新課標背景下物理高效課堂教學設計與評價

高效課堂指的是教師在有限的課堂時間內采用科學的教學策略及手段，幫助學生獲取豐富的知識，并培養學生形成正確的價值觀及情感態度。因此，高效課堂應當將學生作為教學中心，尊重個體差異，從多個渠道促進學生全面發展。新課標指出，教師需通過日常課堂活動發展學生的實踐創新能力，并從過去的“傳授知識”模式轉變為“培養能力”模式，這與高效課堂的教學理念一致。

一、教材分析

“阿基米德原理”為初中階段物理力學模塊的重點學習內容。教材在編排上使用了“實驗設計”的教學方式，鼓勵學生自主探究，真正參與到物理知識的形成中，進而深刻理解相關原理。由于本節內容中的物理知識較為抽象，學習難度較大，多數學生在最初接觸時會存在畏難情緒，難以熟練運用公式定理完成計算。

二、學情分析

學生早在小學階段就接觸過浮力的內容，因此學生在學習本節知識時不會感到十分陌生。但由于小學階段的浮力知識較為淺顯，只能幫助學生從感性層面建立初步認知。通過本節知識的學習，學生能從過去的感性認知轉變為理性認知，并運用所學知識進行綜合探究，最終在觀察、歸納、推理以及總結的過程中實現知識的內化。在之前的課堂學習中學生已經能夠運用“稱重法”來計算浮力數值，這為本節阿基米德原理的學習奠定了良好的基礎。因此，教師需要解決的關鍵問題為：如何充分調動學生對阿基米德原理的探究興趣。

三、教學目標

1.學生能夠正確解釋阿基米德原理，并能夠運用該原理解決相關問題。

2.學生能夠積極參與到課堂活動中，可以在動手實驗中感受物理知識的形成，進而形成核心素養以及探究意識。

3.能夠鍛煉學生收集信息、整合信息、分享互動的能力，進一步提高學生的概括、分析、觀察以及總結能力。

4.引導學生形成團結合作的探究精神以及嚴謹認真的科學態度。

5.利用物理實驗激發學生的創新意識，鼓勵學生勇于提出自己的觀點。

四、教學重難點

（一）教學重點

1.巧妙借助物理實驗科學驗證阿基米德原理。

2.精準闡述阿基米德原理的內涵，能夠運用該原理解決計算問題。

（二）教學難點

1.學生缺乏基本的觀測經驗

初中物理學科與學生的真實生活聯系緊密，學生能夠在生活中觀察到許多“物體浸入液體”的情境，因此其能夠從感性層面理解浮力，也能夠運用生活經驗來解釋這一物理現象。但由于學生鮮少關注那一部分被排開的液體，因此其缺乏相關觀測經驗，進而導致學生在課堂學習中存在認知偏差。為了幫助學生在實驗探究環節認真觀測排開的液體，教師就需要設計科學的溢水實驗，組織學生靈活運用生活經驗進行實驗驗證。

2.學生對概念的理解較為淺顯

多數學生在學習本節內容時，容易混淆“重力”與“浮力”的受力對象。實際上，重力指的是排開液體受到的重力，而浮力為物體受到的作用力。由于學生對相關概念的理解較為淺顯，導致其難以構建排開液體所受重力與物體所受浮力間的內在關系，只是通過死記硬背的方式背誦公式定理，最終影響整體學習質量。

五、教學過程

（一）導入情境

教師可用一個趣味歷史小故事來引出本節學習內容——《真假王冠與阿基米德》。

（設計意圖：科學的課堂導入方式能夠幫助學生快速進入物理學習的狀態。）

（二）新知講解

●環節一

教師將一個裝滿水的塑料袋放入水中并保持靜止，引導學生分析裝滿水的塑料袋在水中會受到哪些作用力。學生通過觀察可發現：其主要受到浮力與重力兩大作用力，且重力與浮力大小相等。此時教師可繼續提問：如果我們將這一裝滿水的塑料袋替換為一個固體物品，那么其本身重力數值還會與浮力保持一致嗎？學生結合生活經驗能夠得出：不一定，物品所受的浮力大小應當與其排出液體的重力相等。

（設計意圖：生活化情境能夠拉近學生與本節新知的距離，鼓勵學生運用生活經驗進行探究猜想。結合之前所學的二力平衡內容，學生可發現塑料袋受到的重力與浮力大小相等。但若將其替換為固體物品，學生就需要進行合理猜想，進而設計嚴謹的實驗進行論證推導。）

●環節二

組織學生把一個空的礦泉水瓶放入水中，要求其在反復實驗后分析空瓶內浸入水的體積與排除水體積間的大小關系，并認真感受浮力大小。學生經過實驗能夠得出如下結論：隨著空瓶浸入液體的體積逐漸增大，其排出液體的體積也會逐漸增大，這說明空瓶浸入液體的體積應當與其排出液體的體積大小相等。此外，隨著空瓶浸入液體的深度越大，則手部感到的作用力越大，這說明空瓶受到的浮力會越來越大。

師：同學們，浮力的大小與哪些因素有關呢？

生：液體的密度以及排開液體的體積。

師：若我們需要精準求出浮力的大小，應當怎樣根據上面的兩個指標求解呢？（導入探究任務）

最終學生在小組討論、師生互動中自主參與到知識形成的過程中，進而不斷完善自身的探究邏輯，建構系統知識架構。

（設計意圖：總結浮力的影響因素，為學生梳理學習思路，并引出本節實驗的探究主題，進一步提高課堂教學效率。）

●環節三

將班級學生劃分為不同小組，要求各小組學生依托前兩個環節的學習經驗設計實驗方案，深度探究浮力數值與排出液體所受重力間的大小關系（如圖1）。為了促進學生深度思考，教師可設計兩道探究問題：（1）怎樣精準測量浮力的大小？（2）怎樣精準測量那部分排出液體的重力數值？根據上節課所學內容，學生可列出浮力的計算公式：F浮=G-F；并使用“G排=G總-G桶”這一原理來測出排開液體的質量。最終學生根據實驗方案整合出本次實驗需要用到的實驗器材：小桶、盛滿水的燒杯、石塊以及彈簧測力計。

（設計意圖：小組討論能夠讓學生發現自身的思維漏洞，并了解到其他同學的思考方式，進而不斷完善實驗設計方案。此外，教師設計的探究性問題也能夠幫助學生深化理解課堂知識，進一步鍛煉學生的分析概括能力與實驗設計能力。）

●環節四

進行實驗操作，具體流程如下：第一步，使用彈簧測力計來測定石塊的重力數值，并將數據記錄在表中G石位置處；第二步，將該石塊慢慢放入盛滿水的燒杯內，待數據穩定后將測力計數值記錄在表中F拉位置處；第三步，使用彈簧測力計來測定小桶的重力數值，并將數據記錄在表中G桶位置處；第四步，使用彈簧測力計來測定盛水小桶的重力數值，并將數據記錄在表中G桶+水位置處；第五步，依次算出石塊排出水的重力數值G排以及其受到的浮力大小F浮。

表1 記錄表

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實驗結束后教師可組織學生進行交流，最終得出圖2所示的推導公式：

（設計意圖：學生能夠在動手操作中認真觀察實驗現象，記錄實驗數據。整個環節充分鍛煉了學生信息交流、信息收集以及信息處理的能力，且能培養學生形成嚴謹認真的科學態度。）

（三）案例分析，充分考查學生對阿基米德原理的掌握情況

【案例一】

（1）將某一物體放入水中后，其的體積浸在水面下，剩余的體積浮于水面。已知該物體的體積數值為300cm3，請大家計算該物體在水中受到的浮力應當為多少N？

（2）將一鐵球懸掛在彈簧測力計下，數值顯示為9.5N。但若將該鐵球放入水中（密度為1.0×103kg/m3）進行測量，其數值顯示為8.2N，請大家計算該鐵球的密度、體積以及受到的浮力大小。

（教師需為學生展示相關幻燈片，并在學生討論結束后給出解題思路）

（設計意圖：上述兩道題目能夠幫助學生深度理解本節學習內容，引導學生靈活運用相關公式進行計算，進一步完善學生的核心素養，為后續的課后訓練夯實基礎。）

【案例二】

再一次為學生展示《真假王冠與阿基米德》的微視頻內容，并為學生提供如下已知信息：金匠造出王冠的質量以及該王冠浸入水中后測力計的數值，要求學生據此計算這頂王冠的密度、體積以及其放入水中后受到的浮力大小。最終根據上述信息判斷王冠是不是用純金打造而成。

（學生依托案例信息進行獨立思考，并與小組成員分享成果。小組討論結束后派代表上講臺講解）

（設計意圖：案例二是將教材中的物理知識重新回歸至生活中。教師可通過學生的完成成果來評價學生對本節內容的理解情況。此外，小組討論也能夠幫助學生開闊物理學習思維，有效提高學生的語言表達能力與合作交流能力。）

（四）總結歸納

要求學生與同桌兩兩一組，總結自己學習本節內容后的收獲。

（設計意圖：鼓勵學生自主回顧本節要點，這不僅能夠提高學生對新知的記憶，更能夠讓學生樹立物理學習的信心，從而保障課堂教學效率。）

（五）隨堂測驗

教師使用多媒體為學生展示隨堂測驗的題目，并要求學生獨立完成。

【測驗一】

物體浸入液體時受到的浮力應當與其排開液體受到的______大小相等。將一個重量約60g的雞蛋放入水中后，我們可觀察到其慢慢沉入水面下，但若將雞蛋放入鹽水后可發現其只是浮于液面之上。這意味著浮力數值與______有關。

【測驗二】

在《真假王冠與阿基米德》的故事中，假設該王冠正常稱重時數值為5N，但將其放入水中后進行稱重時測力計示數為4.7N，請大家計算王冠在水中受到的浮力應當是______N，其排出液體的重量又應當為______N。

【測驗三】

將兩個完全相同的鐵塊完全浸沒在水中和煤油中（已知ρ水>ρ煤油），那么（ ）中受到的浮力最大。

A.無法確定 B.一樣大

C.水 D.煤油

【測驗四】

觀察圖3，用線將一個小球拴在盛滿液體的容器底部，已知該小球的重力是0.2N，而其在水中受到的浮力數值為1.8N，那么線對小球產生的拉力應當為（ ）。

A.0N B.0.2N C.1.6N D.1.8N

（設計意圖：四道測驗題的難度逐次遞進，學生可根據自身學習情況進行解答。）

六、教學啟發

（一）優勢

本節教學中，教師首先通過一段趣味性高的歷史故事導入學習內容，從而有效吸引學生的注意力，并充分調動學生對阿基米德原理的探究欲望。隨后，通過小組合作與教師引導的方式，教師帶領學生完成“提出疑問→進行猜想→實驗設計→實驗操作→論證分析→交流評估”這一系列任務，整個過程中教師始終將學生視作課堂主體，引導學生自主探究阿基米德原理。

（二）不足

1.教師在小組討論期間沒有及時為學生提供正向評價。由于課堂時間有限，教師無法對小組活動中的每一位學生進行鼓勵與肯定。實踐表明，正向評價能夠激勵學生不斷進步，有效提升學生的學習自信。

2.課堂中教師并未給學生提供足夠的空間進行實驗驗證，進而影響到學生創新能力的發展。日后教師可設計更多的自主探究活動，鼓勵學生進行實驗操作，充分發展學生的創新意識與發散思維，進而推動高效課堂的構建。

七、教學評價

（一）引導學生探索物理規律背后的知識內涵

調研發現，多數初中物理教師在講解“阿基米德原理”時，只是組織學生進行淺層學習活動，并未帶領學生探究邏輯背后的內涵，這顯然不利于學生核心素養的形成。因此，筆者在設計本節教學方案時就安排了一系列探究活動，引導學生自主挖掘阿基米德原理背后的相關知識，鼓勵學生參與物理知識的生成過程。筆者首先引導學生思考物體在液體中沉浮需滿足的條件，繼而讓學生總結出“物體的密度能夠影響其沉浮的狀態”這一規律，若該物體的密度等于液體的密度，則其在液體中處于懸浮狀態；若該物體的密度大于液體的密度，則其會處于下沉狀態；若該物體的密度小于液體的密度，則其會處于上浮狀態。隨后學生經過受力分析能夠發現，懸浮與漂浮狀態下物體受到的浮力應當與重力相等，而下沉狀態的物體受到的浮力比重力小。當學生了解上述知識要點后，自然而然就能夠理解阿基米德原理。

（二）高效教學需設計適宜的課堂問題

隨著新課改政策的逐步推進，我國各個地區的小學校均進行了相應的優化與創新。然而很多教師在設置課堂問題時依然存在較大問題。以“阿基米德原理”教學為例，一些教師會直接向學生提問：“浮力會受到哪些因素影響呢？”這一課堂問題的難度較高，且十分抽象，因此無法調動學生的探究欲。因此，筆者在設計課堂問題時，首先為學生營造了具體的探究情境，并引導學生首先思考物體沉浮的條件，隨后逐步增加難度，進而提出“物體在水中會受到多大浮力”的問題，讓學生對阿基米德原理產生好奇心與探究興趣。

（三）物理實驗需選擇合適的探究對象

部分初中物理教師在為學生設計實驗方案時，往往將下沉、漂浮的物體作為探究對象，這會讓學生的注意力發生轉變，過度分析物體體積對浮力大小的影響，而忽視了“排出液體重力”對浮力大小的影響。高效課堂中，教師需要改變研究對象，鼓勵學生做出正確的假設。由于古希臘時期阿基米德就是從懸浮物體中獲得啟發與靈感，因此筆者效仿阿基米德的研究思路，將本次實驗探究的對象變成懸浮物體，這樣設計的實驗方案更利于學生理解。

（作者單位：山東省棗莊市第二十六中學）

編輯：曾彥慧