《浮力》教材分析及教学设计 

一、教材分析

    1.教材的地位及作用

    “浮力”对于初中学生来说，可谓既熟悉又 不熟悉。说熟悉，是因为在日常生活 的积累和在小学自然常识课的学习中，学生对浮力的存在已有了一定的感性认识。说不熟悉，是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性，需要综合运用各方面的知识，如力的测量、重力、二力平衡、二力的合成、密度、压力、压强等重要知识；还需要进行科学 的分析、推理、归纳等，这对初中学生来说是不熟悉的。

   2、教学的重点与难点

教学重点：

（1）通过实验探究认识浮力及其方向，会测量物体所受浮力的大小。

（2）阿基米德原理。　　

教学难点：探究“浮力的大小等于什么”的过程。　

二、教学目标

    1．知识与技能

（1）了解浮力是怎样产生的。

（2）知道浮力的方向。

（3）知道浮力的大小等于什么？

（4）知道浮力的应用。

2．过程和方法

（1）通过观察，了解浮力是怎样产生的。

（2）通过收集，了解浮力是怎样产生的。

3．情感态度与价值观

（1）初步认识科学技术对社会发展的影响。

（2）初步建立应用科学知识的意识。

三、学情分析

　　浮力现象是学生在生活中比较熟悉的，也是他们容易发生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验的作用，迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性。

　　初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力。当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。　

四、教学方法

    本课的教法主要是“开放情境、引导探究”，而学法主要是让学生“亲身体验，在探究中学习”。这节课综合应用目标导学、分组实验、直观演示实验、讲授和讨论并辅以电教多媒体等多种形式的教学方法，提高课堂效率，培养学生对物理的兴趣，激发学生的求知欲望。这已列为《九年义务教育全日制中学物理教学大纲》所规定的初中物理教学目的之一，充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则。教学中创设物理情境让学生参与实验设计，边动手边思考。从实验数据总结出结论以调动学生的积极性。

五、教学程序 （拟分两课时讲解）

１、新课引入：

    课件展示生活中有关浮力的事例:漂浮在水面的轮船、木块、水鸭子、人，浸没在水中的潜水艇等。引导学生提出问题：事例中的轮船、人等为什么会浮在水面上？小组合作学习，尝试分析这些现象的原因。通过讨论交流使学生认识到：这些现象与浮力有关；不仅浸在液体中的物体会受到浮力，而且浸在气体中的物体也会受到气体对它的浮力。然后让学生列举生活中的浮力现象，想了解哪些有关浮力的知识，从而发散学生的思维，引出本节课的课题。　　

２、讲授新课：

任何物理规律的发现和物理理论的建立都离不开实验。这节课主要采用实验的方法来建立浮力的概念。

（1）概念的建立
第一步：演示实验1：黄色乒乓球在液体中缓慢上浮（乒乓球内注入适量的水，容器可用大量筒）设问并讨论乒乓球上升的原因，并说明浮力的方向：竖直向上。
（说明：动态观察、创设情景、激发思维）
演示实验2：金属块在水中下沉
问题一：浸在水中的金属块是否受到浮力的作用？（针对学生思维障碍提出问题，进一步激发思维）
问题二：如何判定金属块是否受到向上浮力的作用？
学生讨论方案，教师演示托力的测量法，类比得出测浮力方案。
第二步：演示实验3：用弹簧秤分别测出金属浸在水中、煤油中的浮力。
第三步：归纳得出浮力的初步概念，指明“浸在”的涵义。指明浮力的单位——牛。（说明：从“浸没”到“浸在”，从水到其它液体，改变实验条件，异中求同比较，提供归纳素材。通过归纳，培养学生从特殊到一般的初步归纳能力。）

（2）浮力的大小

提出问题,引起学生思考。学生通过“想想做做”，找出获得最大浮力的办法。

通过手压易拉罐的方法，体验易拉罐所受浮力的大小跟浸入水中的深度的关系。通过这个“想想做做“的内容为探究活动做铺垫。
（3）探究 浮力的大小等于什么？

阿基米德原理（分四步）
第一步：根据称量法测浮力的演示，猜测决定浮力大小的因素；利用尝试性实验排除无关因素。
从力的三要素角度提出，浮力的大小跟什么因素有关呢？（运用演绎法：因为浮力是一种力，而力具有三要素）
类比：手对物体施加的托力的大小跟施力物体（手）有关，那么，浮力的大小可能跟什么有关呢？
学生猜测可能因素：深度h、物体的密度ρ物、物体的形状、空心与实心、浸入液体的体积V排等。
问题一：这些因素是否都会影响物体受到的浮力呢？我们用什么方法去检验它呢？（引导学生提出用控制变量的方法）
问题二：请设计一个检验F浮与深度h有否关系的实验，并上台演示。
学生实验时，教师应有意识地让学生分析，所设计的实验研究的目的、控制的条件分别是什么。

（学生实验探索并演示，可能出现两种意见：A：将弹簧秤所挂的橡皮泥逐渐浸入水中，发现弹簧秤的示数逐渐减少，证明F浮与h有关，物体浸入液体的深度越大，受到的浮力也越大。B：将弹簧秤所挂的橡皮泥逐渐浸入水中，发现弹簧秤的示数逐渐减少，当橡皮泥完全没入水中后，继续增大深度，发现弹簧秤的示数不变，证明F浮与h有时有关，有时无关。）
师：这两个结论似乎是矛盾的，这说明物体在部分浸没过程中不单单是深度变化，还有更本质的因素有待发现，请同学们进一步观察与比较一下，上述两个过程存在什么差异？再从日常生活中的实例谈起：人进入浴缸的水中后，会感到水的浮力，同时，我们也看到水面上升了，水上升的原因是因为人在水中占据了一定的体积，也就是人排开了一部分的水，人浸入水中的体积越大，人感受到的浮力越大。引导学生使用溢水杯，使学生观察得出F浮与排出液体的多少有关。
第二步：探索F浮与G排液的关系。（放在第二课时讲解）
师：F浮与G排液之间是否存在着确定的数量关系呢？
学生分组实验，分三次测出浮力与排开的水重
  ①铝块全部浸没
   ②铝块部分浸没
  ③铁块全部浸没
比较①、③得出F浮与ρ物无关（扫除学生的又一个思维障碍）
比较①、②、③得出F浮=G排液
第三步：归纳得出阿基米德原理
1．教师演示（并借助于实物投影）在煤油中F浮=G排液
说明：这里采用教师演示的目的只是为了节约时间，也可根据学生的实际，采用让学生分组，分别用不同的液体做实验，再归纳出一般结论的方法。

2．归纳得出阿基米德原理
3．讨论原理的适用范围，简介阿基米德的发现
第四步：简单应用
讲解课本例题，不要直接引入F浮=ρgV排公式，而应根据F浮=G排液来计算。强调应用定律求浮力时，必须搞清两点：一是液体的密度；二是物体浸入液体的体积。
（4）实践性作业
第一道题：能否利用1牛的水产生比1 牛大的浮力？设计一个实验来探索这个问题。
第二道题：设计实验，证明气体中物体也会受到浮力，增强学生探究的能力

第三道题：让学生上网查有关潜水艇的知识，目的是让学生充分应用网络资源，学生从网络中获取知识。

六、反馈和巩固：

　　这节课教学容量大，所以反馈和巩固主要留待课后完成。如果课堂上有剩余时间，可请同学回顾板书内容，归纳出通过本节课学到的测量浮力大小的方法。

七、结束语：

    本课的教学设计，比较适合于大部分学生的实际。如果面对的是一个学生自主探究能力较强的班级，本课还可以采用“自主探究法”组织教学。即由教师提供或由学生任选材料和器材，围绕“浮力的大小跟哪些因素有关？”这个主题，让学生自主猜想，提出假说，自行设计进行探究，让学生到实验室甚至到教室外面去参与自己设计的实践性活动，在实践探究中去总结、发现阿基米德原理等，这些，都是值得尝试的教学方式。
   总之，抓住F浮=G排液这个关键点设计课堂教学，针对学生易出现的思维障碍“对症下药”有意识地运用科学方法来引导学生的思维，最大限度地发挥学生的参与意识，让学生在自主的探索过程中发现新知，尝试创新，发展实践能力是上好这节课的关键所在。