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1、依托科学探究活动培养学生科学素养一一以沪科版“阿基米德原理为例摘要：科学素养是学生发展核心素养的更要组成部分，旨在培养学生的科学思维、批判质疑、勇于探究的精神。同时，科学素养的培养是义务教育阶段物理课程的重要理念，面向全体学生，提高学生科学素养。开展科学探究活动是培育科学素养的IR要途径，在其实的物理课堂中，应注全科学探究活动的设计，让学生经历科学探究过程，切实提升学生的科学素养。本文以“阿基米德原理”为例，以“感知浮力一一探究浮力一一揭秘浮力为主线，通过设计系列问题及进阶实验，培养学生的科学素养。关键词：科学探究，科学亲养，阿基米憔原理引言：在这个科技育速发展的新时代，公众的科学素养是实施驱
2、动发展战略的基础，是国家综合国力的体现，如何提升公众的科学素养成为各国教育界新命题，在义务教育阶段,物理学科对培养学生的科学素养有着重要的作用,并I1.q义务教育物理课程标准3明确指出义务教育物理课程旨在提高学生的科学素养，因此在初中物理课堂中，教师需要精心设计科学探究活动，培养和发展学生的科学探究精神和创新精神，经历完整的思维训练过程，发展学生的科学思维品质，创造合作和交流的契机，锻燃学生的表达能力，与人合作交流的能力与品侦，以达到培养学生科学素养的目标，本文以沪科版阿基米德原理”为例，说明如何通过科学探究活动培养学生的科学素养。一、教学背景阿基米德原理选自沪科版八年级物理第九章第二节。在学
3、习本节课之前，学生己经通过第一节的学习了解了什么是浮力，并学公了利用称重法测址浮力，这些知识和技能为本节课奠定了基础。本节课的教学内容繁杂，教学活动众多，对学生的思维能力要求较高，因此在教学过程中通过设计逻辑性较强的问题链，去激发学生思考从而培养学生的科学思维，并设计进阶实验，UU递进地去探究浮力，在探究的过程中，培养学生批判质疑、勇于探究的科学精神。二、教学目标本节课的教学目标是：经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，发现浮力的大小与液体的密度及排开液体的体枳有关：了解阿基米德的故事，能根据教师演示实验得出V与V相等：能通过实验探究得出F与G的关系。通过情境观察体脸培养浸排浮排学生实险观
4、察和科学猜想的能力：通过交流讨论、实验设计，培养学生自主探究的能力：通过同桌和小组的讨论，培养学生实验归纳能力。以学生臼身体验以及真实生活情境引入课题，激发学生分析研究物理问题的强烈兴趣，促进学生积极参与和主动探究；通过对实验数据分析、归纳得出结论的过程，培养学生合作精神和实事求是的科学精神。三、教学过程（一）创设问题情境，培养学生的科学思维教师演示：将一张伯片放到水里，柏片沉下去.教师：有没有办法让柏片浮上来呢？学生.思.考并展示：将钠片折成船的形状，再放入水中，伯片就能浮在水面上。教师：同一张钿片，放入水中，其运动状态不同，从受力的角度分析在黑板上分析柏片的受力情况），同一张的片所受重力相
5、同,运动状态不同，说明两种情况下所受浮力不同，浮力的大小与哪些因素有关呢？今天我们接若来探究浮力。【设计意图】通过创设真实的问题情境:同一销片在水中出现不同的状态，产牛.认知冲突，从而调动学生学习的积极性，使他们产生学习动机，生成了解未知的需要和探究未知的欲望。（二）注重体验，科学探究1、学生体验：感受浮力学生利用案面上器材，将一个空瓶子放入水中，用手缓慢地将瓶子往水面卜.按年如图1所示，感受浮力的大小变化，学生分享：越向下，需要按压的力越大，说明向上的浮力在变大教册：通过这个实验，你们认为浮力与大小与什么因素有关呢学生猜想：浮力可能与浸在液体中的深度有关、浮力可能与浸在液体中的体积有关。教师
6、：有定学生的猜怛,接着展示人们悠然自得地漂浮在死海上看书如图2.在游泳馆的水面上可以做到吗？教师引导：人之所以能漂浮在死海上，因为死海中的盐分含品较高。人在死海中受到的浮力较大是由什么因素引起的？学生思考并问答：液体的密度。【设计意图】学生通过亲自体验浮力的大小变化，获得生动的感性认识，再运用抽象、理性思维分析引起浮力变化的原因，完成从感性认识到理性认识的飞跃，培养了学生的科学思维。通过展示人在死海中的情况，使学生的原有认知与新内容发生碰撞，激发学生强烈的求知欲。2,设计实验验证猜想(1)浮力是否与液体密度仃关？学生思考并设计实验：改变液体的密度，观察物体所受的浮力是否变化。教师演示：将鸡蛋放
7、入水中，鸡蛋卜沉，往水里加盐，加盐的过程，增大了液体的密度,随着食盐的加入，鸡蛋由静止开始上浮,说明浮力随着液体的密度增加而变大；加盐是增大液体的密度，怎样减小液体的密度呢？进阶实验：我们来忒试往里面加水，会发生什么？学生：鸡蛋又慢慢的沉底1.说明浮力随液体密度的减小而减小.结论：浮力的大小与液体密度有关。(2)浮力的大小是否与浸在液体中的深度及浸在液体中的体积仃关？学生思考并设计实验：改变物体浸在液体中的深度，观察浮力是否变化，改变物体浸在液体中的体积，观察物体所受的浮力是否变化。教师对学生设计的实验进行完善，最终统实验方案：改变物体浸入液体的体积，利用称重法测浮力，浮力等于物体的揖力减弹簧
8、测力计的拉力“通过这个原理我们同样可以验证浮力的大小与物体在液体中的深度是否有关。学生进行实验，实验步骤如图3,并收集数据。分析实验数据：当物体从小部分浸入到大部分浸入再到全部浸入，物体在液体中的体积在变大，浮力跟随变大。当物体完全浸没时，浸没的体积不变，改变浸没深度，发现浮力没有发生变化。结论：浮力大小与物体浸入液体中的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。【设计意图】学生通过积极思考，猜想r浮力的大小可能与哪些因素有关，己经强烈希望去验证自己的猜想，所以给学生展示的机会，让他们自己设计实的，老师再补充完善,最终通过实验得到结论。学生经历了个完整的科学探究过程,过程中学生的手、脑、眼等多个核
9、寸参与，通过观察、记录、分析、讨论去伪存真，了解事物的本质，将感性的认识上升到理性，不仅培养学生的基本技能，更至要的是在交流、讨论的过程中让学生学会批判性的思考问题，培养学生的批判质疑、勇于探究的科学精神.3.V与V的关系阿基米德的启示：西千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想r很久都没有结果.一天，他路进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体枳，不就是物体排开液体的体积吗？教师演示：将物体放入装满水的杯子里，水会溢出来，物体浸在液体中的体积就是物体排开液体的体积。总结：物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关
10、，还与物体排开液体的体枳有关，排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。而与浸没在液体中的深度无关。【设计意图】利用物理学史：阿基米德的故事，激发学牛.学习兴趣，有助于学生了解和掌握物理知识的发现过程，同时向学生传递科学家们的对待科学的严谨态度、创新精神以及献身精神0（）进阶实验，据理论证1、理论分析，培养科学思维通过思维导图的形式将前面内容进行总结如图4,PPT展示图4,教师引导学生进行科学推理.通过问题链的形式,层层递进,最终提出问题：浮力的大小与物体排开液体的重力有什么关系呢？2、科学探究：浮力的大小与棒开液体重力的大小关系教酎j：需要比较这两个力的大小关系就需要分别测量出这两个力
11、,如何测量浮力？学生：用称IR法测量。需要测量物体的全力和物体浸入到液体中弹赞测力计的示数。教册：如何测量排开液体的重力呢？学生思考并提出自己的想法（这里对于学生而言有点困难教师引导：首先我们要收集排开的液体，这里我们需要借助溢水杯，请同学们观察溢水杯的结构，侧边有个溢水口，当我们加水至溢水口相平时，将物体浸入水中，水就会从溢水口排除,我们用个小桶收集排开的水。我们要测量排开液体的重力,就需要测量空杯的重力和空杯与排开液体的总重力.先测Ja哪个更好？学生讨论回答：为/减小实政误差，应该先测用空杯的重力.教师：现在我们确定了实验方案，接下来我们总结一下实验步骤测量物体的重力，空杯的重力溢水杯中装
12、满水,将物体浸入水中，记录弹簧测力计的示数（说明可以浸没.也可以部分浸入）测量杯子和水的总重力学生.分组实验：学生利用不同的液体进行试验，并记录数据。教师：通过数据分析，我们发现：物体所受浮力的大小等于物体排开液体的重力。我们通过多次实验的方法，避免实验的偶然性，得到了个普遍的规律。这个规律就是著名的阿基米德原理.归纳总结出F的计克公式：F4=Gnt=*g【设计意图】通过思维导图的方式总结浮力的两个影响因素，再通过问题处的方式步步推进，最终将两个因素归为一个物理量，并引出问题：浮力与排开液体的重力有什么定量的关系？让学生知其然，知其所以然。通过让学生设计实验，培养了学生开放、创新意识，还加强了
13、知识间的联系，同时也教给学生用科学知识去解决问题的方法，在记录、收集数据的过程中培养学生尊重证据的态度，让他们懂得在科学研究中要让事实说话，用证据来验证。四、总结与反思从以上的教学过程可以发现，整节课都是以学生为主导，圉绕着“提出问题-解决问题-提出新问题”的思路，抽丝剥茧，从感性认知升华为理性认识，从具体现象抽象为理论规律.通过设计递进的科学探究活动，引领学生探究思维的发展，独立完成探究活动，尽量展现科学原始的发现过程，即原创性，为学生的科学素养的提升创造条件。注重科学素养的培养是课程改革的重要理念，在物理教学中，我们要认真思考如何将知识变为素养。在上述“阿基米彼原理教学案例中教师很好地践行了以科学素养指导教学的理念，以科学探究为中心，以巧妙的问题链设计为主线，对培养学生的科学素养做r一次十分有意义的探索和尝试.参考文献：张湛：在物理科技活动中培养学生的科学素养U1.中学物理,2017.35(01):15-16.2)黄脱,李卫东：以“探究阿班米德原理为例读培养学生的科学思维.学术论用，2021(05)：97-99.于雅楠，高嵩：问题蒙动理念下阿基米德原理教学设计物理通报.2019(03)：55-61.4)戴玲册：感悟科学探究凸显思维培褥口.物理教师，2021,42(03)：53-55.
