阿基米德原理教学的课堂设计 投稿:阎蠼蠽

探究法研究是“诱思探究教学实验研究”系列教改课题中的一个方面。这种方法是教师带领学生去探索研究、让学生获取新知识的教学方法。科学教育理论和实践证明,探究法可以使学生对所学的知识、方法理解深刻、应用自如,使学生的智力、能力有较为明显的发展,从而有效地提…

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  探究法研究是“诱思探究教学实验研究”系列教改课题中的一个方面。这种方法是教师带领学生去探索研究、让学生获取新知识的教学方法。科学教育理论和实践证明,探究法可以使学生对所学的知识 、方法理解深刻、应用自如,使学生的智力、能力有较为明显的发展,从而有效地提高了中学科学课堂教学的效果。

  下面是我根据多年摸索,运用探究式教学法,对阿基米德原理的有关内容重新组织和进行教学设计的情况。
  1.等学生情绪安定后,教师指出观察能力在研究科学问题时极为重要。然后,出示阿基米德定律演示器的圆柱体和塑料小桶,并缓缓将圆柱体塞入塑料小桶中。
  启发学生说出观察到的现象,并据此让学生自己得出恰当的结论: 先引导学生根据圆柱体塞入小桶后刚好与桶口平齐,说出观察到的现象是:圆柱体刚好将塑料小桶的空腔塞满。接着,由此得出圆柱体和小桶空腔的形状相同,体积相等的结论。
  2.提出课题 :研究物体浸入液体时的现象。(板书)
  先演示:用细线悬挂着圆柱体,逐步将其浸入盛在大烧杯里的水中(如图)。
  引导学生注意烧杯中的水位,并在教师启示下能说出,随着圆柱体逐步浸入水中,烧杯中的水面逐渐升高,直到圆柱体完全浸入水中为止。
  引导学生推断:圆柱体浸入水中时,将水排开导致烧杯中水面上升。学生可能会说出,圆柱体浸入水中后,看上去变大了。教师可表扬其观察认真,并说明这是光学现象,留待以后研究,今天暂不探讨。
  3.教师指出:人们在科学研究中,当观察到有关现象后,应进而研究其中所遵循的规律。针对上述现象,要求学生考虑:现在我们应如何作进一步的研究?
  让学生回顾圆柱体浸入导致杯内水升高的现象,领悟到:应研究被圆柱体排开的水的体积和圆柱体浸入水中体积之间的关系。
  先让学生对此作出估猜,然后指出,估猜的内容是否正确,有待实验来加以验证。
  4.要求学生设计能验证上述估猜的实验。
  先让学生讨论,后由教师总结。实验方法可主要归纳为以下两种:
  方法一:测出有关的直径和深度量,算出圆柱体排开的水的体积和圆柱体浸入水中的体积。然后将两者进行比较。
  方法二:将烧杯放入一个较大的容器内。烧杯里装满水,将圆柱体逐步浸入水中。溢出的水将聚集在较大的容器中(如图)。圆柱体浸没在水中后,将溢出的水倒入前面出示过的塑料小桶中。可以大致比较两者的体积关系。
  5.出示专用溢水杯(如图)。要求学生将它的构造与烧杯比较,并据此明确其特点、功能。
  6.用溢水杯代替烧杯,按上述“方法二”做实验。实验时,先做圆柱体全部浸入水中,再做小部分浸入、大部分浸入等几次实验。从中得出结论:物体浸入水中时,被物体排开的水的体积等于物体浸入水中的那部分体积。
  7.教师质疑:上述结论仅能适用于水吗?
  通过分析,将这个结论推广到一般液体:物体浸入液体时,被物体排开的液体的体积,等于物体浸入液体中的那部分体积。(板书)
  教师通过实例分析,再将上述结论的适用范围推广到物体浸在气体中的情况。
  8.教师指出,客观事物往往是多侧面的。要求换个角度再对上述现象进行研究。回顾已学过的科学知识,引导学生确定可从力的角度对其研究。又进一步想到,从力的角度研究,应采用测量力的工具——弹簧秤。
  9.演示:将圆柱体挂在弹簧秤上,读出示数G。再将圆柱体逐步浸入水中,指导学生观察这时弹簧秤的示数F′随着浸入深度的增加而逐步减小,直至圆柱体完全浸没为止。
  分析上述现象后指出:物体浸入水中时,会受到一个向上的托力——浮力。(板书)
  可知,浮力的大小为:F浮=G-F′。(板书)
  再将浮力概念推广到在其他液体和气体中。
  10.引导学生研究有关浮力大小的规律。
  回顾前面的实验现象和有关分析得知,浮力的大小与排开水的多少有关。排开水越多,物体受到的浮力越大。
  教师指出:对规律不能只是定性认识,应进一步研究其中的定量关系(激发学生求知愿望)。启发学生意识到,要研究浮力的大小与被排开的水重间的关系。
  11.演示:用弹簧秤和塑料小桶称出被排开的水重,并与圆柱体浸没在水中时受到的浮力大小比较。再将圆柱体部分浸入水中时受到的浮力大小与这时排开的水重比较,得出结论:物体浸入水中时,所受到浮力等于它所排开的水受到的重力。
  12.教师质疑:物体受到的浮力大小,与被排开的液体种类是否有关?
  ________________________________________
  接着,分别测出圆柱体浸没在盐水和酒精中时受到的浮力。通过分析得到:在物体排开液体的体积相同时,物体受到的浮力大小与被排开的液体密度有关:液体的密度大,物体受到的浮力大;液体密度小,物体受到的浮力小。
  可见,物体浸在液体中受到的浮力大小,既与被排开的液体体积有关,又与液体的密度有关。
  13.再通过实验分别测出被排开的盐水重和酒精重,并跟上述测得的浮力大小加以比较。然后将关于浮力大小的结论推广为:
  物体浸入液体时,受到的浮力的大小等于被排开液体受到的重力(板书)。
  教师说明:此规律首先由两千多年前的希腊学者阿基米德发现,所以被称为:阿基米德原理(板书)。
  14.导出阿基米德原理的数学表达式:
  F浮=G排液。(板书)
  为了体现浮力大小与液体密度及被排开液体体积有关,运用已学过的科学知识,将上式推演为:
  F浮=G排液=ρ液gV排。(板书)
  引导学生弄清该公式的科学意义以及公式中各科学量应采用的单位(国际制单位)。
  15.教师质疑:(1)为什么会产生浮力?(2)为什么浮力大小刚好等于被排开液体所受到的重力?(3)我们掌握了阿基米德原理有什么用?
  接着指出:这些就是我们应该继续研究的内容,下一堂课将讨论这些问题。希望同学们及时做好复习和预习工作。
  16.布置作业。(略)
  采用这种探究式教学法进行科学教学,可以实现减轻学习负担,提高教学质量的目标。如果学生能长期在教师的启发、指导下受到这种训练,他们在学得扎实、灵活的同时,将逐步学会像科学家那样思考问题,研究问题,在多年的“诱思探究”教改实践中,这种教法试验,已取得了良好的教学效果,并在学生的身心发展中发挥了积极的作用。

探究法研究是“诱思探究教学实验研究”系列教改课题中的一个方面。这种方法是教师带领学生去探索研究、让学生获取新知识的教学方法。科学教育理论和实践证明,探究法可以使学生对所学的知识、方法理解深刻、应用自如,使学生的智力、能力有较为明显的发展,从而有效地提…

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探究法研究是“诱思探究教学实验研究”系列教改课题中的一个方面。这种方法是教师带领学生去探索研究、让学生获取新知识的教学方法。科学教育理论和实践证明,探究法可以使学生对所学的知识、方法理解深刻、应用自如,使学生的智力、能力有较为明显的发展,从而有效地提…

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