1、1阿基米德原理执教老师：上海市卢湾区中山学校 李卫红一、背景和教学任务简介上海市卢湾区中山学校是一所九年一贯制学校。 阿基米德原理是初中物理学中较为重要的原理之一，本设计是阿基米德原理这节内容的第 2 课时，主要是让学生通过科学探究经历阿基米德原理形成的过程。在学习本节课的内容前，学生已经具备的基础知识是：（1）浸在液体或气体中的物体会受到液体或气体对它的浮力作用；（2）浮力的方向是竖直向上的；已经具备的基本技能是：会正确使用弹簧秤来测量浮力大小。二、教学目标1知识和技能（1）理解阿基米德原理；（2）能正确使用溢杯。2过程和方法（1）通过情景观察体验，培养学生实验观察和科学猜想的能力；（2）通
2、过交流讨论、实验设计，培养学生自主探究的能力；（3）通过小组和大组的讨论，培养学生实验归纳能力。3情感、态度和价值观（1）以学生自身体验，猜想的引入，激发学生分析研究物理问题的强烈兴趣，促进学生积极参与和主动探究；（2）通过对实验数据分析、归纳得出结论的过程，培养学生合作精神和实事求是的科学精神。三、教学重点和难点重点：阿基米德原理及其探究过程。难点：提出猜想浸在液体中的物体所受的浮力可能等于排开液体的重力。四、教学设计思路和教学流程教学设计思路：本节课的难点是如何让学生提出浮力大小与排开液体的多少有关的猜测，并进一步提出浮力大小等于排开液体的重力的猜想。因此课一开始先让学生体验阿基米德浸入浴
3、缸的模拟实验，根据手的感受和观察到的现象提出猜想，层层引导，让学生感受猜想、设计方案、实验验证、分析归纳等研究物理问题的方法，让学生体验阿基米德原2理知识的发生、发展过程，提供学生活动空间、思维空间、表现空间，进行合作学习，提高学生的科学素养、培养学生科学精神。教学流程图五、学习资源和器材准备1学生实验器材：水槽、烧杯(两个) 、溢杯、系有细绳的玻璃瓶、泡沫块、弹簧秤、钩码、铝块、铜块、适量的水和盐水、2幻灯片课件六、案例实录教 学 过 程 点 评一、情景引入情景：动画（阿基米德在浴缸中思考皇冠之谜）师：在学习密度这节课的时候，我们知道了阿基米德在洗澡的时候找到了用溢水法测量不规则物体体积的方
4、法，并最终解决王冠之谜，其实在这个过程中，他还注意到了另一个现象，并通过研究得出了一个重要原理。教 学 过 程 点 评二、学生体验提出猜测情境 1动画活动 1观察、体验情境 2设问 1提出猜测情境 3设问 2进一步提出猜测活动 2讨论交流确定方案活动 3学生实验活动 4分析归纳得出结论活动 5学生小结学习收获阿基米德原理3师：今天我们也来做一次“小小阿基米德” ，请你把泡沫块慢慢按入水槽中装满水的烧杯里，体验一下手的感受，并仔细观察实验现象。师：你的手有什么感受？生：感觉手受到一个向上顶的力。师：这说明什么？生：在泡沫块浸入水中的过程中，受到浮力。师：这个力有变化吗？生：在变大。师：这又说明了
5、什么？生：在泡沫块浸入水中的过程中，受到的浮力在增大。师：你还观察到什么现象？生：溢出来的水越来越多。师：根据刚才实验中你的感受结合观察到的实验现象，你觉得浮力的大小可能和什么有关？生：浮力大小可能与溢出来水的多少有关？师：这个“多少”指的是什么呢？生 A：溢出来水的体积。生 B：溢出来水的质量。生 C：溢出来水的重力。师：同学们猜测了那么多，那么浮力大小是否就等于排开液体的体积、排开液体的质量生：不等于，因为它们是不同的物理量，它们的单位不同。师：那么浮力大小可能等于生：浮力大小可能等于溢出水的重力。通过学生亲身体验，激发学生的学习兴趣，促进学生主动参与。让学生仔细观察实验现象，一方面培养学
6、生的实验观察能力；另一方面也为学生猜测浮力大小可能和哪些因素有关提供依据。这个设问相当关键， 让学生把感受和实验现象联系起来，较为顺利地提出浮力大小可能与排开液体的“”有关。这个设问的作用是把研究方向 明 确 地指 向 定 量 关 系，起到突破教学难点的作用。教 学 过 程 点 评F4师：水为什么会溢出来？生：物体浸在水中占据了这部分水的位置。师：正如同学们所说的：当容器中装满水时，物体浸在水中，溢出的水就是被物体所排开的水。我们的猜测可以写成浮力的大小可能等于排开水的重力。师：那么如果物体浸在其它液体中，它受到的浮力可能等于什么呢？生：浮力大小可能等于物体排开液体的重力。三、设计实验师：事实
7、是否如此呢？下面我们用实验来验证刚才的猜测是否正确。板书：验证“浮力大小是否等于排开液体的重力。 ” 师：本实验中需要测量哪些物理量？生：浮力大小和排开液体的重力。师：如何测量浮力呢？又如何收集排开的液体并测出排开液体的重力？请同学们讨论一下。（请学生上台演示并说明）生：用弹簧秤先在空气中测出物体的重力 G，然后将物体浸入液体中测得弹簧秤的读书 F，F 浮 G F。师：同学回答的很好。如何收集排开的液体并测排开液体的重力？（请学生上台演示并说明）生：在溢杯中装满水，直到它不再滴水为止，在溢杯口下放上系有细绳的玻璃瓶，然后将物体慢慢浸入，等到不再从溢杯中滴水后，用弹簧秤测得水和玻璃瓶的总重力 G
8、2，前面要先测一下空玻璃瓶的重力 G1，排开水的重力 GG 1G 2。师：同学们的设计非常好，在整个过程中有多次用到弹簧秤，每次使用弹簧秤之前应该让学生明白， “猜 测”必需要经过实验验证，培养学生的科学精神。这部分讨论可以让学生明确实验器材的使用方法和具体的实验操作过程，为实验的顺利开展奠定基础。5教 学 过 程 点 评生：调零师：非常好。下面我们分四组不同的情况，分别来进行验证。第一大组：钩码浸没在水中。第二大组：钩码浸没在浓盐水中。第三大组：铝块或铜块浸没在水中。第四大组：钩码部分浸在水中。 （给第四组同学准备铁架台，方便控制部分钩码浸入水中）两位同学一个小组进行实验，实验完成后，同一大
9、组中的各小组交流你们的实验数据，并归纳出你们大组的结论。四、学生实验和大组讨论学生实验。大组交流讨论。教师巡视。五、学生归纳实验结论第一大组：浸没在水中的钩码所受的浮力等于它排开水的重力；第二大组：浸没在浓盐水中的钩码所受的浮力等于它所排开浓盐水的重力；第三大组：浸没在水中的铝块或铜块所受的浮力等于排开水的重力；第四大组：部分浸没在水中的钩码所受的浮力等于排开水的重力。师：其实我们每一大组同学的实验都存在一定的局限性。我们把第一组与第二组的实验结论综合起来，又可以得出怎样的结论呢？生：结论 1：浸没在液体中的钩码所受的浮力等于它所排开液体的重力师：将结论 1 与第三组同学的结论归纳起来，我们可
10、以知道让学生明确实验任务。培养学生以适当方式表达自己的见解，并与他人进行交流在归纳实验结论的过程中，各组学生往往会直接得出一个普遍结论，此时教师要适时的引导学生根据本组的实际情况来得出相应的结论，培养学生实事求是的科学态度。6生：结论 2：浸没在液体中的物体所受的浮力等于它所排开液体的重力。教 学 过 程 点 评师：将结论 2 与第四组同学的结论归纳起来，我们可以知道生：结论 3：浸在液体中的物体所受的浮力等于它所排开液体的重力。师：这个结论是两千多年前古希腊学者阿基米德发现的，我们把它称之为阿基米德原理，即：“当物体全部或部分浸没在液体中时，浮力的大小等于它所排开这部分液体所受的重力大小。
11、”虽然，我们没有确切的史料记载阿基米德是如何探究浮力大小的过程，但有记载的史料表明，任何一个科学的发现都要经过无数次实验论证和反复的推敲，而不是一蹴而就的。六、学习收获师：今天我们通过实验观察，猜测，设计实验、实验验证，最后在各小组、大组的交流讨论后，归纳得出了阿基米德原理。同学们在获得物理知识的同时还有那些收获呢？生：通过对各大组实验结论的综合，归纳得出阿基米德原理。让学生感悟“合作”的重要性，经历完全归纳的科学过程。这里可适当加强对学生人文精神的熏陶。让学生明白学习的收获不仅仅在于知识和技能。七、教学反思1本节课以学生活动为主线，从观看阿基米德浸入浴缸的动画，到体验模拟实验，而后在猜想、设
12、计、实验、分析归纳得到阿基米德原理，让学生充分体验了研究物理问题的过程，同时也落实了三维目标。2本节课的难点是如何让学生提出猜想，最初设想将泡沫块浸入装满水的烧杯中，泡沫块受到的浮力会增大，同时会看到排开的水越来越多。希望学生通过体验提出浮力有大小，浮力大小与排开液体的多少有关的猜测，并进一步提出浮力大小等于排开液体的重力的假设。在第一次试讲后，学生提出的猜想，却是我没想到的。有学生提出跟泡沫块浸入的深度有关；有提出跟烧杯中的F 7水有关；也有提出跟泡沫块的体积有关就是没有提出我希望的猜测。后来和组内老师讨论后，就教师的启发提问作了调整。第一次课堂实施时问， （1） “你把物体慢慢浸入水中时，
13、你有什么感受？观察到什么现象”。 ；（2） “你觉得浮力的大小可能与什么有关？”。第二次课堂实施时， （1） “请你把泡沫块慢慢按入水中，体验你手的感受，并仔细观察实验现象。 ”；（2） “请描述一下你手的感受。 ”“这说明了什么”“手受到的力有什么变化”“ 这又说明了什么？”；（3） “通过刚才实验中你的感受和观察到的实验现象，你觉得浮力的大小可能和什么有关？”在层层深入的问题中，学生最后顺利的提出了猜测。一个好的提问，能使全班学生个个都处于思考问题、回答问题、参与讨论问题的积极状态，取得最佳教学效果。一个不恰当的提问，会使学生思想分散、蒙头转向、无所适从、甚至打乱教学过程，无法完成本节课的教学任务。因此，在以后的课堂教学中我还要加强对课堂提问的设计。
