阿基米德原理教学设计

阿基米德原理教学设计

作为一位杰出的教职工，时常需要准备好教学设计，教学设计是教育技术的组成部分，它的功能在于运用系统方法设计教学过程，使之成为一种具有操作性的程序。那么写教学设计需要注意哪些问题呢？以下是小编帮大家整理的阿基米德原理教学设计，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

教学目标 ：

1、通过实验探究，认识浮力。

2、经历探究浮力大小的过程，知道。

二、课型与课时：科学探究型课 2课时

三、重点：在探究浮力的过程中，怎样引导学生去猜想。

难点：设计探究浮力大小的实验。

四、教学准备：弹簧测力计、石块、细线、溢水杯、烧杯、水。

五、教学思路：本节课的教学顺序没有按照课本的顺序来，因为在“什么是浮力?”后，探究比较好。从阿基米德洗澡的故事提出问题，再教学生进行猜想，可以直奔主题，且猜想也能很好的实施。中间可以不要对“浮力的大小与哪些因素有关”的内容进行过渡。但“浮力的大小与哪些因素有关”的内容能培养学生的动手能力，训练学生的思维，可以作为第二课时的内容进行。

本节内容分两课时进行：

第一课时，内容是浮力的概念和探究浮力的大小。关于浮力的大小要经历提出问题、猜想、、设计实验与收集证据、评估、交流等环节。

第二课时，探究浮力的大小与哪些因素有关和无关。这要经历分析论证、实验验证两个环节，主要是训练学生的思维能力，培养学生的动手能力

六、教学过程 ：1、引入新课

师：同学们平时都喜不喜欢听故事呀!

生：喜欢。

师：今天，在上新课之前先给同学们讲一个故事。相传，20xx多年前古希腊 的亥尼洛国王做了一顶金王冠。但是，这个国王相当多疑,t他怀疑工匠用银子偷换了王冠中的金子。国王便要求阿基米德查出王冠是否是由纯金制造的，而且提出要求不能损坏王冠。阿基米德捧着这顶王冠整日苦苦思索却找不到问题的答案。有一天，阿基米德去浴室洗澡，当他跨入盛满水的浴桶后，随着身子进入浴桶，他发现有一部分水从浴桶中溢出，阿基米德看到这个现象头脑中马上意识到了什么，便高呼：“我找到了!我找到了!”他忘记了自己还光着身子，便从浴桶中一跃而出奔向王宫。一路上高呼：“我找到了!我找到了!”科学家们发现真理时的喜悦是让人无法想象的，他这一声高呼便宣告了的诞生。同学们想知道的具体内容是什么吗?

生：想。

师：今天我们就来学习。生活中我们都见过万吨巨轮能够载货远航，巨大的热气球能够腾空而起，究竟是什么原因导致了这些现象的发生呢?哪位同学能给我们说一下呢?

生：是因为它们都受到了浮力。

师：这位同学解释的很好!那么究竟什么是浮力呢?这就是我们这节课要解决的第一个问题。首先，我们要通过实验来探究一下什么是浮力。在进行实验探究之前，请同学们听清老师的要求，明白自己在实验中应该做些什么：

第一， 同学们先测出石块在空气中的重力G

第二， 将石块完全浸入水中，记下此时弹簧测力计的示数，将数据记录在125业蓝筐内。看一看，示数到底是变大了，还是变小了。

第三， 将钩码拿出水中，看看用什么样的方法能够达到与第二步相同的结果。

(学生分组实验，教师巡视指导)

师：同学们，现在你们的实验都做完了吗?

生：做完了。

师：实验做完了，哪位同学能够告诉我，你用什么方法能够使空气中弹簧测力

记的示数与第二步相同。

生：用手向上托物体。

师：通过这个实验你能够得到一个怎样的实验结论呢?

生：我得到的实验结论为：液体对浸在其中的物体有一个竖直向上的托力。

师：这位同学回答得很好。液体对浸在其中的物体有一个竖直向上的托力，那么，

气体对浸在其中的物体是否有托力的作用呢?现在同学们一起来跟我看一下这个实验。

(教师演示书上124业实验7-20)

师：在刚才这个实验中，我们可以看到当把气球的气针插入篮球后，气球膨胀，而此时的杠杆为什么不平衡呢?

生：是因为左边篮球受到的浮力增大的原因。

师：通过刚才的这个实验，同学们又能够得到怎样的一个实验结论呢?

生：气体对浸在其中的物体也有竖直向上的托力。

师：这两个实验都做完了，通过这两个实验同学们又能够得到怎样一个实验结论呢?

生：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的托力。

师：这位同学总结的很好，液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的托力，物理学中把这个托力叫做浮力(buoyancy force)

现在我们仍然回到刚才第一个实验中，我们作实验时可以看到把石块放入水中时，弹簧测力记的示数变小了，是因为受到竖直向上的浮力。现在我们就来分析一下浸入水中的石块到底受到几个力的作用。

生：石块受到重力G、浮力 和拉力 ，

师：很好，这个物体在这三个力的作

用下处于静止状态。所以 。

这便是我们学习测量浮力大小的第一种方法，

称之为用称量法计算物体的浮力。浮力是否是力的一种呢?

生：是。

师：它是否满足力的三要素呢?

生：满足。

师：因此，浮力也有它的大小、方向和作用点。由力的平衡的知识可知，物体在向上的浮力和拉力，在向下的重力作用下处于平衡状态，因此浮力的.方向与重力的方向相反，是竖直向上的。而这三个力都作用在物体上，所以浮力的作用点在物体上。

师：以上便是我们这堂课所要解决的第一个问题，什么是浮力，以及如何用称量量法计算物体的浮力大小。

刚才通过实验得到的称量法计算浮力的公式：

应用这个公式计算浮力是相当有限的，因为万吨巨轮的重力是不可能用弹簧测力记来测量的，因此我们有必要进一步探究浮力的大小如何计算。

师：上课前，给大家讲的故事，就是20xx多年前阿基米德发现计算浮力大小的另一种方法。在阿基米德发现中，他发现浸在液体中的物体所受的浮力与它排开液体的重力有一定的关系。那么，今天我们就要通过实验来重温阿基米德的发现。首先，请同学们来认识一下这个特殊的杯子，它被称为溢水杯，当向溢水杯倒入水后，水高于溢水口时，水便会从溢水口向外流出，等溢净后。将物体放入溢水杯，用烧杯将水接住，就知道物体放入溢水杯后有多少水被排出。那么，哪位同学能大胆的猜想一下，物体所受浮力与物体排开液体的重力有什么样的关系呢?

生：我的猜想结果是：浸在液体中的物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。

师：我们的猜想究竟是否正确呢?我们就 ……此处隐藏9961个字……手受到的力有什么变化?”“这又说明了什么?”，通过这一系列的问题学生能很清楚的回答到“当泡沫块慢慢按入水中的过程中，受到的浮力在变大”。最后再问(3)“通过刚才的实验和同学的描述，你觉得浮力的大小可能和什么有关?”。在第三次上课时，又将最后一问改成“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?”在层层深入的问题后，学生顺利的提出了猜测。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。而一个不恰当的提问，会使学生思想分散、蒙头转向、无所适从、甚至打乱教学过程。因此，在以后的课堂教学中我还要加强对课堂提问的设计。

二是在学生设计实验时没有头绪，不清楚需要测量比较哪些物理量，如何收集排开的水等，花了很多时间，直接影响到整堂课的效率。要在有限的四十分钟课堂教学时间内，进行自主探究并不是无向的，并且对于初中学生而言，教师更需要通过一定的提示，进行有方向的引导。这同样离不开恰当的设问。最初只有笼统的一句“请大家设计一个方案来证明你们的猜测”，这个问题指向不明，一下就把学生给问蒙了，学生不知道该用什么方法来证明。后来改为“用实验来验证刚才的猜测需要测量哪些物理量?”;“如何测量浮力呢?”“如何收集排开的液体并测出排开液体的重力?”。在有序的三个问题后，学生踊跃回答，并上台来演示具体的操作，在有不足的地方时，其他同学跟着纠正，优化操作。在明确了实验方案后，在接下去的学生实验过程中，分成四组不同的情况，分别进行验证，第一组：钩码浸没在水中;第二组：钩码浸没在浓盐水中;第三组：铝块或铜块浸没在水中;第四组：钩码部分浸在水中。 在学生交流汇报实验结果和归纳结论的安排上，我也做了修改。在前两次上课时，小组的位置是纵向的，相对距离较远，很难达到交流的目的。在第三次上课时，从新安排，将前后左右的四桌学生为一组，这样能够做到小组交流的目的，所选代表也能反映小组的实验结果。此外，板书的设计也做了改进。在第一次课堂教学中，由于时间紧张，小组汇报实验结果时没有在黑板上做记录，因此之后的实验归纳存在一定困难;在第二次课堂教学时，先将每一组的实验前提写在黑板上，然后在学生汇报实验结果时填写完整。第一组：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;第四组：部分浸没在水中的钩码所受的浮力等于排开水的重力。每一组同学的实验都存在一定的局限性。把第一组与第二组的实验结论综合起来，可以得出结论1：是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。结论1与第三组同学的结论归纳起来，可以得出结论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。结论2与第四组同学的结论归纳起来，可以得出结论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。在全班同学的共同努力下，归纳得出“阿基米德原理”。

最后同学们在小结自己的收获的过程中，不仅是知识上的获得，更是能力上和精神上的收获。

三、磨课、改进的过程

本节课教师的设计意图是希望学生通过对小实验的观察和体验，经历提出问题、作出假设、制定计划、使用工具搜集证据、处理数据解释问题、表达与交流实验结论等科学探究的过程，并在探究过程中逐步落实三维目标。在试教过程中，遇到了一些问题，通过对教学设计的不断优化，问题逐步得到解决，同时也给了我们一些启示。

图2 (a) (b) 图1 (a) (b)

在第一次试教中，教师让学生先模仿阿基米德做小实验[如图1(a)、(b)所示]，然后设问“通过刚才的实验你发现了什么?”，希望学生能发现浮力有大小，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假设。做完实验后，学生提出了许多看法，如：浮力可能跟泡沫块浸入水的深度有关;可能跟烧杯中的水有关;可能跟泡沫块的面积有关??等，还有一些看法并没有结合实验，如：浮力大小可能与液体密度有关??等，课堂上的实际情况并没有按老师事先设计的方向发展。课后，通过教研员、执教教师和学校教研组的反思、讨论和交流，我们发现之所以学生的探究方向发生偏移，与教师创设的情景和问题的设计有关，一方面实验的设计没有将“排开的液体”凸现出来，另一方面学生的学习水平在客观上是有差异的，针对不同层次的学生，所设计的问题也应该是有差异的。于是，我们重新设计了小实验[如图2(a)、(b)所示]，让学生感受到浮力会增大的同时又看到了排开的水越来越多。根据学生的实际情况，将设问分为以下几个层次：(1)“请描述一下你手的感觉和观察到的实验现象”(2)“手受到的力有什么变化”，“这说明了什么?”;(3)“结合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?”。在第二次试教中，学生非常顺利地进入到老师事先设计的方案中。这给了我们一个这样的启示，情景具有诱导功能——创设恰当的情景(问题情景)不但可以激发兴趣，引发问题、引导思考，同时也能诱导探究活动的方向。

在第一次试教中，我们还发现了这样几个问题：(1)虽然学生能够根据情景提出浮力大小与排开液体的多少有关的猜测，但很难进一步作出浮力大小等于排开液体的重力的假设;(2)如果完全放手让学生自己设计实验方案进行实验来验证假设，限于学生的能力，只有极个别小组能顺利完成，而大部分小组连实验方案都未弄清，只是模仿别的小组，动动手而已，这样既浪费了大量的时间，又无法使教学目标得到落实，课堂教学效率低下。在我们又对原先的教学设计作了这样的处理：(1)在学生提出浮力大小与排开液体的多少有关的猜测后，由教师直接设问“那么浮力大小是否就等于排开液体的多少?”，通过对“多少”应该是指哪一个物理量的讨论，引导学生进一步作出浮力大小等于排开液体的重力的假设。(2)在实验前安排学生讨论、交流实验方案，一方面通过学生间的相互交流、思维碰撞，可以逐步优化实验方案;另一方面也为一部分存在困难的学生理清思路、明确操作方法。实践证明，这些改进方案确实起到了提高探究活动的效果和效率的作用。我们深刻地体会到，探究活动的组织和对学生探究能力的培养，应该循序渐进，由简单到复杂，从有序到无序，探究活动中要结合学生的实际情况，如果让学生一步进入较高的探究要求，就会使学生迷失方向。另外，在学生的探究活动中，教师决不应该是一位旁观者，应该是参与者、学习者、组织者、指导者和评价者，学生的探究应当是在教师适时、适度的引导下进行。

在试教中，教师安排学生进行分组实验，让每一大组实验情况各不相同，而每个大组中的各小组的实验情况相同，想通过对小组交流和大组交流的形式，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。但由于大组中各小组间的位置安排是纵向的，相对距离较远，使小组交流的目的很难实现，学生所归纳的结论只代表个人意见，无法感受合作的作用，也无法体会科学归纳是需要多次实验的。这样一个细小的环节就导致这部分设计的目标得不到落实，让我们深刻体会到了“细节决定成败”，在活动的设计中，应关注细节问题。