新课标背景下物理高效课堂教学设计与评价

高效课堂指的是教师在有限的课堂时间内采用科学的教学策略及手段，帮助学生获取丰富的知识，并培养学生形成正确的价值观及情感态度。因此，高效课堂应当将学生作为教学中心，尊重个体差异，从多个渠道促进学生全面发展。新课标指出，教师需通过日常课堂活动发展学生的实践创新能力，并从过去的“传授知识”模式转变为“培养能力”模式，这与高效课堂的教学理念一致。

一、教材分析

“阿基米德原理”为初中阶段物理力学模块的重点学习内容。教材在编排上使用了“实验设计”的教学方式，鼓励学生自主探究，真正参与到物理知识的形成中，进而深刻理解相关原理。由于本节内容中的物理知识较为抽象，学习难度较大，多数学生在最初接触时会存在畏难情绪，难以熟练运用公式定理完成计算。

二、学情分析

学生早在小学阶段就接触过浮力的内容，因此学生在学习本节知识时不会感到十分陌生。但由于小学阶段的浮力知识较为浅显，只能帮助学生从感性层面建立初步认知。通过本节知识的学习，学生能从过去的感性认知转变为理性认知，并运用所学知识进行综合探究，最终在观察、归纳、推理以及总结的过程中实现知识的内化。在之前的课堂学习中学生已经能够运用“称重法”来计算浮力数值，这为本节阿基米德原理的学习奠定了良好的基础。因此，教师需要解决的关键问题为：如何充分调动学生对阿基米德原理的探究兴趣。

三、教学目标

1.学生能够正确解释阿基米德原理，并能够运用该原理解决相关问题。

2.学生能够积极参与到课堂活动中，可以在动手实验中感受物理知识的形成，进而形成核心素养以及探究意识。

3.能够锻炼学生收集信息、整合信息、分享互动的能力，进一步提高学生的概括、分析、观察以及总结能力。

4.引导学生形成团结合作的探究精神以及严谨认真的科学态度。

5.利用物理实验激发学生的创新意识，鼓励学生勇于提出自己的观点。

四、教学重难点

（一）教学重点

1.巧妙借助物理实验科学验证阿基米德原理。

2.精准阐述阿基米德原理的内涵，能够运用该原理解决计算问题。

（二）教学难点

1.学生缺乏基本的观测经验

初中物理学科与学生的真实生活联系紧密，学生能够在生活中观察到许多“物体浸入液体”的情境，因此其能够从感性层面理解浮力，也能够运用生活经验来解释这一物理现象。但由于学生鲜少关注那一部分被排开的液体，因此其缺乏相关观测经验，进而导致学生在课堂学习中存在认知偏差。为了帮助学生在实验探究环节认真观测排开的液体，教师就需要设计科学的溢水实验，组织学生灵活运用生活经验进行实验验证。

2.学生对概念的理解较为浅显

多数学生在学习本节内容时，容易混淆“重力”与“浮力”的受力对象。实际上，重力指的是排开液体受到的重力，而浮力为物体受到的作用力。由于学生对相关概念的理解较为浅显，导致其难以构建排开液体所受重力与物体所受浮力间的内在关系，只是通过死记硬背的方式背诵公式定理，最终影响整体学习质量。

五、教学过程

（一）导入情境

教师可用一个趣味历史小故事来引出本节学习内容——《真假王冠与阿基米德》。

（设计意图：科学的课堂导入方式能够帮助学生快速进入物理学习的状态。）

（二）新知讲解

●环节一

教师将一个装满水的塑料袋放入水中并保持静止，引导学生分析装满水的塑料袋在水中会受到哪些作用力。学生通过观察可发现：其主要受到浮力与重力两大作用力，且重力与浮力大小相等。此时教师可继续提问：如果我们将这一装满水的塑料袋替换为一个固体物品，那么其本身重力数值还会与浮力保持一致吗？学生结合生活经验能够得出：不一定，物品所受的浮力大小应当与其排出液体的重力相等。

（设计意图：生活化情境能够拉近学生与本节新知的距离，鼓励学生运用生活经验进行探究猜想。结合之前所学的二力平衡内容，学生可发现塑料袋受到的重力与浮力大小相等。但若将其替换为固体物品，学生就需要进行合理猜想，进而设计严谨的实验进行论证推导。）

●环节二

组织学生把一个空的矿泉水瓶放入水中，要求其在反复实验后分析空瓶内浸入水的体积与排除水体积间的大小关系，并认真感受浮力大小。学生经过实验能够得出如下结论：随着空瓶浸入液体的体积逐渐增大，其排出液体的体积也会逐渐增大，这说明空瓶浸入液体的体积应当与其排出液体的体积大小相等。此外，随着空瓶浸入液体的深度越大，则手部感到的作用力越大，这说明空瓶受到的浮力会越来越大。

师：同学们，浮力的大小与哪些因素有关呢？

生：液体的密度以及排开液体的体积。

师：若我们需要精准求出浮力的大小，应当怎样根据上面的两个指标求解呢？（导入探究任务）

最终学生在小组讨论、师生互动中自主参与到知识形成的过程中，进而不断完善自身的探究逻辑，建构系统知识架构。

（设计意图：总结浮力的影响因素，为学生梳理学习思路，并引出本节实验的探究主题，进一步提高课堂教学效率。）

●环节三

将班级学生划分为不同小组，要求各小组学生依托前两个环节的学习经验设计实验方案，深度探究浮力数值与排出液体所受重力间的大小关系（如图1）。为了促进学生深度思考，教师可设计两道探究问题：（1）怎样精准测量浮力的大小？（2）怎样精准测量那部分排出液体的重力数值？根据上节课所学内容，学生可列出浮力的计算公式：F浮=G-F；并使用“G排=G总-G桶”这一原理来测出排开液体的质量。最终学生根据实验方案整合出本次实验需要用到的实验器材：小桶、盛满水的烧杯、石块以及弹簧测力计。

（设计意图：小组讨论能够让学生发现自身的思维漏洞，并了解到其他同学的思考方式，进而不断完善实验设计方案。此外，教师设计的探究性问题也能够帮助学生深化理解课堂知识，进一步锻炼学生的分析概括能力与实验设计能力。）

●环节四

进行实验操作，具体流程如下：第一步，使用弹簧测力计来测定石块的重力数值，并将数据记录在表中G石位置处；第二步，将该石块慢慢放入盛满水的烧杯内，待数据稳定后将测力计数值记录在表中F拉位置处；第三步，使用弹簧测力计来测定小桶的重力数值，并将数据记录在表中G桶位置处；第四步，使用弹簧测力计来测定盛水小桶的重力数值，并将数据记录在表中G桶+水位置处；第五步，依次算出石块排出水的重力数值G排以及其受到的浮力大小F浮。

表1 记录表

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实验结束后教师可组织学生进行交流，最终得出图2所示的推导公式：

（设计意图：学生能够在动手操作中认真观察实验现象，记录实验数据。整个环节充分锻炼了学生信息交流、信息收集以及信息处理的能力，且能培养学生形成严谨认真的科学态度。）

（三）案例分析，充分考查学生对阿基米德原理的掌握情况

【案例一】

（1）将某一物体放入水中后，其的体积浸在水面下，剩余的体积浮于水面。已知该物体的体积数值为300cm3，请大家计算该物体在水中受到的浮力应当为多少N？

（2）将一铁球悬挂在弹簧测力计下，数值显示为9.5N。但若将该铁球放入水中（密度为1.0×103kg/m3）进行测量，其数值显示为8.2N，请大家计算该铁球的密度、体积以及受到的浮力大小。

（教师需为学生展示相关幻灯片，并在学生讨论结束后给出解题思路）

（设计意图：上述两道题目能够帮助学生深度理解本节学习内容，引导学生灵活运用相关公式进行计算，进一步完善学生的核心素养，为后续的课后训练夯实基础。）

【案例二】

再一次为学生展示《真假王冠与阿基米德》的微视频内容，并为学生提供如下已知信息：金匠造出王冠的质量以及该王冠浸入水中后测力计的数值，要求学生据此计算这顶王冠的密度、体积以及其放入水中后受到的浮力大小。最终根据上述信息判断王冠是不是用纯金打造而成。

（学生依托案例信息进行独立思考，并与小组成员分享成果。小组讨论结束后派代表上讲台讲解）

（设计意图：案例二是将教材中的物理知识重新回归至生活中。教师可通过学生的完成成果来评价学生对本节内容的理解情况。此外，小组讨论也能够帮助学生开阔物理学习思维，有效提高学生的语言表达能力与合作交流能力。）

（四）总结归纳

要求学生与同桌两两一组，总结自己学习本节内容后的收获。

（设计意图：鼓励学生自主回顾本节要点，这不仅能够提高学生对新知的记忆，更能够让学生树立物理学习的信心，从而保障课堂教学效率。）

（五）随堂测验

教师使用多媒体为学生展示随堂测验的题目，并要求学生独立完成。

【测验一】

物体浸入液体时受到的浮力应当与其排开液体受到的______大小相等。将一个重量约60g的鸡蛋放入水中后，我们可观察到其慢慢沉入水面下，但若将鸡蛋放入盐水后可发现其只是浮于液面之上。这意味着浮力数值与______有关。

【测验二】

在《真假王冠与阿基米德》的故事中，假设该王冠正常称重时数值为5N，但将其放入水中后进行称重时测力计示数为4.7N，请大家计算王冠在水中受到的浮力应当是______N，其排出液体的重量又应当为______N。

【测验三】

将两个完全相同的铁块完全浸没在水中和煤油中（已知ρ水>ρ煤油），那么（ ）中受到的浮力最大。

A.无法确定 B.一样大

C.水 D.煤油

【测验四】

观察图3，用线将一个小球拴在盛满液体的容器底部，已知该小球的重力是0.2N，而其在水中受到的浮力数值为1.8N，那么线对小球产生的拉力应当为（ ）。

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

（设计意图：四道测验题的难度逐次递进，学生可根据自身学习情况进行解答。）

六、教学启发

（一）优势

本节教学中，教师首先通过一段趣味性高的历史故事导入学习内容，从而有效吸引学生的注意力，并充分调动学生对阿基米德原理的探究欲望。随后，通过小组合作与教师引导的方式，教师带领学生完成“提出疑问→进行猜想→实验设计→实验操作→论证分析→交流评估”这一系列任务，整个过程中教师始终将学生视作课堂主体，引导学生自主探究阿基米德原理。

（二）不足

1.教师在小组讨论期间没有及时为学生提供正向评价。由于课堂时间有限，教师无法对小组活动中的每一位学生进行鼓励与肯定。实践表明，正向评价能够激励学生不断进步，有效提升学生的学习自信。

2.课堂中教师并未给学生提供足够的空间进行实验验证，进而影响到学生创新能力的发展。日后教师可设计更多的自主探究活动，鼓励学生进行实验操作，充分发展学生的创新意识与发散思维，进而推动高效课堂的构建。

七、教学评价

（一）引导学生探索物理规律背后的知识内涵

调研发现，多数初中物理教师在讲解“阿基米德原理”时，只是组织学生进行浅层学习活动，并未带领学生探究逻辑背后的内涵，这显然不利于学生核心素养的形成。因此，笔者在设计本节教学方案时就安排了一系列探究活动，引导学生自主挖掘阿基米德原理背后的相关知识，鼓励学生参与物理知识的生成过程。笔者首先引导学生思考物体在液体中沉浮需满足的条件，继而让学生总结出“物体的密度能够影响其沉浮的状态”这一规律，若该物体的密度等于液体的密度，则其在液体中处于悬浮状态；若该物体的密度大于液体的密度，则其会处于下沉状态；若该物体的密度小于液体的密度，则其会处于上浮状态。随后学生经过受力分析能够发现，悬浮与漂浮状态下物体受到的浮力应当与重力相等，而下沉状态的物体受到的浮力比重力小。当学生了解上述知识要点后，自然而然就能够理解阿基米德原理。

（二）高效教学需设计适宜的课堂问题

随着新课改政策的逐步推进，我国各个地区的小学校均进行了相应的优化与创新。然而很多教师在设置课堂问题时依然存在较大问题。以“阿基米德原理”教学为例，一些教师会直接向学生提问：“浮力会受到哪些因素影响呢？”这一课堂问题的难度较高，且十分抽象，因此无法调动学生的探究欲。因此，笔者在设计课堂问题时，首先为学生营造了具体的探究情境，并引导学生首先思考物体沉浮的条件，随后逐步增加难度，进而提出“物体在水中会受到多大浮力”的问题，让学生对阿基米德原理产生好奇心与探究兴趣。

（三）物理实验需选择合适的探究对象

部分初中物理教师在为学生设计实验方案时，往往将下沉、漂浮的物体作为探究对象，这会让学生的注意力发生转变，过度分析物体体积对浮力大小的影响，而忽视了“排出液体重力”对浮力大小的影响。高效课堂中，教师需要改变研究对象，鼓励学生做出正确的假设。由于古希腊时期阿基米德就是从悬浮物体中获得启发与灵感，因此笔者效仿阿基米德的研究思路，将本次实验探究的对象变成悬浮物体，这样设计的实验方案更利于学生理解。

（作者单位：山东省枣庄市第二十六中学）

编辑：曾彦慧