妙用实验，上亮《物体的浮与沉》
作者：丁奇明
来源：《中学课程辅导·教师通讯》2018年第18期
【内容摘要】本文通过“鸡蛋”为实验器材贯穿整堂课，妙用实验突破《物体的浮与沉》重难点的案例。
【关键词】浮与沉;鸡蛋;实验
《物体的浮与沉》（苏科版《物理》八年级下册第十章第5节内容）很贴近学生的生活，平时也见多了诸如鸡蛋沉入水底，空玻璃瓶浮于水面，橡皮泥沉入水底，蜡烛浮于水面等现象，但是没有更深层次的从力学角度去思考物体的浮与沉，仅仅是看到了表象，没有掌握其中的规律。
这节内容可以让学生死记硬背掌握好规律，但是这种机械的背诵，实际并没有真正掌握和理解知识，等时间长了就会遗忘。
如果能妙用实验，从生活中常见的实验现象出发，通过方法的指导，让学生们通过观察实验现象，运用“二力平衡”和“力与运动的关系”知识分析问题，最终得出物理规律，相信这样的知识才能被真正地掌握，并且能够在此过程中获得成功的喜悦。
一、利用实验创设问题情境
在新课伊始，利用1个鸡蛋（课前已将蛋清和蛋黃掏出）和一个装有水的水槽演示实验，演示前可先让学生对浸没在水中的鸡蛋会“上浮”还是
“下沉”进行猜想，根据以往的经验理所当然的回答：“下沉”，然后将这枚特殊的鸡蛋浸没在水中，松手后发现鸡蛋神奇的上浮了，这一现截然不同的现象，会让学生产生很多的疑问，带着“物体的浮与沉是由什么因素决定的”这一疑问进入到《物体的浮与沉》的课堂中，并且想揭开“鸡蛋为什么会上浮”这一神秘的面纱。
利用鸡蛋这种常见的物品进行演示，并且看到了与自己固有认识截然不同的现象来创设问题情境，点燃了学生学习的热情和兴趣，从而为知识的传授奠定了良好的基础。
二、通过实验掌握物理规律
带着种种疑惑，课堂进入到第二个实验：探究物体的浮与沉。
这次实验探究的都是一些常见物品，如蜡烛、橡皮泥、小石块、玻璃小瓶（空瓶）、硬币、乒乓球等，将这些物体浸没在水中，松手后，它们如何运动的（上浮或下沉）？我们发现，上浮的物品是：蜡烛、玻璃小瓶（空瓶）、乒乓球等，下沉的物品是：橡皮泥、小石块、硬币等，这与学生原来的经验是一致的，使现象再现。
紧接着让学生动手做一做：“怎样使下沉的橡皮泥浮起来？”和“怎样使漂浮的玻璃瓶沉下去？”为了学生能顺利完成任务，这里给出一提示：从物体受力的角度分析，橡皮泥（玻璃瓶）在松手后受力情况是怎么样的？可以改变哪个力的大小？如何改变？
课堂上学生忙碌着，思考着如何改变物体的浮沉，并不断地动手尝试，有的方法可能是不对的，但不能阻止他们继续努力探索真理的热情。
最终有较多的学生通过尝试可以得出正确的做法：（1）将橡皮泥做成空心的可以使橡皮泥上浮;（2）玻璃瓶中注满水或加重物可以使玻璃瓶下沉。
任务完成后进行总结：“（1）橡皮泥的;;力没有改变，改变了;;力，通过改变;;的方法改变的;（2）浸没在水中的玻璃瓶;;力没有改变，改变了;;力。
”最终引导学生得出：改变物体浮沉情况的方法：（1）改变自身重力;（2）改变浮力（由F浮=ρ液V排g得，改变V排或ρ液）。
得出规律后，请一位学生上讲台检查一下引入新课时用的特殊鸡蛋，学生将鸡蛋拿到手就会知道其中的奥秘，并让学生当众将鸡蛋打碎，展示这是一个空鸡蛋，揭示这其中的奥秘，并解释用什么方法使鸡蛋上浮的？——在浮力不变时，减小自身重力使鸡蛋上浮。
三、运用实验突破重点难点
揭示特殊鸡蛋的奥秘后，拿出精心准备好的一个大烧杯，其中有一个悬在中间的鸡蛋，介绍这种状态为“悬浮”，给出
“悬浮”的概念。
然后让学生根据所处的静止状态进行受力分析，进而得出“物体处于悬浮时，F浮=G物”的结论;随后提出如何使鸡蛋上浮？有学生根据“特殊鸡蛋”的演示提出将鸡蛋掏空，通过减小自身重力;或有学生根据小学科学上的知识给盐水加盐，这时马上请提出方案的学生上讲台演示，在盐水中不断加盐并不断轻轻搅拌，这时发现鸡蛋果真慢慢上浮直至露出水面。
然后让学生分析原因：在V排不变时，通过增大ρ液，增大F浮，这时F浮>G物，鸡蛋上浮。
两种方法都可使鸡蛋上浮，并且F浮>G物，自然而然的得出“物体处于上浮时，F浮>G 物”的结论;继续观察烧杯，此时鸡蛋漂在水面上，引出“漂浮”的概念，并观察与“悬浮”的差别：悬浮是物体浸没在液体中的一种平衡状态，而漂浮是有部分物体露出液面的一种平衡状态。
再对漂浮的鸡蛋进行受力分析，此时鸡蛋处于静止状态，进而得出“物体处于漂浮时，F 浮=G物”的结论;最后，再拿出另一个装有悬浮鸡蛋的烧杯，给出任务是要让学生设计“怎样使这个鸡蛋下沉？”学生再根据以往所学提出：将清水倒入烧杯，在鸡蛋V排不变时，减小ρ盐水，减小F浮，使鸡蛋下沉。
从而再分析得出“物体处于下沉时，F浮
四、演示实验再现物理规律
为了检验本堂课的所学知识，最后拿出养生壶（四周是玻璃的，可以看到壶中情景）煮了几个汤圆，并通过实物投影仪实况直播，要求学生注意观察汤圆形状的变化。
先将水烧开，然后将汤圆放入壶中，此时汤圆沉入壶底，再煮一会儿，奇迹出现了汤圆竟漂浮到水面上去了。
通过观察，分析汤圆刚放入水时为什么下沉直至沉底？又是什么原因导致汤圆煮熟时，则会浮出水面？引导学生通过自己所学知识来解决实际问题，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”。
汤圆刚放入水时，F浮G物时，汤圆上浮，直至漂浮在水面上。
最后把煮熟发胖的汤圆和生汤圆放在一起，煮熟的汤圆明显发福了，验证了是汤圆的体积变大，使得浮力增大，使F 浮>G物汤圆上浮。
物理规律、定律大都建立在大量实验的基础上，因此在教学中应重视实验教学。
运用物理实验创设问题情境，激发学生的学习兴趣;运用实验帮助学生生成物理知识，构建知识体系;运用实验帮助学生明晰概念和规律，突破教学的重点难点;运用实验培养学生的观察能力和分析能力，提高学生的科学素养。
（作者单位：江苏省苏州工业园区唯亭学校）。
