不同的实验方法验证阿基米德原理

探讨如何用不同的实验方法验证阿基米德原理

探究式教学做为一种教学方法，已经越来越被人们所重视。开展探究教学的形式多种多样，有半探究、全部探究、接受式探究、发现式探究等等。物理是以实验为基础的学科，所以利用实验进行探究教学是常用的方法。开展物理探究实验教学的方法除了可以利用教师自己所设计的一些探究实验外，还有很多途径。如：利用教材中非探究实验里面的一些可供探讨的细节、问题；将教材中的“想想做做”等内容改造成探究实验。“探讨如何用不同的实验方法验证阿基米德原理”的教学设计就是由教材中的演示实验改成的学生探究实验。这个教学设计具体如下：

【教学目标】

加深学生对阿基米德原理的认识，让学生学会物理科学探究的一般方法，提高他们的实践能力、解决问题的能力，培养他们的情感态度与价值观。

【课时安排】

1至3课时。

【教学准备】

1．在每张实验桌上准备一套验证阿基米德原理的实验器。可以用由国家教委教学研究所设计的，设备站统一调拨的J2172型力学实验盒中的仪器进行实验。

2．在教师讲桌上除准备一套与学生一样的实验器外，再准备三套不同的验证阿基米德原理的实验器。这三套仪器可自制或用由设备站统一调拨的实验器。

3．根据教学需要，教师可请专业人士、自制或从网上查询一些录像、课件。

【活动指导】

1．教师先给学生足够的时间，请学生在课前充分思考准备一下如何用不同的实验方法验证阿基米德原理。在这个过程中，教师可提醒学生参考一下书上的演示实验或者去图书馆查询书籍杂志等资料，还可告诉学生如何上百度等网站去搜索他们所需要的信息。

2．按分组实验的标准，在课上2人一组进行实验。教师可先利用实验桌上的实验仪器让学生自己动手验证阿基米德原理。由于这个实验较难，所以在实验过程中教师要充分调动学生自主学习的积极性，并要及时给以引导、点拨。

3．学生做完实验后，教师进行适当地分析归纳和总结迁移。

4．教师和学生共同探讨如何用其它的实验方法验证阿基米德原理。在探讨中可以配合师生的演示实验、录像、课件等。在教学过程中，教师可结合课堂内容适当地讲一下阿基米德原理在社会、科技、生活中的应用。此外，评价阶段要注意对学生在技能、能力、情感与价值观方面的优良表现给以积极地表彰。

【评析】

1．阿基米德原理是教材中的重难点内容，通过这个教学设计可使学生很好地掌握这部分知识。

2．这个教学设计能非常好地培养学生的能力。从大的方面讲，可使学生明白如何通过实验发现、验证一些科学规律，体验一下探究过程，提高科学素养；从小的方面讲，通过实验中的一些问题（如弹簧称的调零、怎样将溢水杯灌满水、自己亲自动手制作一些实验装置），可大大提高他们的实践能力。而且，这个教学设计尤其能锻炼学生收集资料、处理信息的能力。现在网络非常发达，在搜集资料时，也许几乎想搜集到什么就能搜集到什么。笔者在写这个教学设计时，当时在百度网站输入了“阿基米德实验”几个字，马上就找到了“抽水法”等一些取材容易、简单可行的证明阿基米德原理的实验方法（教师在培养学生利用网络学习的能力时也要注意提醒学生文明上网）。另外，一些新的验证阿基米德原理的实验方法在《实验教学与仪器》及《物理教学》等杂志中也有介绍，这样又可以锻炼学生通过书籍杂志等渠道收集资料的能力。此外，学生查询到的一些验证阿基米德原理的实验装置虽然简单，但制作起来对于现在的初中生来讲仍然具有一定的难度，这可以锻炼他们与别人交流合作的能力。

3．阿基米德是希腊化时代的科学巨匠（物理学家、数学家、天文学家和发明家），后人将他与牛顿、欧拉、高斯并称为“数坛四杰”、“数学之神”。在

百度网站上输入“阿基米德的故事”等字样可以找到有关他的很多文章（事实上，学生在通过网上或参考资料查询验证阿基米德原理的实验方法的过程中，有意无意之中就可以看到一些有关阿基米德的资料），教师利用这些资料，结合课堂内容可以较好地培养学生的情感与价值观。如：阿基米德进行科学研究时浑然忘我的沉思者形象，当他面对屠刀临死前的神态话语，也许会给学生以震撼。

此教学设计中的学生分组探究实验，虽然是由教材中的教师演示实验改成，但其具有很强的可行性。因为近年来各校可能都调拨了国家教委教学研究所设计的力学实验盒，而且有的学生还购买了学具。利用这些实验仪器学生至少能够用一种实验方法验证阿基米德原理。事实上现在各校实验室可能都调拨了很多新的教学仪器，而且配备的数量很大。如：J2523型初中光学实验盒、J2479型初中电学实验盒、J8112型照明电路。利用这些仪器可以做很多探究实验。

由于“探讨如何用不同的实验方法验证阿基米德原理”这样的教学设计需要较长的教学时间和一定的实验设备，学校可在一定程度上利用业余时间向学生开放实验室，学生受课外资料的启发，再结合实验室的仪器设备，在老师和其他人的帮助下很可能找出一些好的实验方法验证阿基米德原理。教师也可根据学生情况，灵活处理这个教学设计。如：将其布置成探究性课外作业，给学生较长的时间准备，并在课下与学生多多交流，最后找一个较充裕的时间以论文的形式交流。课下谈话式的教学有时也许更有助于学生的提高。

在探究实验教学中，常常需要利用多媒体辅助教学。现在比较常用的是制作课件、录像。笔者发现通过网络可以比较容易地找到自己所需要的课件（当然有时根据自己的实际情况，需要对查询到的课件做一下改动）。笔者当时在写这个教学设计时，在百度网站输入“阿基米德实验课件”马上就搜索到了不错的免费课件。另外，现在录像器材便宜，摄像技术简单，制作录像比较容易。在实施本教学设计的过程中，为节省课堂时间，教师可将一些不同的验证阿基米德原理的实验方法制作成录像。教师在播放录像时，要注意暂停键等功能键的使用。因为一气儿将录像放完效果可能不好。很多时候，边放边结合录像讲解的效果比较好。

通过教育教学实践，笔者感到学生做探究实验的能力也许经过很短时间的培养就会有大幅度的提高。只要我们有了先进的教育教学理念，素质提高了，在有意无意之中也许就会逐渐找到行之有效的开展探究实验教学的方法。