阿基米德原理教学设计
孙立萍 胡均宇
摘 要：本文设计演示实验、制作探究性实验装置，对阿基米德原理一节内容进行教学设计.利用学过的知识引入课题，利用演示实验引导学生目的明确的进行猜想与假设，便于学生确定浮力大小的影响因素，设计制作探究性实验装置，指导学生对课题进行实验探究，让学生在教师指导下从事实验探究过程.充分体现教师为主导、学生为主体的教学理念.
关键词：浮力；阿基米德原理；教学设计；探究
作者简介：孙立萍（1969-），女，河北丰南人，硕士学位，教授，唐山师范学院物理系教师，研究方向物理教学论的实验及理论教学.
阿基米德原理是人教版八年级下册第十章浮力中非常重要的一节内容，探究浮力的大小与哪些因素有关，该节内容的设计，应该充分体现教师为主导、学生为主体，并能让学生在探究过程中，充分体验探究的环节，学会实验探究的方法.笔者对该节内容进行了设计，希望能得到同仁、专家的指导.
1 引导学生有目的的提出问题
阿基米德原理是研究浸在液体中的物体，受到的浮力与排开的液体受到的重力之间的关系，问题的提出，可以根据前面学习的浮力一节知识提出：我们已经知道了或学习了浸在液体中的物体，会受到液体对它的浮力作用，那么，浮力的大小与哪些因素有关呢？
2 教师设计演示实验，有目的的带领学生进行猜想与假设
对八年级的学生来说，浮力的大小与哪些因素有关，学生可能会做出若干猜想，如与浸在液体中的物体的大小、物体的种类、物体的形状、是漂浮在液体表面还是下沉、与液体的种类等等，可能会很多，但学生很难想到与排开的液体受到的重力之间会存在直接关系.在此，笔者设计了演示实验如下：两个完全一样的圆柱形透明容器，装有相同量的水（如图1），将一个重3牛的A块放入其中一个容器中（如图2所示），引导学生观察现象：①A浮在水面上，受到的浮力等于重力，为3牛，因为A处于平衡状态，且只受到重力和浮力；②因为两个容器并排放置，还会观察到此容器液面上升了，为什么液面上升了，因为A物块排开了一定量的液体.再将一个重5牛的B物块放入右侧容器中（如图3所示），引导学生观察现象，这次学生就很容易回答出：①B浮在水面上，受到的浮力等于重力，为5牛；②右侧容器液面也上升了，因为B块排开了一定量的液体；同时右侧液面比左侧液面还高，即B块排开的液体比A块排开的液体多.这样，我们就会想到：A受3牛的浮力，B受5牛的浮力，且B排开的液体比A排开的液体多，那么，是否说明受到的浮力越大，排开的液体也越多？即受到的浮力与排开的液体的多少之间是否存在关系？用演示实验，引导学生提出了一个探究问题，让学生探究受到的浮力与其排开的液体之间的关系，于是在黑板上板书：
继续引导：用哪个物理量描述排开液体的多少？学生会很直接的回答为：体积，排开的液体越多，排开液体的体积越大.提问：还可以用哪个物理量描述？学生会想到质量，因为，排开的液体越多，排开液体的质量就越大.提问：还可以用哪个物理量描述？重力，因为，排开的液体越多，排开液体受到的重力就越大.描述排开液体的多少可以用体积、质量、重力来描述.提问：那么，同学们说用哪个物理量更好？学生会马上反应出：重力，因为相同的物理量才可以进行比较.这样学生会很明确的确立探究的问题，而不会进行盲目的猜测.
3 带领学生制定计划与设计方案
虽然问题提出了，但教师还要带领学生制定计划并设计方案.
（1）解决浮力测量问题，分两种情况：漂浮情况，浮力等于重力；沉底情况：将重物挂在弹簧秤上，物体在空气中时秤的示数减掉物体在液体中时秤的示数.
（2）排开的液体受到的重力：学生根据前面的演示实验及分析，会很自然的提出，用量筒或烧杯测量排开的液体的体积，再计算重力.教师在肯定的基础上，给出溢水杯，介绍使用方法及注意事項.
板书：
（3）设计制作实验装置，便于学生进行探究.经多次尝试，笔者设计了以下实验装置（如图4所示）进行实验探究.其中1为底座，2为可升降平台，3为溢水杯，4为重物，5为支架，6为小桶，7为带刻度的透明刻度盘，中央位置为零刻度，向上和向下均为逐渐增大的均匀刻度.8为劲度系数相同的弹簧，下端带有指针.调节两弹簧上端悬挂点，使得当重物4未浸入水中且小桶6中没有水时，两弹簧指针均指在刻度盘7中间的零刻度.
4 指导学生进行科学探究
调节可升降平台，使重物在部分浸入液体、全部浸入液体、全部进入液体不同深度等位置，分别观测悬挂重物的弹簧缩短量及悬挂小桶的弹簧伸长量，得出结论：无论部分浸入、完全浸入、完全进入在液体中不同深度时，物体受到的浮力均等于排开液体受到的重力.
小结：对于影响浮力大小的影响因素可能很多，如果不带领学生进行有目的的猜想与假设，学生很难确定探究什么.对于八年级的学生来说，对实验探究流程还不太熟悉，所以，本节课教师要带领学生，引导学生进行正确的猜想与假设，带领学生制定计划与设计方案，指导学生进行实验与收集证据，学生进行让学生充分体验从提出问题，猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析论证、交流与合作等每个环节的操作.
摘 要：本文设计演示实验、制作探究性实验装置，对阿基米德原理一节内容进行教学设计.利用学过的知识引入课题，利用演示实验引导学生目的明确的进行猜想与假设，便于学生确定浮力大小的影响因素，设计制作探究性实验装置，指导学生对课题进行实验探究，让学生在教师指导下从事实验探究过程.充分体现教师为主导、学生为主体的教学理念.
关键词：浮力；阿基米德原理；教学设计；探究
作者简介：孙立萍（1969-），女，河北丰南人，硕士学位，教授，唐山师范学院物理系教师，研究方向物理教学论的实验及理论教学.
阿基米德原理是人教版八年级下册第十章浮力中非常重要的一节内容，探究浮力的大小与哪些因素有关，该节内容的设计，应该充分体现教师为主导、学生为主体，并能让学生在探究过程中，充分体验探究的环节，学会实验探究的方法.笔者对该节内容进行了设计，希望能得到同仁、专家的指导.
1 引导学生有目的的提出问题
阿基米德原理是研究浸在液体中的物体，受到的浮力与排开的液体受到的重力之间的关系，问题的提出，可以根据前面学习的浮力一节知识提出：我们已经知道了或学习了浸在液体中的物体，会受到液体对它的浮力作用，那么，浮力的大小与哪些因素有关呢？
2 教师设计演示实验，有目的的带领学生进行猜想与假设
对八年级的学生来说，浮力的大小与哪些因素有关，学生可能会做出若干猜想，如与浸在液体中的物体的大小、物体的种类、物体的形状、是漂浮在液体表面还是下沉、与液体的种类等等，可能会很多，但学生很难想到与排开的液体受到的重力之间会存在直接关系.在此，笔者设计了演示实验如下：两个完全一样的圆柱形透明容器，装有相同量的水（如图1），将一个重3牛的A块放入其中一个容器中（如图2所示），引导学生观察现象：①A浮在水面上，受到的浮力等于重力，为3牛，因为A处于平衡状态，且只受到重力和浮力；②因为两个容器并排放置，还会观察到此容器液面上升了，为什么液面上升了，因为A物块排开了一定量的液体.再将一个重5牛的B物块放入右侧容器中（如图3所示），引导学生观察现象，这次学生就很容易回答出：①B浮在水面上，受到的浮力等于重力，为5牛；②右侧容器液面也上升了，因为B块排开了一定量的液体；同时右侧液面比左侧液面还高，即B块排开的液体比A块排开的液体多.这样，我们就会想到：A受3牛的浮力，B受5牛的浮力，且B排开的液体比A排开的液体多，那么，是否说明受到的浮力越大，排开的液体也越多？即受到的浮力与排开的液体的多少之间是否存在关系？用演示实验，引导学生提出了一个探究问题，让学生探究受到的浮力与其排开的液体之间的关系，于是在黑板上板书：
继续引导：用哪个物理量描述排开液体的多少？学生会很直接的回答为：体积，排开的液体越多，排开液体的体积越大.提问：还可以用哪个物理量描述？学生会想到质量，因为，排开的液体越多，排开液体的质量就越大.提问：还可以用哪个物理量描述？重力，因为，排开的液体越多，排开液体受到的重力就越大.描述排开液体的多少可以用体积、质量、重力来描述.提问：那么，同学们说用哪个物理量更好？学生会马上反应出：重力，因为相同的物理量才可以进行比较.这样学生会很明确的确立探究的问题，而不会进行盲目的猜测.
3 带领学生制定计划与设计方案
虽然问题提出了，但教师还要带领学生制定计划并设计方案.
（1）解决浮力测量问题，分两种情况：漂浮情况，浮力等于重力；沉底情况：将重物挂在弹簧秤上，物体在空气中时秤的示数减掉物体在液体中时秤的示数.
（2）排开的液体受到的重力：学生根据前面的演示实验及分析，会很自然的提出，用量筒或烧杯测量排开的液体的体积，再计算重力.教师在肯定的基础上，给出溢水杯，介绍使用方法及注意事項.
板书：
（3）设计制作实验装置，便于学生进行探究.经多次尝试，笔者设计了以下实验装置（如图4所示）进行实验探究.其中1为底座，2为可升降平台，3为溢水杯，4为重物，5为支架，6为小桶，7为带刻度的透明刻度盘，中央位置为零刻度，向上和向下均为逐渐增大的均匀刻度.8为劲度系数相同的弹簧，下端带有指针.调节两弹簧上端悬挂点，使得当重物4未浸入水中且小桶6中没有水时，两弹簧指针均指在刻度盘7中间的零刻度.
4 指导学生进行科学探究
调节可升降平台，使重物在部分浸入液体、全部浸入液体、全部进入液体不同深度等位置，分别观测悬挂重物的弹簧缩短量及悬挂小桶的弹簧伸长量，得出结论：无论部分浸入、完全浸入、完全进入在液体中不同深度时，物体受到的浮力均等于排开液体受到的重力.
小结：对于影响浮力大小的影响因素可能很多，如果不带领学生进行有目的的猜想与假设，学生很难确定探究什么.对于八年级的学生来说，对实验探究流程还不太熟悉，所以，本节课教师要带领学生，引导学生进行正确的猜想与假设，带领学生制定计划与设计方案，指导学生进行实验与收集证据，学生进行让学生充分体验从提出问题，猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析论证、交流与合作等每个环节的操作.
