初中生浮力前概念探查

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1、初中生浮力前概念探查　　学习科学研究结果表明，前概念知识对科学学习有着直接的影响。因此，在教学前探查学生的前概念是物理教学的基础工作。文章通过纸笔测试和访谈的方法，调查了初二学生有关浮力的前概念，并提出了浮力教学的建议。　　前概念浮力概念转变　　前概念即前科学概念，是指学习者在接受正规的科学教育之前，对从周围获得的各种经验进行加工从而形成的概念，是基于感知的认识和理解[1]。学习科学的研究结果表明，学习者总是带着前概念进行科学学习的，学习者已有的前概念对科学概念的学习有着直接的影响。　　通常在教学之前，教师要进行学情分析。一是要

2、了解学习者的特征，如学习者心理特征、学习风格等;二是了解学习者已有的知识，包括已经掌握的预备知识与技能、前概念知识等;三是了解学习者的学习态度。可见，前概念知识的探查是教学实施之前必备的环节，是教学方案设计的基础。因此，在教学前了解学生具有什么样的前概念知识显得非常必要。　　一、研究设计7　　选择了南京市某中学初二年级7个班学生进行了前测，采用纸笔测试和访谈的方法。本次测试关注学生对浮力的认识、对物体沉浮条件的认识、对浮力与重力的关系的认识以及对漂浮、悬浮和下沉三种状态的比较四个方面。测试共获得了208个有效试卷，测试完之后随机

3、选择了32名学生进行访谈。所有研究对象均未经过正规的关于浮力的科学学习。　　二、研究结果分析　　1.对浮力的认识　　用一个日常生活中常见的问题“你可以将一个落在细长的空玻璃管底部的乒乓球拿出来吗？（不能倾倒管子，请说出你的办法。）”来测试学生对于浮力的认识。调查结果发现，86.6%的学生认为，往玻璃管中加入液体可以使乒乓球浮在水面上，最终取出乒乓球。可见大部分学生对浮力有一定的感性认识，能够运用浮力知识来解决生活问题。13.4%的学生选择用筷子、木头、吹风机取出乒乓球，可见仍有部分学生缺少相应的生活经验，没有想到从浮力角度思考问

4、题。　　在回答问题“人们在水中搬起一块石头要比在岸上搬起同一块石头容易得多，你认为造成这一现象的原因是什么？”时，71.3%的学生认为造成这一现象的原因是石头在水中受到浮力，28.7%的学生的答案是错误的。在错误的答案中，33%的学生认为是因为“水有浮力”，15%的学生则认为“浮力使石头重力减小”，13%的学生认为是“水对石头有支持力”，12%的学生对这一现象无法给出任何解释，5%的学生认为原因是“水的阻力”。由此可见学生对水中的物体是否受到浮力、浮力不能改变物体本身重力等知识没有正确的认识。　　　　由表1可知，91.4%的学生

5、认为“静止在水面的木头、水中的鱼、正在下沉的潜水艇、水底的石块”7这些答案中的一个或多个没有受到浮力。绝大部分学生认为只有浮在水面上的物体才受到浮力，而静止在水中和下沉的物体则不受浮力作用。　　2.对物体的浮沉条件的认识　　在回答“由钢铁制作的航空母舰能漂浮在海水表面，而体积很小的钢块却不能浮在水面，你能说出其中的道理吗？”这一问题中，15.8%的学生给出了正确答案，84.2%的学生都给出了错误的答案。在错误的答案中，28%的学生没有回答这一问题，17%的学生认为“钢块受到的浮力小于航母受到的浮力”，16%的学生认为“航母受力面

6、积比钢块大的多”，14%的学生认为“航母体积大”。可见大部分学生不能正确理解物体的浮沉条件，而是根据已有生活经验，从“接触面积、受力面积”等方面去认识问题。　　根据表2可知，28.7%的学生认为鸡蛋在清水中受到的浮力小于鸡蛋所受的重力所以下沉，而在盐水中受到的浮力大于鸡蛋所受的重力所以漂浮。71.3%的学生给出的答案是错误的，其中30%的学生认为“盐水密度大浮力大”。通过进一步访谈可知，尽管学生认为盐水密度大于清水密度，鸡蛋在盐水中受到的浮力大，但是未能根据浮力与重力的关系去判断沉浮。18%的学生认为“盐水对鸡蛋有浮力”，10%

7、的学生认为“盐水密度小浮力小”，10%的学生认为“物体重力小于物体在盐水中受到的浮力”。可见在学习过密度概念的前提下，学生能够从密度角度思考相关问题，但只是根据主观经验判断物体沉浮的条件。　　　　表2　　在回答问题“大石块和小木块浸没到水中，同时松开手时，判断大石块和小木块的沉浮”7时，91.8%的学生认为大石块将下沉，76%的学生认为小木块将上浮。通过进一步访谈可知，学生评判的依据是日常生活经验，大多数学生根据“以前玩过，以前看到过”来判断。认为大石块受到的浮力大于小木块受到的浮力的占33.5%，认为大石块受到的浮力大于自身重

8、力的占68.4%，认为小木块受到的浮力等于自身重力的占60.3%。由此可知，依据生活常识，大部分学生能够判断出大石块和小木块在水中的沉浮状态，尽管学习过二力平衡，但对于浮力和物体的重力比较认识不全面。仍有一部分学生认为“大石块受到的浮力比较小，不然它不可能浮不上