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【通识课堂】 跨越时空的科学对话:阿基米德金冠之谜 时间:2025年10月13日     来源: 作者: 编辑:张璐 点击:

当公元前3世纪的科学智慧与现代实验仪器相遇,会碰撞出怎样的火花?在“物理与人类生活”的课堂上,许永红老师和同学们进行了一场跨越两千年的科学对话,通过复原阿基米德原理实验,沉浸式体验科学探索的严谨与趣味

课程以古希腊科学史为脉络,重点讲解了阿基米德在静力学与流体力学领域的奠基性贡献。许老师以众所周知的"金冠之谜"为切入点,生动讲述了阿基米德如何通过排水法鉴定王冠纯度的科学典故,引出了"浸入液体中的物体所受浮力等于其排开液体所受重力"这一著名原理。

随后,课堂进入实验环节。老师逐步演示了阿基米德原理实验的标准操作:如何测量物体在空气中和水中的重量,怎样计算浮力与排开液体所受重力,并详细说明了数据记录的要点和误差控制的办法。同学们分组操作,互相配合,认真记录每一步的实验数据。

实验中,同学们亲手操作测力计、溢水杯、砝码和金属支架等器材,重复千年前的经典推证过程。老师引导同学们思考:“浮力与排开液体的重量究竟有怎样的关系?如果得到的数据和理论值有出入,可能的原因是什么?

实验结果显示,部分小组得出了近乎完美的数据,浮力与排开水的重力数值高度吻合;也有小组的数据出现明显误差。老师借此机会强调了科学实验中误差分析的重要性,并引导同学回顾操作流程、讨论可能引入误差的环节——如水面表面张力未处理、仪器读数偏差或物体未完全浸没等。

课程结束后,同学们纷纷表示这样的教学方式让抽象的原理变得真实可感。一位同学感叹:“之前只觉得阿基米德是个传说中的科学家,但今天自己重复他的实验,才真正体会到科学发现的不易与乐趣。”

老师在总结中提到:“物理不仅是传授知识,更是传递一种科学精神和文化自觉。我们希望学生通过这样的实验,既掌握物理规律,也理解科学背后的历史与人文维度。

本次课程通过将科学史融入实验教学,不仅使同学们掌握了阿基米德原理的基本概念和实验方法,更培养了他们在实践中发现问题、分析问题和解决问题的能力。同学们在亲身体验中深刻体会到,科学并非一蹴而就的真理,而是需要不断探索、不断修正和完善的过程。这种融合历史案例、理论推导与实验验证的教学方式,有效激发了同学们对物理学的热爱和对科学探索的热情,充分展现了通识课程在培养科学素养与创新思维方面的重要价值。

供稿:许永红