刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
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中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
《阿基米德原理》说课
【作者】 梁冬玲
【机构】 广西河池市金城江区第二初级中学
【正文】一、教材分析
(一)教材的地位和作用
本节是新课改人教版八年级下册第十章第二节内容,在上节学习用“称重法”测量浮力,以及定性探究决定浮力大小的因素等基础上,通过实验定量探究,总结归纳得出的实验定律,是对上节探究结果的进一步完善和深化,是本章的核心,对全章内容的顺利展开起决定性作用。
它又是密度、力、力的平衡、压强和浮力等力学知识的综合,学好这部分知识对培养学生的分析能力、实验能力以及解决实际问题能力都起到很大的促进作用。
因此,它是初中物理教材的最重要内容之一。
(二)教学目标
根据新课程标准要求和本节教材的特点以及学生的认知规律,我认为本节课要达到的教学目标是:
1.知识与技能
(1)理解阿基米德原理。
(2)初步学会运用阿基米德原理解决有关简单的浮力问题。
2.过程与方法
(1)通过实验探究过程,使学生能够利用已掌握的知识,根据实验目的,设计、完成实验,得出实验结论并归纳出阿基米德原理的内容。
(2)培养学生初步的观察、实验能力,初步的分析、归纳能力。
3.情感、态度与价值观
(1)通过阿基米德原理的探究活动,体会科学探究的乐趣;
(2)通过运用阿基米德原理解决实际问题,意识到物理与生活的密切联系。
(三)教学重点和难点
由于阿基米德原理是全章的核心内容,且本章最核心的科学探究是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。所以,本节的教学重点是让学生经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程,概括、归纳出阿基米德原理。
根据八年级学生的识记能力较强,但理解分析能力较差的特点,且思维还处于直观形象思维向理论抽象思维的过渡阶段,所以本节的教学难点是应用阿基米德原理解决有关浮力问题。
因此,本节课堂组织教学中如何突出重点突破难点,是关键所在。
二、教法分析
根据本节的教材特点和学生的实际情况,我采用的教学方法主要是:实验探究法、引导发现法、程序教学法、讨论法和多媒体课件辅助法。
1.为了更有效地激发学生的学习欲望,挖掘学生的学习潜能,提高课堂效率,采用引导发现法和实验探究法,以及多媒体课件辅助法,使不同层次的学生的能力都得到发挥,充分体现学生的主体地位,达到培养学生的观察、实验能力。这也符合新课程“注重科学探究,提倡学习方式多样化”的基本理念。
2.为了培养学生初步的分析推理和归纳能力,采用程序教学法,步步引导,做到步步清,从而突出重点突破难点。
3.为了培养学生的逻辑思维和综合分析能力,采用练习、讨论法相结合,让学生对具体问题具体分析,随时启发学生发现错误,并引导分析错误的原因,把教师的主导作用与学生的主体地位有机地结合起来,巩固强化有关知识。
为突出重点、突破难点,我采取的教学手段是:
a)注重素材的普遍性,以生活中常见的物理现象入手,增强学生探究兴趣。
b)注重学生的参与性,全体学生参与加强其动手能力,强化分析、归纳能力。
c)注重多媒体等现代教学工具的应用,使教学更直观、更具观赏性。
三、学法指导
1.根据八年级学生好奇心强的特点,首先通过多媒体播放(视频)阿基米德揭开王冠秘密的故事,激起学生兴趣,使学生在故事情景中进入学习知识的情境,为顺利推进新课营造了氛围。
2.为最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性,培养学生的观察和实验能力,采用小组合作探究方式,结合观察比较法,通过学生自主探究实验,让不同层次的学生都能发挥自己的优势,真正体现学生为主体的地位。
3.为了培养学生的综合分析能力,提高学生应用知识解决问题的能力,养成良好的学习习惯,采用分析讨论法,通过实例分析和巩固练习来达到目的。
4.为了培养学生的抽象思维能力,采用归纳总结法,引导学生在动手实验中总结归纳出阿基米德原理,从而也加深对原理的理解。
四、教学程序
教学用具:弹簧测力计、烧杯、水、盐水、溢水杯、小桶、圆柱体、石块、细线、保鲜袋、空易拉罐、水槽等。
本节用1课时完成。课堂教学主要有四大环节:新课导入、新课教学、巩固练习和课堂小结。
(一)复习旧知,故事导入新课(约4分钟)
1.复习提问:(1)什么叫浮力?浮力的方向如何?(2)如何运用“称重法”测浮力?(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小跟什么因素有关?有什么定性关系?(设置复习的三个问题,是本节教学深入学习的基础。)
2.故事导入(动漫视频):介绍阿基米德从洗澡中得到启示,揭开王冠秘密的原理。(通过著名故事的引入,激发学生兴趣,让学生在故事情景中进入学习知识的情境,并且从中领悟物理与生活的密切联系。)
然后设疑:你能知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗?你想知道这个原理是什么内容吗?接着引出本节课题。
(二)推进新课(约33分钟)
一.阿基米德的灵感(约4分钟)
1.情境体验: 利用教材“做做想想”,让学生体验:把空易拉罐逐渐按入水中,感受浮力大小的变化情况,同时观察排开水的变化情况。(通过体验实验,使学生亲身感受物理就在身边,更利于理解“浸在液体中物体的体积”也就是“物体排开液体的体积”。)
2.思考问题:浮力的大小和排开液体的多少存在什么定量的关系呢?
3.交流分析:引导学生用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中物体的体积”来陈述结论:物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,它所受的浮力就越大。
然后教师通过设疑,引导学生逐步推想出浮力的大小与排开液体所受的重力有密切关系。从而自然过渡到探究实验环节。
二.浮力的大小
探究浮力大小的实验是本节课的重点,如何降低实验难度,引导学生独立完成实验设计成为这部分教学的关键。为此,在课堂教学中我采取步步引导,做到步步清,从而突出重点突破难点。
1.探究实验(约19分钟)
(1)猜想与假设:(约半分钟)
在上一环节的步步引导下,指导学生从三种数学关系(大于、小于或等于)中猜测浮力大小与排开液体所受重力的关系。
(2)制定计划,设计实验:(约6分钟)
指导学生根据猜想明确设计的思路。
小组内讨论实验设计的方案,并展示汇报。教师评价。
由于这个实验难度较大,涉及器材较多,步骤繁琐,学生思维负担重,为了培养不同层次的学生的实验能力,在学生设计方案的基础上,引导学生讨论下列问题来达到降低设计难度,减轻学生思维负担。
①如何测量物体受到的浮力?
②如何测量物体排开的液体的重力?用什么样的容器接水?是否可以用保鲜袋代替小桶?先测空桶的重力呢,还是先测桶和排开水的总重力呢?
③怎样使水排出,没有溢水杯怎么办?(明确溢水杯的作用,培养学生思维的发散性,锻炼学生利用身边物品做实验。)
小组内讨论实验步骤,明确每个步骤所需记录的数据。
(3)团结协作,进行实验。(约6分钟)
分组实验中,分别用水、盐水做为液体,用圆柱体、石块做为被测物体进行测量性实验。(这样的分组设计,有利于学生在分析论证的过程中寻找出规律的普遍性。)
学生以小组为单位,按拟定的方案进行实验,边做边记,教师巡视,注意学生仪器使用是否得当,数据记录是否正确,作个别指导。(体现了课堂上学生的主体地位,培养学生自主学习的意识。)
考虑到应该使实验的论证更充分,在分组实验过程中,可以提示学生分别对物体全部浸入和部分浸入液体中两种情况开展探究活动。同时也为下一环节正确理解阿基米德原理内容中的“浸在”的含义打下基础。
(4)分析论证(约4分钟)
指导学生根据实验目的,通过比较F浮和G排得出结论。
让几个小组代表把实验过程和结论展示给大家,使学生之间互相学习交流、合作,同时也提高了学生的学习积极性。
(5)评估交流(约3分钟)
让各小组交流在实验中存在的不足并分析原因,找出解决办法。
教师启示:在水中、盐水中得出同样的结论F浮=G排,如果换成其它液体也会有同样的结论,这就是著名的阿基米德原理。
引导学生表述阿基米德原理的内容。
2.阿基米德原理的学习(约5分钟)
(1)为加深学生对阿基米德原理的理解,设计两个问题让学生思考讨论:
①原理中所说的“浸在液体中的物体”包含几种状态?
②V排与V物是不是总相等?这两者有什么关系吗?
接着教师演示两种情景,让学生理解“浸在”的含义以及V排和V物的关系。
然后引导归纳总结。
(2)引导学生结合G=mg和m=ρV推导出F浮=G排=m排g=ρ液V排g,让学生根据推导式讨论,加深理解浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,与其他任何因素都无关。强调浮力大小与物体全部浸入液体后的深度无关。从而也更直观地纠正学生错误的前科学结论如“物体浸入水中越深,浮力越大”等。
(3)为了深化认识,提出思考问题:漂在液面上的物体受到的浮力可以用阿基米德原理解决吗?让学生交流讨论,体现特殊到一般的认知规律。
(4)引导学生表述在空气中浮力的大小,然后写出相应的计算公式F浮 = G排 = m排g =ρ气V排g。从而使学生加深理解原理的普遍适用性。
(5)最后引导学生明确推导式中各物理量的单位。
(目的为学生今后能正确、灵活运用公式解决实际问题作好准备。)
3.例题的学习(约5分钟)
(1)通过补充例题的讲练,巩固学生对阿基米德原理的计算公式的理解。
补充例题:体积是50cm3的物体,g取10N/㎏,试问:把物体完全浸没在水中时,它排开水的重力为多少?它受到的浮力多大?
(先让学生练习,然后利用投影展示几个学生的解题过程,集体订正:强调解题格式规范化、单位的统一、字母的书写及字母下标。)
(2)课本55页例题
首先引导学生在读题过程中学会审题,然后鼓励学生尝试分析,之后重在引导学生利用反推式的方法理清解题思路,接着指导学生书写解题过程。目的是培养学生的分析、综合能力和解决实际问题的能力。
(三)巩固练习(约6分钟)
为了巩固学生对本节内容的理解和运用,利用教材56页“动手动脑学物理”的5道题目给学生进行课堂练习。
第1题:考查学生对阿基米德原理的认识,巩固浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关,与其他因素无关。
第2、3、4、5题意在培养学生的综合能力,使学生能熟练地运用阿基米德原理解决实际问题。
(四)课堂小结(约1分半钟)
为了加深学生的印象,对新知识的掌握有系统化的形成,做到融会贯通,在新课结束时,以提问形式让学生谈谈本节课的收获。学完本节后还有什么疑惑的?
(五)布置作业
为了达到加深巩固知识的目的,结合学生实际,布置适当作业。
(一)教材的地位和作用
本节是新课改人教版八年级下册第十章第二节内容,在上节学习用“称重法”测量浮力,以及定性探究决定浮力大小的因素等基础上,通过实验定量探究,总结归纳得出的实验定律,是对上节探究结果的进一步完善和深化,是本章的核心,对全章内容的顺利展开起决定性作用。
它又是密度、力、力的平衡、压强和浮力等力学知识的综合,学好这部分知识对培养学生的分析能力、实验能力以及解决实际问题能力都起到很大的促进作用。
因此,它是初中物理教材的最重要内容之一。
(二)教学目标
根据新课程标准要求和本节教材的特点以及学生的认知规律,我认为本节课要达到的教学目标是:
1.知识与技能
(1)理解阿基米德原理。
(2)初步学会运用阿基米德原理解决有关简单的浮力问题。
2.过程与方法
(1)通过实验探究过程,使学生能够利用已掌握的知识,根据实验目的,设计、完成实验,得出实验结论并归纳出阿基米德原理的内容。
(2)培养学生初步的观察、实验能力,初步的分析、归纳能力。
3.情感、态度与价值观
(1)通过阿基米德原理的探究活动,体会科学探究的乐趣;
(2)通过运用阿基米德原理解决实际问题,意识到物理与生活的密切联系。
(三)教学重点和难点
由于阿基米德原理是全章的核心内容,且本章最核心的科学探究是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。所以,本节的教学重点是让学生经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程,概括、归纳出阿基米德原理。
根据八年级学生的识记能力较强,但理解分析能力较差的特点,且思维还处于直观形象思维向理论抽象思维的过渡阶段,所以本节的教学难点是应用阿基米德原理解决有关浮力问题。
因此,本节课堂组织教学中如何突出重点突破难点,是关键所在。
二、教法分析
根据本节的教材特点和学生的实际情况,我采用的教学方法主要是:实验探究法、引导发现法、程序教学法、讨论法和多媒体课件辅助法。
1.为了更有效地激发学生的学习欲望,挖掘学生的学习潜能,提高课堂效率,采用引导发现法和实验探究法,以及多媒体课件辅助法,使不同层次的学生的能力都得到发挥,充分体现学生的主体地位,达到培养学生的观察、实验能力。这也符合新课程“注重科学探究,提倡学习方式多样化”的基本理念。
2.为了培养学生初步的分析推理和归纳能力,采用程序教学法,步步引导,做到步步清,从而突出重点突破难点。
3.为了培养学生的逻辑思维和综合分析能力,采用练习、讨论法相结合,让学生对具体问题具体分析,随时启发学生发现错误,并引导分析错误的原因,把教师的主导作用与学生的主体地位有机地结合起来,巩固强化有关知识。
为突出重点、突破难点,我采取的教学手段是:
a)注重素材的普遍性,以生活中常见的物理现象入手,增强学生探究兴趣。
b)注重学生的参与性,全体学生参与加强其动手能力,强化分析、归纳能力。
c)注重多媒体等现代教学工具的应用,使教学更直观、更具观赏性。
三、学法指导
1.根据八年级学生好奇心强的特点,首先通过多媒体播放(视频)阿基米德揭开王冠秘密的故事,激起学生兴趣,使学生在故事情景中进入学习知识的情境,为顺利推进新课营造了氛围。
2.为最大限度地调动学生自主学习的积极性和主动性,培养学生的观察和实验能力,采用小组合作探究方式,结合观察比较法,通过学生自主探究实验,让不同层次的学生都能发挥自己的优势,真正体现学生为主体的地位。
3.为了培养学生的综合分析能力,提高学生应用知识解决问题的能力,养成良好的学习习惯,采用分析讨论法,通过实例分析和巩固练习来达到目的。
4.为了培养学生的抽象思维能力,采用归纳总结法,引导学生在动手实验中总结归纳出阿基米德原理,从而也加深对原理的理解。
四、教学程序
教学用具:弹簧测力计、烧杯、水、盐水、溢水杯、小桶、圆柱体、石块、细线、保鲜袋、空易拉罐、水槽等。
本节用1课时完成。课堂教学主要有四大环节:新课导入、新课教学、巩固练习和课堂小结。
(一)复习旧知,故事导入新课(约4分钟)
1.复习提问:(1)什么叫浮力?浮力的方向如何?(2)如何运用“称重法”测浮力?(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小跟什么因素有关?有什么定性关系?(设置复习的三个问题,是本节教学深入学习的基础。)
2.故事导入(动漫视频):介绍阿基米德从洗澡中得到启示,揭开王冠秘密的原理。(通过著名故事的引入,激发学生兴趣,让学生在故事情景中进入学习知识的情境,并且从中领悟物理与生活的密切联系。)
然后设疑:你能知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗?你想知道这个原理是什么内容吗?接着引出本节课题。
(二)推进新课(约33分钟)
一.阿基米德的灵感(约4分钟)
1.情境体验: 利用教材“做做想想”,让学生体验:把空易拉罐逐渐按入水中,感受浮力大小的变化情况,同时观察排开水的变化情况。(通过体验实验,使学生亲身感受物理就在身边,更利于理解“浸在液体中物体的体积”也就是“物体排开液体的体积”。)
2.思考问题:浮力的大小和排开液体的多少存在什么定量的关系呢?
3.交流分析:引导学生用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中物体的体积”来陈述结论:物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,它所受的浮力就越大。
然后教师通过设疑,引导学生逐步推想出浮力的大小与排开液体所受的重力有密切关系。从而自然过渡到探究实验环节。
二.浮力的大小
探究浮力大小的实验是本节课的重点,如何降低实验难度,引导学生独立完成实验设计成为这部分教学的关键。为此,在课堂教学中我采取步步引导,做到步步清,从而突出重点突破难点。
1.探究实验(约19分钟)
(1)猜想与假设:(约半分钟)
在上一环节的步步引导下,指导学生从三种数学关系(大于、小于或等于)中猜测浮力大小与排开液体所受重力的关系。
(2)制定计划,设计实验:(约6分钟)
指导学生根据猜想明确设计的思路。
小组内讨论实验设计的方案,并展示汇报。教师评价。
由于这个实验难度较大,涉及器材较多,步骤繁琐,学生思维负担重,为了培养不同层次的学生的实验能力,在学生设计方案的基础上,引导学生讨论下列问题来达到降低设计难度,减轻学生思维负担。
①如何测量物体受到的浮力?
②如何测量物体排开的液体的重力?用什么样的容器接水?是否可以用保鲜袋代替小桶?先测空桶的重力呢,还是先测桶和排开水的总重力呢?
③怎样使水排出,没有溢水杯怎么办?(明确溢水杯的作用,培养学生思维的发散性,锻炼学生利用身边物品做实验。)
小组内讨论实验步骤,明确每个步骤所需记录的数据。
(3)团结协作,进行实验。(约6分钟)
分组实验中,分别用水、盐水做为液体,用圆柱体、石块做为被测物体进行测量性实验。(这样的分组设计,有利于学生在分析论证的过程中寻找出规律的普遍性。)
学生以小组为单位,按拟定的方案进行实验,边做边记,教师巡视,注意学生仪器使用是否得当,数据记录是否正确,作个别指导。(体现了课堂上学生的主体地位,培养学生自主学习的意识。)
考虑到应该使实验的论证更充分,在分组实验过程中,可以提示学生分别对物体全部浸入和部分浸入液体中两种情况开展探究活动。同时也为下一环节正确理解阿基米德原理内容中的“浸在”的含义打下基础。
(4)分析论证(约4分钟)
指导学生根据实验目的,通过比较F浮和G排得出结论。
让几个小组代表把实验过程和结论展示给大家,使学生之间互相学习交流、合作,同时也提高了学生的学习积极性。
(5)评估交流(约3分钟)
让各小组交流在实验中存在的不足并分析原因,找出解决办法。
教师启示:在水中、盐水中得出同样的结论F浮=G排,如果换成其它液体也会有同样的结论,这就是著名的阿基米德原理。
引导学生表述阿基米德原理的内容。
2.阿基米德原理的学习(约5分钟)
(1)为加深学生对阿基米德原理的理解,设计两个问题让学生思考讨论:
①原理中所说的“浸在液体中的物体”包含几种状态?
②V排与V物是不是总相等?这两者有什么关系吗?
接着教师演示两种情景,让学生理解“浸在”的含义以及V排和V物的关系。
然后引导归纳总结。
(2)引导学生结合G=mg和m=ρV推导出F浮=G排=m排g=ρ液V排g,让学生根据推导式讨论,加深理解浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,与其他任何因素都无关。强调浮力大小与物体全部浸入液体后的深度无关。从而也更直观地纠正学生错误的前科学结论如“物体浸入水中越深,浮力越大”等。
(3)为了深化认识,提出思考问题:漂在液面上的物体受到的浮力可以用阿基米德原理解决吗?让学生交流讨论,体现特殊到一般的认知规律。
(4)引导学生表述在空气中浮力的大小,然后写出相应的计算公式F浮 = G排 = m排g =ρ气V排g。从而使学生加深理解原理的普遍适用性。
(5)最后引导学生明确推导式中各物理量的单位。
(目的为学生今后能正确、灵活运用公式解决实际问题作好准备。)
3.例题的学习(约5分钟)
(1)通过补充例题的讲练,巩固学生对阿基米德原理的计算公式的理解。
补充例题:体积是50cm3的物体,g取10N/㎏,试问:把物体完全浸没在水中时,它排开水的重力为多少?它受到的浮力多大?
(先让学生练习,然后利用投影展示几个学生的解题过程,集体订正:强调解题格式规范化、单位的统一、字母的书写及字母下标。)
(2)课本55页例题
首先引导学生在读题过程中学会审题,然后鼓励学生尝试分析,之后重在引导学生利用反推式的方法理清解题思路,接着指导学生书写解题过程。目的是培养学生的分析、综合能力和解决实际问题的能力。
(三)巩固练习(约6分钟)
为了巩固学生对本节内容的理解和运用,利用教材56页“动手动脑学物理”的5道题目给学生进行课堂练习。
第1题:考查学生对阿基米德原理的认识,巩固浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关,与其他因素无关。
第2、3、4、5题意在培养学生的综合能力,使学生能熟练地运用阿基米德原理解决实际问题。
(四)课堂小结(约1分半钟)
为了加深学生的印象,对新知识的掌握有系统化的形成,做到融会贯通,在新课结束时,以提问形式让学生谈谈本节课的收获。学完本节后还有什么疑惑的?
(五)布置作业
为了达到加深巩固知识的目的,结合学生实际,布置适当作业。