10.2 阿基米德原理 核心素养教学设计 2025-2026学年人教版八年级物理下册

该初中物理教学设计聚焦阿基米德原理的探究与应用，通过播放阿基米德检验王冠的动画故事导入，回顾浮力与液体密度、浸入体积的关系，引出浮力与排开液体重力定量关系的探究，搭建新旧知识衔接的学习支架。 这份资料以核心素养为导向，突出科学探究（完整实验流程：猜想假设→设计实验→数据收集→分析论证）和科学思维（公式推导F浮=ρ液gV排、区分物体体积与排开体积），结合分组实验测量浮力与排开液体重力，通过误差分析培养严谨态度。助力学生提升实验操作与问题解决能力，为教师提供素养落实的清晰教学路径。

××学校教师集体备课簿 年级 八年级 科目 物理 课时 共 课时 第 课时 课题 第2节 阿基米德原理 主备人 ×× 授课教师 授课班级 授课时间 包级领导 签字 教学 目标 （一）物理观念 1.通过实验探究，明确阿基米德原理的内容，理解浮力的大小与物体排开液体所受重力的定量关系。 2.能准确表述阿基米德原理的公式（F浮=G排），并推导得出F浮=ρ液 gV排，知道原理适用于液体和气体，建立“浮力与排开液体重力相关”的物理观念，初步形成“等效替代”的认知视角。 3.能运用阿基米德原理解释生活中的简单浮力现象（如轮船航行、潜水艇浮沉等），建立物理与生活的联系，体会物理规律的实际价值。 （二）科学思维 1.经历“提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→分析论证→得出结论”的完整探究过程，培养逻辑推理和归纳总结能力，能从实验数据中提炼出物理规律。 2.能区分“物体体积”与“排开液体体积”、“物体重力”与“排开液体重力”的概念，突破认知误区，培养分类、比较、抽象概括的思维方法。 3.能运用阿基米德原理进行简单的浮力计算，学会将抽象的物理规律转化为具体的计算模型，提升模型建构和应用迁移能力。 （三）科学探究 1.能根据探究目的，自主设计实验方案，合理选择实验器材（弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块等），明确实验步骤和测量对象，培养实验设计能力。 2.能规范进行实验操作，准确测量实验数据（物体重力、浸在液体中时弹簧测力计的拉力、空桶重力、桶和排开液体的总重力），记录实验现象，培养严谨的实验操作和数据记录习惯。 3.能对实验数据进行分析、处理，发现浮力与排开液体重力的定量关系，能分析实验误差原因（如溢水杯未装满水、弹簧测力计读数误差等），并提出改进建议，培养科学探究的批判性思维。 4.能在小组合作中交流实验思路、分享实验数据，共同解决实验中遇到的问题，培养合作探究能力和表达交流能力。 （四）科学态度与责任 1.通过了解阿基米德发现原理的历史故事，感悟科学家善于观察、勤于思考、勇于探索的科学精神，培养实事求是的科学态度。 2.在实验探究中，尊重实验事实，不篡改实验数据，能正视实验误差，培养严谨、认真的科学品质。 3.了解阿基米德原理在航海、潜水、气象等领域的应用，认识物理规律对技术进步、社会发展的推动作用，增强学好物理的责任感和使命感，体会“技术—实验—素养”三位一体的物理价值。 教学 重难 点 （一）教学重点 1.阿基米德原理的探究过程，理解原理的内容和公式含义。 2.运用阿基米德原理进行简单的浮力计算和现象解释。 （二）教学难点 1.实验探究中“排开液体重力”的测量方法，突破“溢水杯使用”“数据关联分析”的操作和思维难点。 2.理解“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”的本质，破除前概念误区，建立“等效替代”的思维模型。 3.阿基米德原理公式的推导和灵活应用，尤其是V排与物体体积的区别与联系。 集体备课 二次备课 教 学 过 程 （一）情境导入，激发兴趣（5分钟） 1.播放动画：阿基米德为国王检验王冠是否掺假的故事，提问：“阿基米德为什么能通过洗澡发现检验王冠的方法？洗澡时身体受到的浮力与什么有关？” 2.回顾旧知：引导学生回忆上节课所学“浮力大小与液体密度、物体浸入液体的体积有关”，进一步追问：“浮力大小与这两个因素之间有怎样的定量关系？我们能否通过实验精准找到这个关系？” 3.引出课题：今天我们就通过实验探究，揭开浮力大小的神秘面纱—学习《阿基米德原理》。 4.素养渗透：通过历史故事激发学生的探究兴趣，培养科学探究的意识；通过旧知回顾，引导学生建立知识间的联系，培养归纳梳理的科学思维。 （二）探究新知，落实素养（30分钟） 1.猜想与假设（5分钟） 演示实验：将空饮料罐慢慢按入装满水的烧杯中，引导学生观察：①饮料罐浸入水中的体积越大，排开的水越多；②手感受到的浮力越大。 引导猜想：结合演示现象和旧知，提问：“浮力的大小与排开液体的体积有关，而排开液体的体积越大，排开液体的重力也越大，那么浮力的大小会不会与排开液体的重力有关？” 提出假设：学生分组讨论后，大胆猜想：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开液体所受的重力。 素养渗透：通过演示实验创设情境，引导学生从现象出发进行合理猜想，培养观察能力和科学推理能力，破除“浮力与物体重力相关”的前概念。 2.设计实验（7分钟） 问题引导：“我们如何验证猜想？需要测量哪些物理量？”（引导学生明确：需要测量物体受到的浮力F浮和物体排开液体所受的重力G排）。 实验方法讲解： 测量浮力F浮：采用“称重法”，即F浮=G-F拉（G为物体在空气中的重力，F拉为物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力）。 测量排开液体的重力G排：先测量空小桶的重力G桶，再将物体浸入溢水杯的液体中，让排开的液体全部流入小桶，测量桶和排开液体的总重力G总，则G排=G总-G桶。 器材选择与步骤梳理：引导学生结合实验目的，选择合适的器材，梳理实验步骤（分组讨论，明确分工：操作员、记录员、观察员），强调注意事项：①溢水杯需装满液体，确保排开的液体全部流入小桶；②弹簧测力计使用前需调零，读数时视线与指针相平；③物体浸入液体时，不能接触溢水杯底部或侧壁。 素养渗透：引导学生自主设计实验方案，培养实验设计能力和逻辑思维能力；强调实验规范，培养严谨的科学态度。 进行实验，收集数据（10分钟） 分组实验：学生按设计的方案进行实验，分为两组，一组用清水，一组用盐水（可选），记录实验数据（如下表）。 实验数据记录： 实验要求记录物体重力G/N，物体浸在液体中时弹簧测力计拉力F拉/N，浮力F浮/N，空桶重力G桶/N，桶和排开液体总重力G总/N，排开液体重力G排/N。 教师指导：巡视各小组实验情况，及时纠正不规范操作（如溢水杯未装满、弹簧测力计读数错误等），帮助学生解决实验中遇到的问题，鼓励学生认真记录数据，尊重实验事实。 素养渗透：通过分组实验，培养学生的实验操作能力、合作探究能力和数据记录能力；引导学生正视实验中的问题，培养实事求是的科学态度。 分析论证，得出结论（8分钟） 数据处理：各小组汇报实验数据，教师引导学生计算每组的F浮和G排，对比两者的数值关系。 归纳总结：引导学生发现：无论物体浸入液体的体积如何、液体密度如何，物体受到的浮力大小都等于它排开液体所受的重力，从而验证猜想成立。 得出原理： 内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 公式：F浮=G排。 推导公式：结合G=mg和ρ=m/V，推导得出F浮=ρ液gV排（说明：ρ液为液体密度，V排为物体排开液体的体积，g取9.8N/kg）。 补充说明：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体（如氢气球受到的浮力等于它排开空气所受的重力），拓展原理的适用范围。 误差分析：引导学生讨论实验中存在误差的原因（如弹簧测力计精度不足、排开的液体未完全流入小桶、空气阻力影响等），提出改进建议，培养批判性思维。 素养渗透：通过数据分析和归纳总结，培养学生的逻辑推理和抽象概括能力；通过误差分析，培养科学探究的严谨性和批判性思维。 （三）巩固练习，深化应用（5分钟） 基础题：一个重5N的石块，体积为0.6×10-3 m3，将其浸没在水中，求石块受到的浮力（ρ水 =1.0×103 kg/m3，g=9.8N/kg）。（考查阿基米德原理公式的基本应用） 应用题：为什么轮船能漂浮在海面上？用阿基米德原理解释。（考查原理在生活中的应用，培养物理观念） 拓展题：将同一物体分别浸没在清水和盐水中，受到的浮力大小是否相同？为什么？（考查对ρ液和V排对浮力影响的理解，培养科学思维） 学生独立完成，教师巡视指导，讲解易错点，强调解题规范（公式、单位、步骤）。 素养渗透：通过分层练习，巩固知识，提升学生的应用能力和迁移能力，落实物理观念和科学思维。 （四）课堂小结，梳理提升（3分钟） 学生自主小结：分组讨论，梳理本节课的知识点（阿基米德原理的内容、公式、探究过程）和核心素养收获（实验探究能力、科学思维等）。 教师补充总结：结合核心素养目标，梳理本节课的重点的难点，强调“实验探究是发现物理规律的重要方法”，鼓励学生在生活中善于观察、勤于思考，运用物理知识解决实际问题。 素养渗透：培养学生的归纳梳理能力，强化核心素养意识，升华科学态度与责任。 板 书 设 计 第十章 第二节 阿基米德原理 一.阿基米德灵感的启示：物体浸在液体中的体积等于它排开液体的体积。 二.浮力的大小：F浮=G排=ρ液 gV排 三。浮力计算式的应用。 作 业 设 计 基础作业：完成教材课后习题，巩固阿基米德原理的公式应用和实验探究过程。 探究作业：回家观察生活中利用浮力的实例（如轮船、潜水艇、氢气球等），用阿基米德原理解释其工作原理，撰写简短的探究报告。 拓展作业：尝试设计一个“测量鸡蛋密度”的实验，利用阿基米德原理，写出实验方案和步骤（可选）。 教 学 反 思 1.本节课围绕核心素养目标，设计了“情境导入→猜想假设→实验探究→分析论证→巩固应用”的教学流程，注重学生的主体地位，通过分组实验让学生经历完整的探究过程，有效落实了科学探究和科学思维素养。 2.通过阿基米德的历史故事和生活实例，激发了学生的学习兴趣，培养了科学态度与责任，但部分学生对“排开液体重力”的测量仍存在困难，需在后续教学中通过加强实验操作指导、设计针对性练习，进一步突破难点。 学科网（北京）股份有限公司 $