理的“物”即物理观念，是物质、能量、运动及相互作用等的形象化信息，“理”则是抽象化的科学思维、科学态度及责任.物理的课堂是以科学探究为载体，探物，以能力发展为立意，究理.“浮力”是初中力学中一节很重要的探究课，笔者通过明晰课标、教材导向，结合学情，精准施教，改进、创新实验器材，在问题情境中思辨求真，在学生质疑中强学提能.下面是笔者教学设计时的一些做法及思考，在此抛砖引玉，以期能对同仁教师有所启发.
1 明晰导向 精准施教
课程标准是教师进行教学设计的唯一依据，教材是具体落实课程标准的要求和内容的主要文本资源，苏科版“浮力”一节，主要包含了两部分内容：浮力的概念和阿基米德原理，课标对浮力的认识既有过程要求，又有结果的衡量.
学生是课堂活动的主体，八年级的学生好奇心强，对生活有一定的积累，但这些认识很多是感性的，甚至是错误的，如：浮的物体受到浮力，沉的物体就不受浮力，轻的、小的物体就浮在水面上，重的、大的则沉在水底等等，而且浮力的大小与多因素有关，无论是从实验前的设计、还是实验中的操作、以及实验后的评价，对学生而言，是一种手脑并用的挑战.
针对以上问题，笔者认为首当其冲的是：搭建教学框架，如图1所示是笔者手绘的思维导图，也是本节课的板书设计，将学生学习过程中物理核心素养的培育可视化.
2 实践创新 指向素养
要给学生一杯水，教师应寻觅一泓清泉.教师应借力丰富多彩的知识、形式多样的教学活动吸引学生的有意注意，进而激发学生的学习兴趣，通过创新体验情境、积累感性经验，改进实验器材，发散学生的灵动思维，聚焦学生的核心素养.
2.1 创设情境 丰富体验
实践表明：在教学中，教师如能创设冲突的、但又紧密联系生活的情境，更能激发学生的内驱力.仔细观察生活中的现象：新鲜的鸡蛋放在清水中会沉在水底，不新鲜的则浮在水面上.凭借冲突的情境引入，让学生带着问题步入课堂，通过核心问题引领：（1）鸡蛋放在清水中，会怎样？（2）为什么这枚鸡蛋会浮在水面上？（3）生活中还有哪些类似的现象？（4）沉在水底的鸡蛋是否受浮力？学生畅所欲言，那么“探究下沉的物体是否受浮力”就水到渠成了.基于学生对浮力的前认识，本实验完全放手让学生自主探究，笔者乘势追问：为什么测力计示数减小，就表明物体受浮力？有的学生展示用手托物体（如图2所示），巧妙地运用类比法分析，相较平时教学中简单的模仿（教师先用手托重物，学生再类比测力计示数变小，则说明下沉的物体受浮力），虽然只是小小的改变，但更能启迪学生领悟物理的思想、方法，也有的学生融汇新知与旧学，对浸在液体中的物体进行受力分析，并总结出一种测量浮力的方法，虽然三力平衡课标不做要求，但学生能切实领会到，至此，学生对“浸在液体中的物体受浮力”的认识渐趋完善，浮力的概念已触手可及.
气体中的物体受浮力的作用，学生往往易轻视，笔者现场创造了一个真实的情境：奖励学生一个氦气球，一不小心气球飞了.在活跃课堂气氛的同时，丰富了对浮力的体验，完善了对浮力的认识.
以上構建浮力概念的设计意图：教材中先通过观察图片，归纳浮力的概念，进而探究下沉的物体是否受浮力.这样的处理尊重学生循序渐进的认知规律，但对学生的吸引力不够，抽象归纳浮力的概念也不全面，所以笔者将“探究下沉物体是否受浮力”融入概括浸在液体中物体的浮力观念中，用可靠的证据支撑学生不确定的感知，旨在培养学生思维的逻辑性和完整性，聚力改善学生的科学思维.
猜想不是随意地猜，而是有依据地想.课上，在学生“再探浮力影响因素”之前，笔者设计了“感受浮力”的体验活动，即将空塑料瓶压入水中，为学生猜想浮力的影响因素（“深度h”“物体浸入液体的体积V浸入”）做铺垫.此设计依托真实的情境，促成学生提出基于真体验的合理猜想，虽然此猜想可能只浮于表面，师者不能功利地直接否定，而应激励学生勇于表达自我，提倡敢于动手实践，激发勤于积极思考、乐于科学探究的热忱.
2.2 改进器材 拓展思维
“探究浮力的影响因素”是本节课的重、难点，教材的意图是期望学生经历像科学家一样的探究过程，在手脑并用中学会方法、习得技能、延展思维，书本上用的是圆柱体（如图3所示），它能很好显示浸入的体积（V浸入）或排开液体体积（V排）的变化，但是对于深度这个伪因素而言，不能较好地完成探究，而且易引起学生不必要的认知错误：浸没前，浮力随浸入深度的增加而增大.所以笔者选择了长和高相差较多的物块（如图4所示），这种看似无意的器材提醒，有助于学生发现：当其平放和竖放一半入水中后（如图5所示），只改变了深度，而浮力不变，从而得出浸没前深度的变化，只是一种表象，再借助溢水杯（如图6所示），将V浸入与V排建立关联，此过程中学生的质疑、分析、推理等科学思维得到了较好的提升.
关于阿基米德原理，教材中直接给出了文字的叙述，并进行数学的推导，在章末的“反思与评价”中列出实验器材让学生自行设计并验证.如果能在探究浮力的影响因素之后，自然过渡到阿基米德原理，且又能启迪学生的思维，岂不是一举两得？因此，笔者的做法是：（1）问题引发思考：对浮力的影响因素“ρ液、V排”你有哪些联想？欲让学生进行逆向推理，得出F浮与m排或G排有关，（2）证据佐证推理：将重物挂在自制的圆盘测力计下（如图7所示），并在指针处做标记，随着物体逐渐浸入液体中，不断有水溢出，待液面稳定后，将溢出的水倒回弹簧测力计下的小桶内，发现指针回到标记处，（3）解释与交流碰撞智慧，学生讨论互助，巧妙地运用等效替代法分析原因，此实验中自制的测力计，可视性好，在指针处做标记，突出主要的观察对象，让思维的发展有迹可循，同时，实验中为了使物体浸入液体时更稳定，减小因物体的晃动而带来排开液体体积的变化，笔者选用升降台，它可以很好地控制物体缓慢浸入液体，大大地减小了实验误差，且操作比较方便.
3 强学提能 思辨求真
皮亚杰认为：活动是认知的源泉，也是思维发展的基础，学生是活动的主体，倘若外在的活动是观察、操作等，那么思维便是大脑的内在活动，而批判性、创造性的思维则是高阶思维的核心.
古人云：“学贵有疑”.疑是思之源，思是智之本，课堂上，教师应鼓励学生大胆质疑，以疑激趣、以趣促学，本节课学生用空塑料瓶动态感受浮力的变化后，设疑：你能否提出一个有价值且可探究的问题？学生在合作、探究中析疑、解疑，在实验展示中，学生勇于提出自己的想法，如：实验结论不完整、实验操作过程中的不规范、实验设计中的思路缺陷……，既增长了学生的知识和技能，丰富了课堂的内涵，又培养了学生的辨别力、洞察力等创新思维.
师者不能将课堂小结展现为句号，而应演绎为省略号，引领学生体味“课虽终，究未了，趣不尽，情更浓”的意境.本节课毕，通过专家的一段视频：解释鸡蛋在水中漂浮的原因，启迪学生质疑：鸡蛋的浮与沉取决于什么？将探究引向课外，让学生真正成为学习的主人.
总之，探物究理必然始于课标、教材的真导向、基于实际生活中的真情境、忠于探究过程中的真问题，臻于思辨求真中的智慧生长，唯此，物理的核心素养才能真正落地生根.
参考文献：
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[2]江耀基，鄢军武.由一个实验教学片断引发的教学思考——以“浮力产生的原因实验分析与改进”为例[J].中学物理，2019，37（16）：25-27.
[3]季卫新.刍议初中物理“科学探究”的思维本质——由伪命题“浮力与深度是否有关”想到的[J].物理教师，2018，39（12）：40-43.
（收稿日期：2020-01-08）
