密度概念教学策略中思维方法的探讨

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1、密度概念教学策略中思维方法的探讨密度概念教学策略中思维方法的探讨密度是初中物理中学生较早接触的表示物质物理属性的概念，对于学生而言，密度概念的发展经历了几个阶段：从只考虑质量一个量到综合考虑质量和体积两个量，最后到分离并操作这两个量，最终初步建立起科学的密度概念，在综合考虑质量与体积两个量之后，怎样抽象出不依赖质量和体积变化的密度概念是教学中的难点，此难点可以分解为三个问题:第一，为什么要用比值法定义“密度”；第二，怎样通过探究实验使学生有效地建构密度的概念；第三，怎样使学生比较深刻地理解密度是物

2、质的物理属性，下面就这三处难点，从思维方法的层面进行教学策略的探讨。1为什么用比值法定义“密度”一一比较的思维方法比值法定义的基础是比较的思维方式，比较的关键是选取相同的标准，这是比较的结果有意义的前提，那么怎样在比较时做到标准相同呢?在学习密度概念时，学生已经比较熟悉控制变量的思想方法，教师可利用这个学生学习的“最近发展区”帮助学生突破概念建构的思维障碍。控制变量的思维方式为比值法的引入做好了思维上的铺垫，但学生能很顺利地想到用求比值的方法吗?可能有教师会提出启发学生类比速度概念的定义方法，从而

3、引出比值法定义密度的概念，这种方式属于概念同化的教学策略，概念同化策略方便了教师的教学，却忽略了学生思维能力的培养，而且不利于深刻理解密度概念的本性，原因在于密度与速度概念代表着比值法定义物理量的两种不同类型，利用比值法定义的物理量可分为两类：一类属于物质运动或相互作用的特征或效果，如速度，压强，功率等；另一类属于物质的某种属性，如密度，电阻，比热容等。与概念同化对应，采用概念形成策略进行密度概念教学效果更好,概念的形成是指，通过对大量物理事物进行比较、归纳、概括、抽象的方法来获得物理概念的过程，

4、全口制义务教育《物理课程标准》屮提出，通过实验理解密度的概念，我们可以通过设计探究实验让学生自己找到比值法，去定义密度的概念。2怎样通过探究实验获得密度的概念——从归纳到演绎探究实验如下：用两种不同物质组成的体积对应相等的物体做实验，测量每个物体的质量与体积一实验数据记录如表1。在实际的教学过程中，笔者发现学生对数据的分析有不同的方式:A：对比实验序号1和4,2和5,3和6,发现相同体积的不同物质的物体质量不同。B：比较实验序号1,2,3或4,5,6,发现对于同种物质组成的不同物体，质量值的变化倍

5、数与相应的体积值的变化倍数相同。C：比较实验序号1,2,3或4,5,6,对于同种物质组成的不同物体，分别计算其质量与体积的比值，发现比值相同，现行苏科版八年级物理教材就采用了这种方式。D：画出质量随体积变化的图线，发现是一条过原点的直线。E：对结论进行猜想，建立一次函数关系的数学模型，用实验数据拟合自己建立的模型，发现正比例关系是合适的，并且可以发现，对于不同的物质，正比例函数的比例系数不同。评价：A方式，停留在基于控制变量思想的实验经验之上，相同体积比较质量，认识到到组成铁块和塑料块的物质在物理

6、属性上存在不同，但难以抽象出密度的概念。B方式，认识到同种物质组成的物体，体积变化儿倍，其质量也变化儿倍，即质量和体积以相同的倍数变化，采用B方式的学&已经能够认识到同种物质的物体，其质量与体积之间的函数关系，这是一种比较朴素地认识正比例函数的方式。C方式，认识到比值的不变意味着某种物质属性的存在，能想到比较质量与体积的比值或者体积与质量的比值，其实是不太容易的事情。D方式，通过描点作图的方法归纳出函数解析式，抽象出函数解析式的过程，不仅在物理学习屮，在真正的科学研究屮，图像法更是发现新问题，归纳

7、物理规律的有效途径。E方式属于一种数学建模的思想，这在物理学的研究中也有重要意义，但是对学生的数学基础和数学直觉要求较高，如果学生能做到,当然很好，能够抽象出到函数关系m=kV,认识到对同种物质來说，是恒量，也就是说理解到比例系数反映了物质的物理属也那么用这个比例系数定义物理量密度就很容易接受了。除了方式A,其他儿种方式都能通过不同渠道，发现质量与体积Z间的函数关系，并抽象出密度的概念，都属于归I纳推理的思维方式,归纳推理是…种从特殊到•般的推理，这种方式更接近探究与发现问题的实际情境，问题的本来

8、面冃是以一组组测量质量与体积的数据呈现的，归纳推理解决的是怎样从众多数据屮找出规律或者某种函数关系。在实际教学中，采用方式B和D的学生较多，而采用方式C和E的学生较少，原因是方式C和E需要结合一定的直觉和猜想，采用B方式的学生，在进一步总结质量与体积两者成正比的关系时，存在困难，这其中的原因在于学牛在数学课的学习中，过分地使用的演绎推理的方式去接受正比例关系，在八年级上册的数学中，学生已经学过一次函数，包括正比例函数，但是，教材中呈现的方式是先给出函数的解析表达式，说明这是什么函数