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在理解科学论证内涵的基础上进行教学设计和实践（三篇）

教案一：物理学科《探究浮力大小的影响因素》

课题名称

“探秘浮力：基于科学论证的探究之旅”

一、教学目标

知识与技能

学生能准确阐述浮力的概念，理解阿基米德原理的内容。

熟练掌握通过控制变量法探究浮力大小与液体密度、排开液体体积等因素的关系。

过程与方法

经历“提出问题-作出假设-设计实验-收集证据-论证结论”的完整科学论证过程，提升逻辑思维与实验探究能力。

学会运用数据分析、图表绘制等方法处理实验数据，得出科学结论。

情感态度与价值观

激发对物理学科的探究兴趣，培养严谨的科学态度和团队协作精神。

体会科学论证在解决实际问题中的重要性，增强对科学的认同感。

二、教学重点与难点

重点：运用控制变量法设计并完成探究浮力大小影响因素的实验，理解阿基米德原理。

难点：引导学生在实验过程中进行合理的科学论证，分析实验误差产生的原因。

关键点：通过教师示范和小组合作，让学生掌握科学论证的方法与步骤。

三、教学方法

实验探究法、小组合作法、问题引导法

四、教学过程

（一）情境导入（5分钟）

展示“万吨巨轮漂浮在海面，而小铁钉沉入水底”的图片，提问学生：“为什么质量巨大的轮船能漂浮，而小小的铁钉却下沉呢？浮力的大小到底与哪些因素有关？”通过生活中鲜明的对比现象，引发学生的认知冲突，激发探究欲望，从而导入本节课主题。

（二）知识讲解（10分钟）

讲解浮力的基本概念，结合生活实例，如游泳时感受到的向上托力，让学生直观理解浮力的存在。

简单介绍阿基米德发现浮力原理的故事，引起学生兴趣，同时提出问题：“阿基米德是如何通过科学论证得出浮力原理的呢？”为后续探究埋下伏笔。

（三）实验探究与科学论证（25分钟）

提出问题与假设

引导学生根据生活经验，提出关于浮力大小影响因素的问题，如“浮力大小与物体的形状有关吗？”“与液体的密度有关吗？”等。

组织学生分组讨论并作出假设，例如“浮力大小可能与排开液体的体积有关，排开液体体积越大，浮力越大”，要求学生说明假设的依据，培养初步的科学论证意识。

设计实验方案

教师强调控制变量法的重要性，引导学生针对每个假设设计实验方案。以探究“浮力大小与排开液体体积的关系”为例，指导学生明确实验中需要控制的变量（如液体密度、物体种类等）和改变的变量（排开液体体积）。

学生分组讨论并完善实验方案，教师巡视指导，帮助学生解决设计过程中遇到的问题，如如何测量排开液体的体积等。

进行实验与收集证据

学生按照设计好的实验方案进行实验操作，利用弹簧测力计、量筒、不同形状的物体、不同密度的液体等器材，测量并记录相关数据。

教师提醒学生注意实验操作规范，确保数据的准确性，同时鼓励学生在实验过程中发现问题并尝试解决。

分析数据与论证结论

学生对实验数据进行分析，通过计算、对比、绘制图表等方式，寻找数据之间的规律。例如，分析浮力大小与排开液体体积的数据关系，判断假设是否成立。

各小组汇报实验结果，运用实验数据进行科学论证，得出结论。教师引导其他小组进行质疑和补充，培养学生的批判性思维和科学论证能力。

（四）课本讲解（10分钟）

课本原文内容：展示教材中关于浮力概念、阿基米德原理的描述及相关实验图示。如“浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，并配有简单的实验示意图，展示如何通过称重法测量浮力。

分析

知识点：明确浮力的施力物体是液体，受力物体是浸在液体中的物体；掌握阿基米德原理的公式F_{?μ?}=G_{???}=\rho_{??2}gV_{???}，理解公式中各物理量的含义及单位。

论证体现：教材通过简单的实验演示和逻辑推导，引导学生理解浮力原理，这正是科学论证在课本知识呈现中的体现。教师讲解时，可进一步剖析实验设计的思路和数据处理方法，让学生明白科学知识是如何通过论证得出的。

五、互动交流（15分钟）

小组讨论：提出问题“如果在实验中，弹簧测力计的读数不准确，会对实验结果产生怎样的影响？如何减小这种误差？”，给予学生5分钟时间分组讨论。各小组讨论后，派代表发言，分享小组讨论结果。参考答案：弹簧测力计读数不准确会导致测量的浮力大小出现偏差。可以通过多次测量取平均值、校准弹簧测力计等方法减小误差。

提问回答：教师提出问题“根据阿基米德原理，物体在气体中是否也受到浮力？请举例说明并进行论证。”，邀请学生回答。对于回答正确的学生给予肯定和鼓励，回答不完善的学生，引导其他同学进行补充。参考答案：物体在气体中也受到浮力，例如热气球能够升空，是因为热气球受到空气的浮力大于其自身重力；氢气球松手后会上升，也是因为受到空气浮力的作用。可以根据阿基米德原理，从气体密度和物体排开气体体积的角度进行论证。

六、教材分析