涂振接

在農(nóng)村地區(qū)，初中物理一直是教學的重點和難點。由于教育資源的限制，傳統(tǒng)的教學模式往往難以滿足所有學生的學習需求。在新課標背景下，走班制分層教學作為一種創(chuàng)新的教學方式，為農(nóng)村初中物理教學帶來了新的可能性。

【教材分析】

“阿基米德原理”是滬科版八年級全一冊物理的重要內(nèi)容之一，是浮力知識的核心部分。通過學習阿基米德原理，學生可以深入理解浮力的本質(zhì)和規(guī)律，為后續(xù)學習物體的浮沉條件及應用打下基礎。同時，本節(jié)課還涉及實驗探究和數(shù)據(jù)處理等科學方法，對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和實踐能力具有重要意義。

【走班分層】

（一）分層一：基礎層

學生特點：這一層的學生物理基礎相對薄弱，對阿基米德原理的理解存在一定困難，需要更多的基礎知識和技能的訓練。

教學目標：重點掌握阿基米德原理的基本內(nèi)容，理解浮力產(chǎn)生的原因和大小與哪些因素有關(guān)，能夠解決簡單的計算問題。

教學方法：以教師講解和學生練習為主，適當引入實驗探究，注重學生對基礎知識的理解和掌握。

（二）分層二：提高層

學生特點：這一層的學生物理基礎較好，對阿基米德原理理解較快，渴望深入探究和應用該原理。

教學目標：在掌握阿基米德原理的基礎上，能夠進一步拓展其應用范圍，解決較復雜的計算問題和實踐問題，培養(yǎng)學生的實驗探究和數(shù)據(jù)處理能力。

教學方法：采用探究式學習、小組討論等方式，鼓勵學生自主探究和合作交流，注重學生對知識的應用和創(chuàng)新。

【教學過程】

（一）基礎層教學

1.課程導入

教師在課前準備一個大的透明燒杯、幾塊相同體積的塑料塊和小石塊與適量的水。在教學開始后，教師首先將大燒杯放在桌子上，并倒入適量的水，使水面高度適中。然后，教師拿起塑料塊，輕輕放入燒杯中，讓學生觀察小木塊在水中的浮沉現(xiàn)象。緊接著，教師重復上述步驟，使用不同的小物體逐個放入水中，讓學生觀察它們在水中的浮沉現(xiàn)象。

當小物體放入水中時，學生可以觀察到以下現(xiàn)象：有的小物體浮在水面上，有的小物體沉入水底。這時，教師提出問題：“為什么相同體積的小物體會有不同的浮沉現(xiàn)象？它們的浮力是相同的嗎？”引發(fā)學生思考。

教師引導：通過上一節(jié)課的學習，我們知道這個能讓物體浮在水中的力叫作浮力。在這個燒杯中，我們看到有些物體能浮出水面、有些物體卻沉入水底。這是因為浮出水面物品的浮力大于自身重力，而沉入水底物品的浮力小于自身重力造成的。那么它們產(chǎn)生的浮力是相同的嗎？浮力的大小又與哪些因素有關(guān)呢？這兩個問題的答案則需要同學們在本節(jié)課進行學習探索。

2.阿基米德原理的探究過程

（1）活動一：探究浮力大小與哪些因素有關(guān)

在教師的引導下，學生開始思考浮力的大小可能與哪些因素有關(guān)。他們會提出一些假設，如浮力的大小與物體的大小、形狀、密度，以及液體的密度等有關(guān)。為了驗證這些假設，教師準備了不同大小但重量相同的球形、立方體小塑料塊，相同大小但重量不同的小塑料塊和小鐵塊及不同密度的水和鹽水。

實驗步驟：

①教師將一個重量為50 g的小立方體塑料塊懸掛在彈簧測力計上，記錄下小物體的重力。

②教師將塑料塊的一半放入水中，引導學生觀察彈簧測力計的讀數(shù)變化，使學生發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的讀數(shù)有輕微變小。

③教師繼續(xù)引導學生深入探究，將同一塊50 g的小立方體塑料塊完全浸沒水中，觀察彈簧測力計讀數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的讀數(shù)有較大變化。

接下來，教師引導學生模仿剛才的實驗步驟探索猜想中剩下的條件。有的學生將同一物體記錄重量后，連續(xù)放在水中和鹽水中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的讀數(shù)不同。有的學生將相同大小但重量不同的小塑料塊和小鐵塊放在同一杯水中，觀察彈簧測力計的讀數(shù)變化。通過實驗觀察和數(shù)據(jù)記錄，學生發(fā)現(xiàn)：

①物體所受浮力的大小與物體浸入液體的體積有關(guān)。浸入體積越大，浮力越大。

②物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。液體密度越大，浮力越大。

（2）活動二：探究阿基米德原理

在學生探究了浮力與哪些因素有關(guān)之后，教師通過故事導入開始了阿基米德原理的講解。

公元前245年，赫農(nóng)王命令阿基米德鑒定一個皇冠是否為純金制成。起初，阿基米德面臨的問題似乎無法解決：他不能破壞皇冠來驗證其是否為純金，因為這違反了赫農(nóng)王的命令。他嘗試了各種方法，都無法得出滿意的答案。有一天，他在洗澡時突然得到了靈感。當他進入浴盆，身體浸入水中時，他注意到水從他的身體表面升起。這個簡單的觀察啟發(fā)了他的思考，他意識到浮力與物體排開水的重量有關(guān)。

他做了兩個實驗來驗證他的發(fā)現(xiàn)。首先，他選擇了一個和皇冠重量相同的純金物體，然后將其放入裝滿水的容器中。接著，他又將皇冠放入同一個容器中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，純金物體排開的水量比皇冠排開的水量要少。這就證明皇冠并非純金制成。

教師引導：阿基米德通過洗澡這一日常生活場景，領(lǐng)悟到浮力的原理，并將其應用于實際問題中。這也正是我們本節(jié)課學習的重點內(nèi)容，稍后我們將通過實驗的方式一起深入研究阿基米德原理。

實驗步驟如下：

①教師先用彈簧測力計分別測出金屬塊和空燒杯的重力。

②教師把金屬塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢杯中，用空杯接住從溢杯里被金屬塊排開的水，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)。

③教師用彈簧測力計測出接了水后杯子和水的總重量。

④學生通過這個實驗發(fā)現(xiàn)：被金屬塊排開的水的重量等于金屬塊的重力減去彈簧測力計在金屬塊浸入水中時的示數(shù)。

在實驗的基礎上，教師開始講解阿基米德原理的基本內(nèi)容。阿基米德原理是流體靜力學的基本原理之一，它表明物體在液體中所受的浮力，等于它所排開的液體所受的重力。這個原理適用于任何形態(tài)的流體，并且是流體靜力學的基石之一。通過實驗，學生能夠更加直觀地理解這一原理，并認識到科學知識的實用性和可靠性。同時，實驗過程也培養(yǎng)了學生的觀察能力、思考能力和實踐能力。

3.作業(yè)布置

為了鞏固基礎層學生對阿基米德原理的理解和掌握，教師布置了多項與阿基米德原理相關(guān)的概念理解題作業(yè)，以促使學生對所學知識進行實踐應用和反思。

作業(yè)：概念理解題

（1）解釋阿基米德原理的基本內(nèi)容，并舉例說明其在生活中的應用。

（2）描述物體在液體中所受浮力的原因，并畫出此時物體所受的力。

（二）提高層教學

基于提高層學生物理基礎較好，教師可以靈活調(diào)整本節(jié)課的教學時間，并穿插進全新的教學環(huán)節(jié)，深入探討阿基米德原理在不同情境中的應用。

1.課程導入

與基礎層相同，省略。

2.阿基米德原理的探究過程

與基礎層相同，省略。

3.練習與鞏固

與基礎層相同，省略。

4.阿基米德原理的應用探究

在掌握了阿基米德原理的基本概念和應用的基礎上，學生對更復雜情境中的浮力計算產(chǎn)生了濃厚的興趣。

教師引導：在現(xiàn)實生活中，我們所使用的或需要計算的浮力物品并不會像之前探究阿基米德原理的物品一樣是一個四四方方的金屬塊，它的形狀可能會千變?nèi)f化或有不同的性質(zhì)，那我們應該怎樣計算它們的浮力呢？

教師取出幾塊河邊撿到的鵝卵石交給學生，讓學生設計方案，探求它們所能產(chǎn)生的浮力大小。有的學生試圖通過測量鵝卵石體積，但很快發(fā)現(xiàn)不規(guī)則的鵝卵石并不能通過這種方法計算浮力。另一部分學生通過彈簧測力計使用稱重法很輕易就能得到它們的浮力大小。

教師引導：同學們做得很好，你們很輕松就得到了它們的浮力大小。但你們有沒有想過，如果我們有一個特別大的物體，但并不能造出巨大的彈簧測力計用來測量，你們還有什么辦法嗎？

學生回答：我們可以使用之前學的阿基米德原理，使用排水法進行測量。因為物體的浮力等于排出液體的重力。

教師追問：那同學們可以再試試運用你們的方法探索一下這個小木塊的浮力。

學生使用探索阿基米德原理時的方法進行測量，驚奇地發(fā)現(xiàn)每一次測試出的浮力大小都不同。經(jīng)過一段時間的討論，學生認為這是因為木塊具有吸水性，使用原來的方法并不能計算浮力。隨后學生經(jīng)過探討與設計并結(jié)合教師的引導，將裝有木塊的小燒杯放在溢杯中。通過稱重排出水的質(zhì)量，得到裝有木塊的小燒杯總體的浮力后，又測量了小燒杯單獨的浮力，將二者相減，便得到了木塊自身的浮力。

教師引導：剛才的實驗提醒我們，在現(xiàn)實生活中物品的材質(zhì)、性質(zhì)都可能影響其浮力的大小。因此，在計算浮力時，我們需要充分考慮這些因素，選擇合適的方法進行測量，并考慮到計算的步驟。

5.作業(yè)布置

對于“阿基米德原理”的提高層教學，作業(yè)布置應注重知識實踐和創(chuàng)新能力的提升。以下是基礎層作業(yè)之外添加的作業(yè)：

（1）計算題

一個不規(guī)則石塊的質(zhì)量是1 kg，它完全浸沒在水中水的密度為1000 kg/m3。求這個木塊受到的浮力。

（2）思考題

結(jié)合生活中的實例，探討阿基米德原理在工程技術(shù)中的應用，如船舶設計、建筑結(jié)構(gòu)等，分析其如何利用浮力原理解決實際問題。

【分層教學總結(jié)】

針對基礎層和提高層學生，教師采用了不同的教學方法和策略，旨在滿足不同層次學生的學習需求。對于基礎層學生，教師的重點是確保學生掌握阿基米德原理的基本概念和原理。通過直觀的實驗和簡單的例子，引導學生理解阿基米德原理，并通過適量的練習題幫助他們鞏固所學知識。

對于提高層學生，教師更加注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。通過深入的探究活動和具有挑戰(zhàn)性的問題，引導學生獨立思考和解決問題，鼓勵學生自主探究阿基米德原理在不同情境中的應用，培養(yǎng)他們的問題解決能力和團隊協(xié)作精神。

在本次教學中還存在一些可以改進的地方，在為學生講解阿基米德原理時，我也可以引入更多現(xiàn)實生活中的例子，如船只浮力、潛水艇升降等。這樣既能幫助學生理解原理，也能讓他們明白物理原理在現(xiàn)實生活中的應用價值。

（作者單位：大田縣石牌初級中學）

編輯：溫雪蓮