《科学家阿基米德》教学设计(精选6篇)
教学目标
1.正确流利有感情的朗读课文。
2.速读课文,把握课文内容,体会阿基米德爱动脑筋、热爱科学的精神,激发学生对科学家的敬仰和对科学的热爱。3.体会作者是怎样具体描述事件,表现人物特点的。4认识5个生字,正确书写8个生字。
重难点:体会阿基米德热爱科学的精神,学习作者的表达方法。教学过程
一、谈话导入
大家熟悉哪些科学家并讲讲他的事例。学生自由谈自己所了解的科学家事迹。
今天我们再来认识一位科学家,课件出示阿基米德的画像,他的名字叫阿基米德,板书课题,自由读课文来认识一下这位科学家。
二、初读课文。
1.自由地朗读课文,圈画本课的生字新词,多读几遍,对不理解的词语结合语句可通过反复读、联系上下文理解,或借助工具书弄懂意义。把喜欢的词语抄在自选词句栏中。
2.通读全文标段弄清段意,画出文章的中心句,说说文章写了几件事。
三、深入精读。
1.再读文,从每件事中可以体会出阿基米德是一个什么样的人? 学生:阿基米德是个爱动脑筋的人。师:从什么地方可以看出他爱动脑筋?
学生找3到14段有关语句回答,师追问从阿基米德的言行中看出他遇事怎样?
学生:阿基米德沉着、冷静、果断。
师:怎样才能读出他的沉着、冷静、果断?怎样读才能体会到人们战胜罗马军队的喜悦? 学生:练读,汇报读。
师:为什么阿基米德说是太阳帮的忙?让学生结合收集的资料或课前实验谈谈。
师:在这里你明白了阿基米德是个什么样的人? 学生:他善于观察思考,并利用科学原理战胜了敌人。2. 读15到20段,说说这部分写了什么。学生读完汇报:罗马侵略者残忍地杀害了阿基米德。画出最使自己感动的地方并谈你的感受。
学生:“阿基米德那么专心„„抬起头来„„”从他的行为中感受到他全身心地投入钻研的状态。
学生:“等一下„„没完呢!”面对死亡他毫无畏惧,还关心自己的几何定理,可见他热爱科学胜过自己的生命呀!
学生:罗马士兵太残忍了,阿基米德求他等一下都不行,竟让璀璨的科学巨星带着遗憾陨落在他的利剑下。
四、回归全文。再读全文,说说从阿基米德的身上你得到什么启示?
五、推荐阅读阿基米德的其他故事。课件出示: 1.金冠之迷 2阿基米德的成就
《科学家阿基米德》教学设计
教学目标:
知识目标:正确流利有感情的朗读课文,认识5个生字,写11个生字。
能力目标:体会作者具体描述事件,表现人物特点的。情感目标:激发学生对科学家的敬仰、对科学的热爱。教学重点: 体会阿基米德热爱科学的精神。教学难点: 学习作者的表达方式。教学过程:
一、导入新课:
同学们,你们听过这样一句话吗:“给我一个支点,我能撬起整个地球。” 知道是谁说的吗?(生:阿基米德)
二、揭示课题
这节课我们就来共同学习第六课《科学家阿基米德》。(齐读课题)
三、初读课文: 读文要求:
1.强调读准字音,读通句子。
2.默读课文,边读边把课文中的生词画出来读。3.通读全文后,弄清每个自然段的意思。4.说说课文主要讲了阿基米德的几件事。
(两件:
1、阿基米德爱动脑筋的特点。
2、阿基米德热爱科学的特点)师:具体表现在那?现在请同学们快速浏览课文,找一找,读一读。
四、深入精读:(以学生自己朗读为主)。
1.了解阿基米德爱动脑筋的特点。(3----14自然段)
师:阿基米德怎么爱动脑筋的?(让学生简单叙述阿基米德利用镜子的放射原理,把敌人的船烧着了的故事。)理解重点句子:
a、“不要慌,不要慌!”忽然有个人大声喊叫起来。(体现阿基米德的沉着、冷静、果断。让学生读出沉着、冷静、果断的感觉)b、“快回家去,把家里的镜子全拿来!”(体现阿基米德的沉着、冷静、果断,聪明。反复读读中感悟)
c、这时候,太阳高高地挂在天空,阿基米德指挥大家拿着镜子,把反射的阳光对准第一艘军舰上的帆蓬。也真奇怪,不一会儿,那艘军舰的帆蓬就着火了。海风呼啦啦一吹。火越烧越旺,把军舰也烧着了。(理解“越烧越旺”一词,并让学生举例说。)
师:为什么镜子的光反射到帆蓬上,帆蓬就着火了呢?(引出下一段阿基米德说的话。)
d、“我有什么本事呀?是太阳帮了咱们的忙。”(体现阿基米德善于观察思考,并利于用科学原理战胜敌人)
(通过这件事,师讲解有关的小知识,关于阿基米德的凹透镜反射的原理,让学生多了解课外知识,对知识进行扩展。同时,进一步体现阿基米德的爱动脑筋的特点)
师:通过这个小故事,使你感受到了什么?(生回答,教师给予鼓励)
2.了解阿基米德热爱科学的特点。(15—20自然段)
师:阿基米德的热爱科学的特点表现在那呀?快速浏览课文,找一找(让学生自述课文,阿基米德为了科学献出了自己宝贵的生命)理解重点句子:
a、阿基米德那么专心,连罗马士兵站在他跟前也没有发觉。直到罗马士兵用剑尖碰了碰他的鼻子,他才抬起头来。
(体会到:从他的行动中,感受他全身心地投入钻研的状态。让学生反复朗读,从中感受到他的钻研精神。)
b、“等一下杀我,这几条几何定理我还没有证明完呢!” 师:这句话让你感动吗?为什么让你感动?
(体会:面对死亡,他还关心着自己的几何定理,可见他热爱科学胜过于自己的生命)
师:如果是你,当别人拿着刀架在你的脖子上时,你害怕吗?(生答)然而我们的科学家阿基米德并没有害怕。(讲阿基米德死前的故事,让学生再次感受他热爱科学胜过于自己的生命)
师:从这件事中,你看出了阿基米德是一个什么样的人?(锻炼学生的概括能力和语言表达能力,教师适时给予鼓励)
五、总结全文
说说从科学家的身上得到了什么启示,谈谈你的看法。
六、写作手法
一、欧几里德
历史上关于欧几里德的介绍不多, 只知道他在雅典的柏拉图学园学习过, 凭借一生所学, 他完成了《几何原本》这部数学巨作。该书享誉全球, 在世界各国流传, 影响之大仅次于《圣经》。欧几里德曾和托勒密一世探讨过如何学习几何的问题, 托勒密一世问他说, 除《几何原本》外, 还有没有其他学习几何的捷径。欧几里德回答说:“在几何里, 没有专为国王铺设的大道。”关于欧几里德还有一个故事, 说一个学生才开始学习第一个命题, 就问学了几何之后将得到什么。欧几里德说:“给他三个钱币, 因为他想在学习中获取实利。”由以上两个关于欧氏的故事可以看出, 欧几里德点出了搞科学研究的两个要点。一个是不能浮躁, 要脚踏实地一步一步来实现;另一个是不能以功利的心态去看待科学研究, 要耐得住清贫。
《几何原本》一共有13卷。里面涉及到了平面几何和立体几何的内容, 还有一些运用几何学解决代数学问题的方法, 此外, 该书第12卷还涉及到了穷竭法的问题, 也就是近代微积分思想的最早来源。第1卷的开头, 作者都列出了一些定义、公设、公理。然后利用列出的这些定义、共设、公理, 来解决后面的命题。每一个命题的证明过程的每一步, 都要有相应定义、共设、公理作为依据, 而前一个命题的结论又可以用作后面命题证明过程的依据, 这就是逻辑严密的《几何原本》。这本书给出了一个解决问题的科学的方法, 即在实际生产生活中, 面对未知难题时, 就要有根据的一步一步从逻辑关系上捋清问题的脉络。如果每一个环节都是有根据的、合符逻辑的, 那么后面的结论也是正确的。
以书中一个命题来说:在一个已知有限直线上做一个等边三角形。设AB是已知有限直线。那么, 要求在线段AB上作一个等边三角形。以A为心, 且以AB为距离画面BCD (共设3) ;再以B为心, 且以BA为距离画园ACE (共设3) ; 由两圆的交点C到A、B连线CA, CB (共设1) 。因为, 点A是圆CDB的圆心, AC等于AB (定义15) 。又点B是圆CAE的圆心, AC等于BA。 (定义15) 但是, 已经证明了CA等于AB;所以线段CA, CB都等于AB。而且等于同量的量彼此相等 (公理1) 三条线段CA, AB, BC彼此相等。所以三角形ABC是等边的, 即在已知有限直线AB上做出了三角形。这就是所要求的。如下图所示:
上面的例题中, 作者描述了如何在已知一条线段的前提下画出与之相关的等边三角形。每一步的画法都有详细的描述, 且都是依据后面括号内相关的定义、共设、公理。步步如此, 最后我们有理由相信, 这样做出的就是等边三角形。书中所有的命题都是这样一步一步推导出来的, 由简单到复杂, 正如我们的科技发展一样。
二、阿基米德
欧几里德的论证是讲逻辑的, 是一种科学思维;而阿基米德的科学则是以实验为基础的, 是一种科学方法。与纯粹逻辑推理不同, 阿基米德思考的更多方面是跟生产实践相结合的问题, 也就是说要解决实际问题。而在解决实际问题中, 要根据实验的结论来验证解决问题的方法是否正确。这种以实验为基础的科学始于阿基米德。
从阿基米德身上, 可以看出他对科学的执着精神。他生活在罗马共和国扩张的年代, 居住的古希腊移民城邦斜拉古正好在罗马人扩张的计划之内。根据记载, 精通机械工程的阿基米德曾制作出许多军事器械来抵御罗马的侵略。然而形式比人强, 罗马扩张的历史潮流不可动摇。但就在斜拉古城破之日, 阿基米德仍然在潜心研究数学问题, 结果被罗马士兵误杀。今天的科学工作者对待科学研究若能有当年阿基米德之热情, 可能成就会更大。
阿基米德不止在一个学科领域内取得成就, 由于当时各学科发展都处于初级阶段, 各学科划分不很细致, 因此, 像他这样的天才科学家在众多学科领域内都有所突破也不足为奇。
数学方面, 他发展了欧几里德《几何原本》所提到的穷竭法, 并将其应用于面积和体积的计算。他改进了π的计算值 (圆的周长与直径之比) , 提出π的值必定在310/71和31/7之间。从欧几里德在《几何原本》中提到穷竭法到阿基米德将这一理论应用于解决实际问题, 可以看到科学指导实践的巨大作用。计算上述提到的物体的面积和体积, 对于我们了解客观世界有积极的作用。在此基础上开发新的思路和理论, 就可以登上更高的科学高峰。Π值的计算显然并没有止步于阿基米德, 后来的东方大数学家祖冲之重新定义了Π值 ------3.1415926到3.1415927之间, 而今天我们所知道的Π值的精确度也远远超过了祖冲之的计算。
除了数学领域, 阿基米德在物理学方面也做出了重要贡献。他使数学与物理学相结合并使之更偏向于实践。一个比较明显的例子是他关于平衡问题的研究。几乎人人都知道的一句名言“给我支点, 我可以撬动地球”就是杠杆原理的基本内涵。进一步探究这一定理的推导过程, 我们便可以从中悟出些道理。阿基米德将一个常见的实际问题用数学模型进行等量代换, 这样一个物理问题就转化成了可以用严谨的逻辑关系推导的数学问题, 又由于阿基米德在数学领域的才华, 二者相结合, 关于杠杆平衡的公式就被推导出来了。这种论证和推导过程是一个科学的过程, 实践问题上升到理论, 再利用严密的逻辑推理出结论, 当然这个结论是需要实践验证的。这就是科学的思维方式, 运用这种方法可以准确而有效的解决问题, 认识客观世界。
走,到太平洋的小岛去
玛格丽特·米德出生于1901年,父亲是大学教授,母亲则为争取妇女权益、黑人或移民待遇而四处奔走。小小的米德经常随父母不停从一个地方挪到另一个地方。奔波很辛苦,但却让米德拥有了快速适应环境的能力,而这对米德今后的田野研究有着深刻的影响。
长大后,米德开始在巴纳德学院学心理学,后来又在哥伦比亚大学读了人类学博士。当时,人类学算是相对新的领域,而她的导师博厄斯则是此学科的创始人之一。一些早期人类学家曾认为,文明是沿着一条直线演化的,从野蛮状态(半开化状态)到开化阶段,最后才出现文明。与那些早期人类学家不同,米德的导师认为世界由不同文化构成,而每一种文化都有独特的视角、观点和缺陷。现代西方世界并不是人类成就的顶峰,只不过是人类可以达到的一个特殊的点。
博厄斯建议米德去萨摩亚地区(坐落在太平洋的几个火山小岛),来进行她的田野研究。米德愉快地接受了老师的建议。当时,萨摩亚的东部由美国统治,而西部由新西兰统治,米德去了美属萨摩亚。相对于其他地方,萨摩亚地区十分原始,现代技术没有渗透到其中去,所以有利于米德研究原始文化的产生。米德对博厄斯提出的研究方向十分感兴趣,她很喜欢原始文化,而且她的观点和导师一致,认为隔绝的地区是研究原始文化最好的实验室。很快她动身去了萨摩亚,生怕拖久了,最后一片纯净之地也会被现代社会污染,那样,就太糟糕了。
米德在萨摩亚呆了很长时间(从1925年直到二战开始)。她访问了太平洋南部的诸多岛屿,并以社会人类学家的身份与原始居民住在一起,记录他们的生活习性。米德周围多是靠打渔为生的渔民和当地的一些农民,几乎没有所谓的“文明人”。她学习他们照看孩子,学习他们穿衣打扮。除了功能单一的照相机,她没有什么录音设备,所以她基本上依靠记忆和手稿来记录他们的生活。极高的语言天分让米德很快地融入了当地人,她受到了居民的欢迎。有时,附近的居民会特意来拜访她,就为同她聊聊天。她博得了当地居民的信任,成了一个很好的外来倾听者。
随性成长的少男少女
1928年她出版了《萨摩亚的成年》,这本书是她的第一本书。米德描述萨摩亚生活是一种开放的、性和谐的生活。她在书中探讨了萨摩亚人与美国青少年为何不同,她想知道,如果改变抚养孩子的方式,是否会形成一个不同的社会。
那些原始部落中的孩子大多都知道什么是手淫,而且他们直接通过观察来学习如何性交,在原始部落人们的眼里,这既不可耻,也不是什么值得八卦的话题。偶尔会有同性恋现象,但同样不是什么令人尴尬的事。在原始部落里,没人给他们角色限制,他们就那样随性成长着。
其实,米德发现的这些不同,只是一代代萨摩亚人的传统行为而已。在原始部落中,离婚很普遍,并不是什么丢脸的事。同时喜欢很多人的做法也被大家所接受,而且这也不是什么新鲜事。通奸会导致离婚,不过这不是必然结果。米德写到,在萨摩亚文化里,爱人——妻子或者丈夫经常会原谅犯错误的一方。
米德认为,因为萨摩亚文化中将性理解为自然生活的一部分,他们的文化对此又十分包容,所以他们处理起个人私生活的方式也比较简单。例如,由于萨摩亚女孩所背负的责任不大,且选择特殊的性生活所面对的压力不大, 所以相对于当时的美国女孩,她们的青春期过得要自由、轻松得多。而且,她们既不需要禁欲,也不必非要有个男性朋友,非要结婚不可。相比之下,作为一名美国女孩,她通常“压力山大”,而这都因为她是个美国人,被美国文化束缚,与青春期无关。
文化决定了人的个性
米德对当时的美国文化持批判观点。她批评说,美国社会不让年轻人按照年龄的节奏自由成长。他们被困禁在一个小的、脆弱的核心家庭中,逃不掉、躲不开,生活不允许他们像其他文化中那样自由恋爱和发生关系。尽管到了几十年后的现在,许多事情已经发生了许多改变,社会风气也已经开放了许多,但是米德的观点在很多地方仍然适用。我们的青少年仍被社会框框束缚着成长,青少年面临的压力,以及成长时所需经历的压力,使他们的生活变得很艰难。
米德还发现,在不同文化之间,涉及性的人类行为大不同,远非当时的美国人所能想象。例如,美国人经常会把男人看成沉稳的、理性的和更具有侵略性的一类,而把女人看成轻佻的、温和的和有爱心的一类。但在她1935年的著作《三个原始部落的性别与气质》里,米德记录了她所看到的不同的世界。“在阿拉佩部落中,无论男女,都和蔼可亲,慈爱友善,而在蒙杜古马部落,所有人都粗鲁,并且具有侵略性”。最令人震惊的是在一个原始部落中,女人有侵略性,性情更暴烈,而男人却没有脾气,缺少我们认为男人该有的“阳刚之气”。
米德认为,侵略性、暴烈等性格其实都不是人类的自然天性,它们只是一些简单的、可以被教诲的文化事物,并且人本身的天性经常被本地文化所遮蔽。
米德得出的惊人结论是,文化决定了个人的个性,文化的影响比我们原来预想的要大。社会期望和准则塑造了人的性格,使人的心理发生了变化。她在书中提醒读者,我们必须认识到除了性和种族之外,还有文化这个影响因素存在,并且一代代相传,只有社会容不下文化了,它们才会消失。
有缺陷的现代文化
在米德看来,现代美国文化中缺少某种文化潜质,所以它并不比原始部落先进多少。
现代社会里,我们通常认为,男人喜欢球类运动是因为他们的性别更好战,但实际上,男人们之所以这样,是因为他们出生在残酷的“男人战争”之中。同样,我们相信女人更爱孩子,认为她们天生具有养育孩子的天性,但其实,她们只是迫于社会的要求才变成这样的,她们不得不在丈夫外出的情况下照看孩子。做男人就应该这样,做女人就应该那样,我们在做这些假设时,往往忘记了其他文化环境中的人并不是这样。
米德还认为,人类错误地把许多事情归于“传统”,所以忽略了更多的行为可能性,个体如何表现、如何认识社会,都不是固定不变的。她相信,通过学习其他文化,尤其是一些没被现代社会污染的原始文化,能更好认识和探索这些可能性。比如,我们可以根据需要选择什么时候恋爱,什么时候变得有侵略性,什么时候实施性行为,什么时候变得彬彬有礼。
每种文化都有它独特的东西。在文化的指导下,人们会选择一种天性,选择一种价值观,从而选择如何应对这个世界。文化束缚了天性,但不代表文化作用不重要,只是我们需要注意如何利用文化来帮助人类实现天性。文化准则十分重要,因为人们需要文化来对他们进行引导,指导他们如何健康地生活。不过,文化具有独特性并不意味着文化分优劣,而是说我们能从不同的文化里学到不同的东西。
特立独行的女性
实际上,米德本人从她自己的研究学到了许多东西,例如,她利用从原始部落学到的方法教育女儿。米德还招募了一名医生作为她女儿的儿童医生,按照原始的方式,根据要求进行母乳喂养。
因为二战爆发,战火蔓延,米德无法进入南太平洋地区继续进行研究,所以米德开始研究自己的本国文化。她开始研究与战争有关的现象,比如研究如何振作士气,研究食物供给。1942年,她甚至写了一本关于美国国民个性的书。战争结束后,米德为美国军方工作了很久,研究前苏联人对政府的反应,以便预测他们下一步的行动。
米德变得非常有名,她周游各种地方,作了无数演讲,并在大学里任职。整整50年,从1928年直到1978年去世,她都在继续她的研究。她写了20本书,获得了28个荣誉头衔,还在去世后获得了总统自由勋章。并且,米德是许多政治事业的拥护者,她反对贫困和种族制度,支持女权运动。
米德的工作揭露了现代社会中性生活的弊病,而她自己,也是一个非传统的、特立独行的女性。在现实生活中,她接连与不同的男人结婚,而且还有自己的同性“亲密爱人”,另一个著名的人类学家露丝。在她眼里,一个人可以喜欢不同的人,这没什么大不了。不同类型的喜欢奠定了不同类型的关系,或者说起着不同的作用。或许,因为米德本人既不是异性恋也不坚持一夫一妻,所以,她强调在其他文化里,这种现象很常见,并且,保持多样化的关系会使社会关系更加稳定和健康。
在某种意义上,米德有些像伟大的哲学家卢梭,两人都认为人类有非常不同的独立的天性。卢梭认为,随着文明的发展,人类天性会被重新锻造,而且通常变得更糟糕。人工秩序对人类性格的塑造,束缚了人类的潜质。
最近我看了叶永烈所写对的《科学家故事100个》。我十分喜欢里面的每一个故事,因为每一个故事都十分精彩,每一位科学家都令我敬佩。
我最喜欢里面的阿基米德。阿基米德是古希腊学者,他一生为科学做出了很多贡献,其中最为著名的是他发现了杠杆定律和阿基米德定律,确定了许多物体表面积和体积的计算方法,并设计了很多种机械和建筑物。
书中提到,当罗马士兵闯入叙拉古城时直奔阿基米德的住所想把他杀掉。
当罗马士兵一脚踢掉阿基米德的房门,当时的他正聚精会神的看着地上的几何图形,毫无察觉士兵的到来。
这位老科家从数学的迷梦中惊醒才明白发生了什么。但他毫无惧色,用手推开了剑,对士兵说:“等一下杀我头,再给我一会功夫!”原来他想把这道难题解决,不像留给后人。屠刀只能砍下阿基米德的脑袋,却砍不掉他献身科学的精神。
阿基米德为什是么能够这样呢?是强烈的爱国心铸就了他献身科学事业无私无畏的精神。这种强烈的爱国心,不正是我们当今青少年应该具备的吗?
兴凯湖乡中学 孙学楠
使学生知道和感受了浸在液体中的物体受到向上的浮力,并通过自主探究得到用弹簧测力计测量浮力的方法(二次称重法);通过探究得出了阿基米德原理,通过引导知道了阿基米德的适用范围;经历了猜想、设计、实验、结论的过程,并在探究活动中体现了相互合作精神。
纵观整节课:突出了阿基米德原理的得出过程。对于设计环节中收集所排开液体的这一难点,通过实验让学生知道G排=F浮,从而得出结论。
这节课设计成探究课,旨在改变课堂教学模式,还学生为课堂的主体,以教师为主导完成教学过程。让学生在“做中学”,亲身感受和体验,提高教学实效。也落实了从生活走向物理,从物理走向社会的新理念。物理是以实验为基础的学科,本节课以实验探究为主要模式,体现了学科特点。为了落实标准中对学生学实验的要求,我做了一下几点:
1.尽可能的安排学生实验,让学生自己去做,同时在动脑筋,有一个动脑筋的过程,又动脑筋又自己做。他自己做,他的整个做实验过程有亲身的体验,那么他对这个实验的理解,可能就要比听老师讲深刻得多,尽管可能花得时间要多一些。因此,如果我们把这个观念转变过来,让学生自己做实验,做实验时让学生记录实验数据,实验现象,并根据实验数据分析、归纳、得出结论。然后学生之间互相交流,评估。
2.在学生做实验的过程当中,加强对学生做实验过程的评价,但实际上这有一个很大的问题,这个问题就是,学生缺乏实事求是的态度,缺乏一个科学的态度。而物理实验,有时候是毫厘之差,就差之千里,看起来只是小数点后面一位,或者两位的差异,可能得到的结论就不一样。对这样一种普遍的现象,我们教学的时候,要注意去评价学生,去纠正学生这样一些不科学的实验态度,那么对学生科学的去做试验就非常有帮助。物理是一门贴近生活的科学,在做学生和演示实验时我的实验器材尽可能的让学生和自己从现实生活中获取一些简单的自备实验器材。
张瑞祥
武汉市江夏区庙山长城中学
430200
教材内容:
人教版八年级物理下册第十章第二节《阿基米德原理》 教材分析:
阿基米德原理是初中物理教学的重要内容,在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用。学好这部分内容既有利于深入理解液体压强、压力、二力平衡和二力合成等知识,又为进一步学习机械效率打好了基础。由于这部分内容涉及到的计算公式比较多,内容又有一定的难度,学生学起来总有种望而生畏的感觉。因此,教学过程中我注重学生对知识的理解,通过实验、推理等方法,努力激发使这一部分教学不枯燥,争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。
教学目标:
知识与技能
1.通过探究学习,理解浮力的大小等于什么 2.知道阿基米德原理 过程与方法
通过几个连续的探究活动,让学生理解什么是浮力,学会探究物理问题的基本方法──实验法、推导法,熟练应用控制变量法、转换法、对比法、排除法解决不同的物理问题。
情感态度与价值观
通过探究活动的开展,让学生体会物理研究方法的多样性 教学重点:阿基米德原理的探究 教学难点:阿基米德原理的探究方法设计
学情分析:学生对于日常生活中所积累的浮力知识非常多,有些探究活动完全可以放手给学生,以解决课时紧张的问题。
方法运用:运用运用实验法对浮力的存在、阿基米德原理进行探究;运用排除法、推导法确立与浮力大小相关的因素。
教具:(每组学生都有)弹簧秤、木块、石块、水槽、矿泉水瓶多个、体积相等的铜块和铝块、溢水杯、小筒、牙膏皮、塑料袋多个、烧杯大小各一个、量筒、剪刀等,课件。
教学过程:
一、情境导入,问题驱动
1.教师出示两个等大的小球:一个为白色乒乓球,一个为黑色铁球。设问1.1 把两个小球浸没在水中,会看到什么现象?(学生回答)实验一实验演示,验证学生的回答。
设问1.2 为什么乒乓球会浮上来,铁球会沉下去? 学生猜想1.1 乒乓球更轻,铁球更重。
学生猜想1.2 轻的物体都会浮上来,重的物体都会沉下去!教师将学生的猜想稍作整理后写在黑板上。
还总结出了“轻的物体都会浮上来,重的物体都会沉下去”这一“规律”。
设问1.3 是不是“重的物体一定会沉下去,轻的物体一定会浮上来?” 2.学生实验
教师:下面注意你们桌上的小铁块和木块,你们用弹簧秤分别称一下它们的重量后都浸在水中,可以得出什么结论?
实验二学生实验后笑着否定了猜想1.1和猜想1.2。
教师:同学们通过实验否定了上述自己的猜想。物体“浮起来”还是“沉下去”与物体的重量无关。实际上,一个完全不会游泳的人跳到深水里会怎样(学生笑着回答)?但根据你们语文课本上的“死海不死”知识,他跳到“死海”里却是另一番情景了。(后记:学生对语文这一不同学科的知识迁移很有兴趣)。
出示课件“死海不死”,引导学生观看课本插图。
教师:为什么人在“死海”中“不死”及“为什么乒乓球会浮上来,铁球会沉下去?”这就是我们本章所要讨论的话题──“阿基米德原理”。
二、引导学生定性研究浮力 指导学生做“称重法测浮力”实验。
实验三学生做“称重法测浮力”实验,教师指导。
设问2.1 刚才同学们实验时有两种不同的测试步骤:先在空气中测铁球重量和先在水中测铁球重量。这两种做法有什么不同,有什么后果?
引导学生思考,解决学生实验中存在的错误。
设问2.2 铁球在空气中和水中时,弹簧秤的示数变化说明了什么?你能试着得出什么结论? 学生猜想2.1 在水中的铁球受到了一个向上的力。学生猜想2.2 在水中的铁球变轻了。
引导学生由G=mg=ρgV证明猜想2.2的不正确性;请出支持猜想2.1的同学来说明理由。用受力分析来引导归纳浮力的定义,再由此引导出F浮=G-F′。用平衡力的知识,明确浮力的作用点和方向。教师由F浮=G-F′引出的实验是用弹簧秤两次称重量法求浮力,给出“称重法”求浮力的定义。
三、对影响浮力大小因素的探讨
教师:我们现在来研究浮力的另一因素:浮力的大小,看看浮力的大小与哪些因素有关?
实验四(溢水杯盛满水,水面上有一空金属盆,溢水口处下方置一烧杯)往空盆中逐渐加入小石块,可看到溢出的水越来越多。
学生(看到石块越多,物体越重却未下沉,则说明浮力越大)交流、讨论。猜想3.1 物体的重量(质量)越大,浮力越大; 猜想3.2 浮力的大小与浸没的体积有关; 猜想3.3 浮力的大小与物体排开的水的体积有关。
教师:这个实验是历史上“曹冲称象”的简单模型(讲述“曹冲称象的启示”)。刚才同学们的猜想3.1的浮力的大小与物重有关,是不是这样呢?不同猜想的支持者相互讨论一下,然后自己动手做一下实验。
(1)逐渐用手向下按木块,观察溢水量,同时体会这只手的感觉(如图2所示)。
(2)两个一样大小的小球(一个为铁球,一个为橡皮泥球),“称重法”比较两者浸在水中所受的浮力的大小。
引导学生归纳(否定学生猜想3.1)浮力的大小与物体的质量无关,而与排开的水的多少有关。
四、浮力大小定量分析
教师:我们已经知道,浮力的大小与排开的水的多少有关,到底是什么关系呢?下一个实验要研究这一问题的,有两个小问题:(1)浮力的大小;(2)排开水的多少(如何衡量多少?)。
设问4.1 请同学们看看,①需要哪些实验器材?②实验步骤如何设计?
学生交流讨论,教师提示:①称重法测浮力实验的步骤可不可以颠倒?②如何测水的多少? 在教师的引导、启发下学生选定器材,制定实验方案。
学生的选用不同的器材方案:①选用了量筒;②选用了天平;③系好了绳子的小烧杯。
两种略有不同的实验方案:一种为以m排水、G排水来衡量水的多少,另一种为V排水来衡量水的多少。实验六浮力的大小与排开的水的多少的关系研究。
学生实验,教师在旁指导。(后记:大部分学生是用G排水来衡量水的多少,且他们是用量筒测体积,利用了公式G排水=ρ水gV水)实验结果:
①浮力F的大小与V排水成正比; ②浮力F的大小与m排水成正比; ③浮力F=G排。
引导学生从浮力的方向、大小对前面的实验结果进行归纳、小结: A.浸在水(液体)中的物体受到竖直向上的浮力;
B.浮力的大小等于被物体排开的水(液体)受到的重力的大小。(即阿基米德原理)
五、气体的浮力(略)
六、小结(逐一回顾学生的各猜想)
1.小结:在本节课,我们学到了什么?可以解释什么问题?
2.根据本节课探讨的内容,你对我们黑板上的哪些猜想能得到证实或明确排除? 3.本节课中老师的哪些问题用本节课的内容还无法解决?
教师:对于“为什么乒乓球会浮上来,铁球会沉下去?”。我们现在无法解答,这将是我们后面所要讨论的话题──物体的沉浮条件。请同学们课后自己去交流、讨论、预习一下。
七、作业(课件、实物同时出示)一个两端开口的矿泉水瓶倒立,置一乒乓球(如图3)。一手悬空拿住瓶子,一手往里面快速注入水,乒乓球会怎样?如果用手托住(堵住)瓶口,乒乓球又怎样?自己回去之后反复多做几次,把你的观察到的现象记录下来,同时再查资料试着用自己的语言去解释一下,写一篇小论文。
结束语 这次作业的内容将是我们下节课讨论的问题:“浮力产生的原因”。
板书 设计 1.内容:
浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体的重力。2.表达式: F浮=G排
3.导出式: F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 4.适用范围:液体和气体
作者:张瑞祥
性别:男
年龄: 42岁
职务:教务主任
职称:中学物理高级教师
工作单位:武汉市江夏区庙山长城中学