《物體的浮與沉》教學(xué)設(shè)計(jì)

郭怡伸

【設(shè)計(jì)理念】

以“物理學(xué)的一般探索過(guò)程是通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)，建立模型，提出簡(jiǎn)潔的物理規(guī)律.”為基本指導(dǎo)思想，為了激發(fā)學(xué)生興趣，引入新課時(shí)以實(shí)驗(yàn)為手段吸引學(xué)生的眼球.通過(guò)學(xué)生自主的探究活動(dòng)將看似司空見(jiàn)慣的浮沉現(xiàn)象進(jìn)行深入分析.讓學(xué)生明白看似復(fù)雜的物理原理往往可以用簡(jiǎn)單的物理語(yǔ)言來(lái)表述，物理學(xué)所追求的就是一種簡(jiǎn)潔的美.

【課程標(biāo)準(zhǔn)分析】

課程標(biāo)準(zhǔn)要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道物體的浮沉條件，知道潛水艇浮沉的原理.

課程標(biāo)準(zhǔn)解讀：通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道物體浸沒(méi)在液體中可能出現(xiàn)的狀態(tài)；通過(guò)探究了解控制物體浮沉的方法，并能用控制變量法對(duì)所提出的方法進(jìn)行分析，進(jìn)一步建立理性的推論；通過(guò)探究了解浸沒(méi)在液體中的物體上浮直至漂浮的動(dòng)態(tài)過(guò)程，并通過(guò)交流與合作總結(jié)出物體的浮沉規(guī)律；結(jié)合二力平衡條件，對(duì)物體的懸浮條件和漂浮條件進(jìn)行深入探討；通過(guò)閱讀“潛水艇的浮與沉”，了解物體浮沉條件在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用.

【教材分析】

本節(jié)教材從三個(gè)形狀、體積相同的乒乓球在水中有的下沉、有的浮起來(lái)這一現(xiàn)象出發(fā)，要求學(xué)生研究如何使沉下去的物體浮起來(lái)，如何使浮起來(lái)的物體沉下去這一實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)探究引導(dǎo)學(xué)生思考浮力和重力兩者的關(guān)系，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到結(jié)論，然后用二力平衡條件對(duì)漂浮、懸浮兩種狀態(tài)進(jìn)行分析.

【教學(xué)目標(biāo)】

知識(shí)與能力：

（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察指導(dǎo)物體浸沒(méi)在液體中可能出現(xiàn)的狀態(tài)；

（2）觀察物體上浮與下沉、懸浮的現(xiàn)象，尋找使物體浮與沉的方法；通過(guò)學(xué)習(xí)讓學(xué)生知道物體在液體中的浮沉是由該物體在液體中所受的浮力及其重力之間的大小關(guān)系決定的；知道F浮>G，F(xiàn)浮

（3）理解物體的沉浮條件，能應(yīng)用浮沉條件解釋一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題，知道物體的浮沉條件在日常生活中的基本應(yīng)用.

過(guò)程與方法：

（1）通過(guò)探究，了解控制物體浮沉的方法.

（2）通過(guò)探究和分析，理解物體浮沉的條件，并通過(guò)交流與合作得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

（3）通過(guò)學(xué)生課外活動(dòng)小制作培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力.

情感、態(tài)度與價(jià)值觀：

（1）通過(guò)對(duì)潛水艇的浮沉原理的應(yīng)用，讓學(xué)生體驗(yàn)生活、物理、社會(huì)的緊密聯(lián)系，讓學(xué)生知道學(xué)有所用，使學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)從而更認(rèn)真地學(xué)習(xí)科學(xué).

（2）通過(guò)分組活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生之間相互協(xié)作的精神；通過(guò)制作，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)物理的興趣.

【教法分析】

從生活中觀察物體的浮與沉，在探究實(shí)踐中分析、歸納知識(shí).探究活動(dòng)要重視理論聯(lián)系實(shí)際，能夠體現(xiàn)STS（科學(xué)一技術(shù)一社會(huì)為交集的教育）精神.教學(xué)設(shè)計(jì)能從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)提出問(wèn)題，找尋解決問(wèn)題的方法.教學(xué)過(guò)程中，注意前后知識(shí)的聯(lián)系，重視學(xué)生綜合能力的提高.在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中重視學(xué)生活動(dòng)，給學(xué)生充分的時(shí)間和空間，讓學(xué)生在探究中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題；同時(shí)應(yīng)設(shè)置一些學(xué)生想不到但略動(dòng)腦筋就能解決的、貼近實(shí)際生活的問(wèn)題，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，展示不同的設(shè)計(jì)和解答，讓學(xué)生品嘗到成功的喜悅.

【學(xué)法分析】

本節(jié)重點(diǎn)知識(shí)有：（1）物體的浮沉條件，能夠運(yùn)用物體的浮沉條件解釋生活中的一些現(xiàn)象，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題；（2）浮力的利用主要是潛水艇和熱氣球的浮與沉原理.中考題型主要有填空題、選擇題、計(jì)算題和實(shí)驗(yàn)題為主.學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)注意這兩個(gè)方面的知識(shí).

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

重點(diǎn)：（1）觀察物體的浮與沉現(xiàn)象，知道物體的浮與沉條件；（2）物體浮沉條件的應(yīng)用.

難點(diǎn)：物體的浮沉條件及應(yīng)用.

【教學(xué)準(zhǔn)備】

學(xué)生分組器材：一個(gè)塑料小船，若干玻璃彈珠，兩個(gè)燒杯，水，鹽水，一個(gè)小西紅柿.

教師演示器材：三個(gè)形狀、體積相同質(zhì)量不同的乒乓球，一個(gè)大燒杯，水，潛水艇模型，一個(gè)孔明燈，教學(xué)課件.

模塊一：以乒乓球?qū)嶒?yàn)吸引學(xué)生，創(chuàng)設(shè)合理而新鮮的物理情境，激發(fā)學(xué)生探索未知的興趣.在學(xué)生頭腦中留下一問(wèn)號(hào)：仔細(xì)觀察的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)三個(gè)乒乓球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，這就是學(xué)生需要思考和研究的問(wèn)題.

模塊二：分析影響物體浮沉的條件.讓學(xué)生動(dòng)手操作，在兩杯液體中觀察西紅柿的不同浮沉情況等，通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生將自己的所見(jiàn)、所思展現(xiàn)，提出問(wèn)題，并做合理的猜想與假設(shè).在討論過(guò)程中穿插受力分析以供大家討論，從中獲取有用的信息，從而引入物體沉浮的知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì).

模塊三：探究物體沉浮知識(shí)的應(yīng)用.分層設(shè)置探究目標(biāo)，降低探究難度，提高探究效度.第一步：為了研究“我家的船”裝多少貨最合適？在教師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)輪船吃水線的知識(shí)；第二步：讓學(xué)生在自主探究的活動(dòng)中得到潛水艇的工作原理，改變自身重力從而改變重力和浮力的大小關(guān)系，實(shí)現(xiàn)浮沉；第三步：通過(guò)熱氣球的浮沉，從而進(jìn)一步完善在氣體中受浮力作用的物體浮沉問(wèn)題.滲透物理研究思維觀——在探究中完善，從定性到定量.

模塊四：在鞏固中提高.應(yīng)用物理知識(shí)解釋身邊的現(xiàn)象，體現(xiàn)物理的價(jià)值觀，弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神.

【教學(xué)實(shí)錄】

一、情境導(dǎo)入

教師活動(dòng)：

演示：用手依次將三個(gè)乒乓球置于水槽的水中.提出疑問(wèn)：放開(kāi)手，乒乓球會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

學(xué)生活動(dòng).

學(xué)生回答乒乓球上浮.

思考：3個(gè)外形相同的乒乓球，浸沒(méi)在水中，他們所受的浮力相同，可是，一個(gè)下沉、一個(gè)懸浮、一個(gè)上浮，這是為什么？

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生求知欲，由此引入本節(jié)課的學(xué)習(xí).

二、實(shí)驗(yàn)探究分析受力

活動(dòng)1：請(qǐng)同學(xué)對(duì)這3個(gè)乒乓球做受力分析，注意分析它們之間的異同點(diǎn).

教師活動(dòng)：

提出疑問(wèn)：外形相同的乒乓球，在懸浮和漂浮兩種狀態(tài)，都是浮力等于重力，它們又有什么不同？如何判別懸浮和漂??？提出疑問(wèn)：乒乓球?qū)嶒?yàn)的奧秘在哪里？你是怎么知道的？

學(xué)生活動(dòng)：

對(duì)漂浮、懸浮和沉底3個(gè)狀態(tài)下的乒乓球做受力分析.

懸浮物體全部浸沒(méi)水中，漂浮物體只有部分浸入水中.外形相同的乒乓球，懸浮時(shí)，重力和浮力都比漂浮大.

實(shí)驗(yàn)解密：懸浮的2號(hào)乒乓球重力大于漂浮的3號(hào)乒乓球.

設(shè)計(jì)意圖：浸沒(méi)與浸入（對(duì)比學(xué)習(xí)）.

強(qiáng)調(diào)靜止時(shí)物體受平衡力作用處于平衡狀態(tài)；物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)受非平衡力作用處于運(yùn)動(dòng)的過(guò)程.

活動(dòng)2：區(qū)分水和鹽水.

教師活動(dòng)：

探究：同學(xué)們利用桌上的小西紅柿，如何判斷哪個(gè)是鹽水？哪個(gè)是水？你的判斷依據(jù)是什么？

引導(dǎo)：請(qǐng)同學(xué)對(duì)小西紅柿做受力分析，畫(huà)圖時(shí)要表現(xiàn)它們之間的異同點(diǎn).

用白板展示、評(píng)析學(xué)生的受力示分析圖.

學(xué)生活動(dòng)：把小西紅柿浸沒(méi)在液面下，松手，觀察它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).小西紅柿浸沒(méi)后上浮最終漂浮，小燒杯里裝的是鹽水；小西紅柿浸沒(méi)下沉后沉底，大燒杯里裝的是水.

畫(huà)受力分析圖：上浮 ；漂??；下沉.

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)比學(xué)習(xí).上?。幌鲁?

強(qiáng)調(diào)影響物體浮沉的是物體重力和浮力的大小關(guān)系，不是單獨(dú)的重力或浮力，明確研究對(duì)象的初狀態(tài).

活動(dòng)3：“我家的船”吃水線原理.

教師活動(dòng)：

探究：請(qǐng)先檢查老師送你的船質(zhì)量好不好？往船上加載——玻璃彈珠，裝載好貨物就要漂洋過(guò)海去做生意了.提出疑問(wèn)：每艘船裝多少貨，能平平安安又能利益最大化？

引導(dǎo)：輪船一定是始終漂浮的狀態(tài)，它的受力情況是怎樣的？

引導(dǎo)：展示大輪船的吃水線圖.大輪船也有吃水線，從大輪船的吃水情況，可以判斷輪船載貨的多少.

引導(dǎo)：（小結(jié)）輪船的工作原理以及輪船吃水線的工作原理.

學(xué)生活動(dòng)：齊聲朗讀PPT內(nèi)容：強(qiáng)調(diào)我們研究物體浮沉?xí)r的初狀態(tài)是浸沒(méi)，把船放到水面上，觀察漂浮.漂?。篤排

做練習(xí)：分析輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛?，吃水線的變化.

設(shè)計(jì)意圖：明確研究對(duì)象的初狀態(tài).聯(lián)系實(shí)際：輪船以及輪船吃水線知識(shí).

激發(fā)想象，聯(lián)系實(shí)際，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題，學(xué)以致用.

活動(dòng)4：探究潛水艇的工作原理.

教師活動(dòng)：播放視頻.

引導(dǎo)：這么士氣磅礴的潛水艇在水中上下自如，猶如蛟龍，不禁讓人感嘆我國(guó)的軍事力量如此震撼.我們同學(xué)要刻苦學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，今天強(qiáng)大自己，明天才能強(qiáng)大我們的祖國(guó).

提出疑問(wèn)：潛水艇的工作原理是什么？

指導(dǎo)：學(xué)生使用潛水艇模型.

引導(dǎo)：（小結(jié)）潛水艇的工作原理.

學(xué)生活動(dòng)：齊聲朗讀PPT內(nèi)容，觀察視頻中潛水艇的浮與沉，分小組學(xué)習(xí)物理書(shū)P95“生活·物理·社會(huì)”關(guān)于潛水艇的知識(shí)，指出潛水艇浮沉的奧秘是——改變自身重力.

學(xué)生演示潛水艇模型并解釋浮沉?xí)r潛水艇受到的浮力和重力的大小關(guān)系.

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合學(xué)生實(shí)際：調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神.

多個(gè)切入點(diǎn)同時(shí)解釋潛水艇的工作原理，不同層次的學(xué)生都能展示自己的想法，在學(xué)習(xí)中調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性.

活動(dòng)5：熱氣球-孔明燈.

教師活動(dòng)：播放熱氣球視頻.

引導(dǎo)：認(rèn)識(shí)熱氣球的結(jié)構(gòu).

提出疑問(wèn)：熱氣球的工作原理是什么？如何上??？又如何下降呢？

講解：不僅液體有浮力，氣體也有浮力.熱氣球的結(jié)構(gòu)組成.

引導(dǎo)：小結(jié)熱氣球的工作原理.

引導(dǎo)：氫氣球的工作原理.

演示：放飛孔明燈祈福.

安全教育：由于教室高度不夠高，影響演示效果，在孔明燈的十字叉絲先系一根細(xì)鐵絲，鐵絲下而再系根細(xì)繩，當(dāng)孔明燈上升時(shí)，利用細(xì)繩把它拉到低處，以保證實(shí)驗(yàn)安全.

提出疑問(wèn)：孔明燈上浮時(shí)氣袋內(nèi)的氣體密度有沒(méi)有變化？與外部空氣密度相比的大小關(guān)系是怎樣的？這些內(nèi)容我們下節(jié)課繼續(xù)學(xué)習(xí).

學(xué)生活動(dòng)：齊聲朗讀PPT內(nèi)容，觀察視頻中熱氣球的浮與沉.分小組討論，得出結(jié)論：噴嘴點(diǎn)火加熱，袋內(nèi)空氣受熱膨脹，排出部分氣體，重力減小，浮力大于重力時(shí)，氣球上升；噴嘴火焰熄滅，袋內(nèi)空氣變冷體積減小，外部氣體進(jìn)入氣袋補(bǔ)給，氣袋內(nèi)氣體重力增大，重力大于浮力時(shí)，氣球下降.

氫氣球浮力大于重力，上浮.

觀察孔明燈的上浮現(xiàn)象，思考孔明燈上浮時(shí)的受力情況.

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)環(huán)境，熱愛(ài)生活.

多個(gè)切入點(diǎn)同時(shí)解釋熱氣球的工作原理，不同層次的學(xué)生都能展示自己的想法，在學(xué)習(xí)中調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性.

聯(lián)系實(shí)際生活，為下節(jié)課的學(xué)習(xí)埋下伏筆.

三、知識(shí)總結(jié)

教師活動(dòng)：關(guān)于“物體的浮與沉”，你學(xué)到了什么？

學(xué)生活動(dòng)：讓學(xué)生談學(xué)到了什么.

設(shè)計(jì)意圖：回顧總結(jié).

四、布置作業(yè)

教師活動(dòng)：課后“WWW”第1，2，3題.

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生獨(dú)立完成.

設(shè)計(jì)意圖：鞏固所學(xué)內(nèi)容.

五、板書(shū)設(shè)計(jì)