阿基米德原理实验改进课设计

摘要：在探究阿基米德原理的实验中，存在“测量各个力需要按一定顺序学生容易出错、用手直接拿弹簧测力计误差大、多次重复实验步骤繁琐”等不足。用两个弹簧测力计同时测量F浮和G排，避免学生未按一定的实验顺序完成实验而出错;用铁架台固定弹簧测力计，提高测量精度;利用升降台测出多组实验数据避免繁琐的实验步骤;将小桶挂在弹簧测力计再较零可以减少学生的计算步骤。

关键词：阿基米德原理;实验探究;实验改进;

粤教沪科版八年级物理下册《9.2阿基米德原理》中的“王冠之谜”是很多学生在小时候就看过的故事，它的答案与这节课的内容密不可分。《义务教育物理课程标准（2011年版）》倡导学生“自主、合作、探究”的学习方式，本节课我以此要求进行设计，并为了进一步激发学生参与学习与研究的兴趣，引导学生将本实验进行改进，从而达到我的教学目标。在课堂上我着力开发学生的三个空间1、学生的活动空间。学生的分组实验，全体学生参与，使每个学生都能体验探究过程，动手能力得到发展。2、学生的思维空间。让学生改进实验，引发学生思考、通过思维碰撞，培养思维能力。3、学生的表现空间。通过把自己的想法、结果展示给大家，学习交流与合作，体验成功的愉悦。本文以学生自主学习为起点，共同完成阿基米德原理实验的改进为主线的教学设计，以供同行探讨、交流。

1、课程设计

1.1實验体验导入新课

请一位同学上台演示将矿泉水瓶缓慢地压入装满水的容器中，并请他说出在此过程中手的感受，同时要求台下的同学通过观察说出在此过程中水溢出的情况。

【设计意图】让学生初步感知浮力的大小可能与排开液体的多少有一定的关系，从而激发学生进一步探究的欲望。

1.2、探究F浮=G排的关系（重点）

1.2.1 学生自主学习课本90页的活动“探究浮力的大小”，小组根据课本提示，讨论设计实验方案，并请同学将他们的设计方案进行分享。

虽然教材没有给出具体的实验步骤，但它用简洁明了的图示提示实验方法，因此学生很容易明白这个实验的过程和目的。

【设计意图】让学生们明确知道要用“称重法”测出物体浸在液体中受到的浮力和如何测物体排开液体的重力，为下一环节——实验改进奠定基础。

1.2.2 实验改进设计方案（难点）

（1）课本实验优点：易懂。

（2）课本实验缺点：①此实验弹簧测力计测力时涉及实验顺序，学生在实际操作中容易出错。②用手直接拿弹簧测力计做实验容易因为手晃动造成读数误差大。③探究实验至少需要三组实验数据才能得到普遍规律，如果采用此实验方法，重复三次实验，步骤太过繁琐。

（3）实验改进优点：

①利用两个弹簧测力计可以同时测出F浮和G排

②利用铁架台固定弹簧测力计比直接用手拿读数更加精确

③利用升降台可以将同一物体浸入水中不同位置测出多组数据。

（4）为了突破难点，我设计了以下三个环节：

①主要引导学生根据桌上的实验器材讨论下列几个问题：

a、由于实验数据至少需要三组才具有普遍性，利用书本介绍的实验方法步骤繁琐，能否根据桌上的实验器材同时测出物体受到的浮力和它排开的液体重力？

b、如何利用同一物体实验得出多组数据？

在这个环节当中，要允许学生摆弄桌面上的器材，得到可行性的操作方案。

②在学生有了初步的改进方案后，由我选择几组方案利用“希沃授课软件”进行评价。

【设计意图】学生动脑设计了自己的实验方案后，可以将自己的方案和被展示的方案进行比较，产生思维碰撞，并进行自评或互评，从而更好的完成自己的实验改进。

③在学生进行实验前，还必须让学生分组讨论本实验应该注意的事项，从而避免学生实验时走弯路。

（5）明确实验方案之后，进行分组实验，并及时记录数据，教师巡视指导;

（6）分析数据，得出结论：

（7）分享实验数据、结论

【设计意图】培养学生的观察能力和发展学生收集、处理、交流信息的能力;培养学生认真、严谨的科学态度.

1.3课堂小结

学生说说本节课的收获

生：我们还可以不断地实验，找到更好的实验方案。

2、实验教学效果与评价

正如课堂上学生所说：”我们可以在不断地实验中得出更好的实验方案。在这节实验课后，学生们和我再次将实验装置进行了改进。

第一次改进的实验装置

第二次改进的实验装置

与第一次改进的实验装置相比，实验改进的原理是相同的，只是在三个细节上进行了改进：①我们减少了一个铁架台使器材简化。②由于学生在实验时发现随着升降台的升高，溢出的水容易流到小桶的侧壁，因此我们给溢水杯的溢水口加长了一点（材料是吸管的一部分）③2号弹簧测力计是挂上小桶后再校零。随着升降台缓慢地上升，物体逐渐浸入水中，1号弹簧测力计的示数减小，2号弹簧测力计的示数增大，我们会发现1号弹簧测力的示数减少量正好等于2弹簧测力计的示数增加量，即F浮=G排。

3、结语：《义务教育物理课程标准（2011年版）》提出：保持探索科学的兴趣与热情，在认识自然的过程中获得成就感，能独立思考、敢于质疑、尊重事实、勇于创新。学生再次改进实验说明了他们敢于质疑，勇于创新，初中物理就应该让学生经历实验探究过程，学习科学知识和科学探究方法，提高分析问题和解决问题的能力。本节实验课预设目标已达到，教学效果好，并且极大地激发了学生学习物理的兴趣，同时体现了学生的思维能力和创新能力是我们老师所不可预计的，我们有必要给学生创造这样的机会，发挥他们的主观能动性，让我们的物理教学可以从真正的意义上达到《义务教育物理课程标准（2011年版）》的要求。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]李进，汤金波，肖永琴.再论学生自主创新实验是物理教学的最优途径[J].实验教学与仪器，2019，36（01）;3-7.

广东省连州市北山中学 郭慧娟