§10.5物体的浮与沉
一、教学目标与重难点
教学目标
知识与技能
认识各种浮沉现象,并能正确进行受力分析;知道物体浮沉的条件;知道潜水艇和热气球的工作原理;能应用浮沉条件解释有关现象。
过程与方法
通过“纸船载重”、“潜水艇浮沉”、“西红柿悬浮”等现象的体验与探究,会对浮沉物体进行受力分析,通过思考、判断、推理、质疑、辨析等思辨性活动,自主归纳出物体的浮沉条件并能学以致用。
情感、态度
与价值观
通过实践体验和科学探究,领略自然科学的神奇和奥秘,激发并保护学生珍贵的好奇心和探求欲,让他们体验到物理学习的乐趣。通过学习,能解释生活中简单的浮沉现象,体会到物理无处不在,增强物理学习的动力和学好物理的信心。
教学重点
物体的浮沉条件及有关应用
教学难点
各种浮沉状态的辨析以及浮沉过程中受力变化的分析。
教法学法
范式探索
名称:“基于经验,思辨悟理”的“思辨型”物理教学
简述:从学生已有经验或课堂实践经验出发,通过手脑并用的进阶式学习,使学生在分析、判断、质疑、推理、辨析、综合等思辨型学习活动中不断修正、完善并成长经验,逐步构建起科学系统的物理知识结构,发展高阶思维能力和实践能力,培养物理核心素养的教法学法。
流程:1.事实呈现—2.经验生长—3.思辨悟理—4.知行合一
教具媒体
纸船、围棋子、水槽、西红柿、食盐、潜水艇模型、浮沉子、酒精灯、塑料垃圾袋、多媒体设备等。
学生器材
学生实验(25组):水槽一个、烧杯二个、水、食盐若干、筷子一根、白纸一张、玻璃围棋子30个、西红柿一个。
二、教学过程
教学环节
师生活动
设计意图
1.游戏引入
(事实呈现)
8min
1.小游戏(学生活动1):
做一做,比一比,谁折的纸船载重更多?
展示图片:(1)辽宁号航空母舰
(2)我国自主建造的第一艘航母001-A
问题:军舰大小以什么参数为指标?(满载排水量)
活动:用所给白纸折纸船,把围棋子当作重物,比一比,看谁折的纸船载重更多。
分析:纸船受力及状态,载重后的变化,为何下沉。
过渡:纸船下沉了,无法再上浮;有一种船不但能让自己下沉,也能让自己上浮,它就是……
放弃教材探究活动“怎样使物体上浮或下沉”,改用“纸船载重”游戏,从船浮沉和排水量引出课题。是从“船-潜艇-西红柿浮沉-归纳浮沉条件”的整体思路考虑;也是基于学生经验,从熟悉的船漂浮现象入手,直奔浮沉主题。
教学环节
师生活动
设计意图
2.探索进阶
(经验生长)
15min
1.潜水艇是怎样让自己下潜,又是怎样上浮的?
(播放图片和短视频)
(1)潜艇是怎样让自己下潜的,说出你的办法。
(2)潜艇是怎样让自己上浮的,说出你的办法。
(3)潜艇模型演示(请学生参与演示,分析)
2.你能让西红柿象潜艇一样浮沉吗?
(学生活动2)
(1)你觉得西红柿在水中是浮还是沉?试一试。
(2)怎样让西红柿从水中浮起来。做一做。
(3)怎样让西红柿重新沉入水中,在这个过程中有可能让它静止在水中央既不上浮又不下沉吗?这种状态叫什么,它和漂浮的区别是什么?
潜艇浮沉可让学生自主猜测,有纸船载物后下沉的初步经验在先,学生不难猜出改变重力实现浮沉。
用西红柿代替鸡蛋,用透明塑料杯,用盐少,操作方便,效果明显。一是学生体验改变浮力实现浮沉;二是让体验有趣的悬浮;三是潜艇和西红柿分别改变重力和浮力,具有代表性。
3.归纳建构
(思辨悟理)
15min
1.学生自主总结物体的浮沉情况和受力分析。
(1)物体在液体中有哪些浮沉情况?
(2)分析相应的物体受力情况。
一是让学生自主分析,互相补充,讨论纠正;
二是在归纳总结中注意区分平衡态和非平衡态(动态过程)在黑板上画图。
F浮
G
G
F浮
G
F浮
F支
2.关于浮沉条件和受力分析的辨析。
(1)两个物体在水中,重的物体下沉,轻的上浮。
(2)两个物体在水中,浮力大的上浮,小的下沉。
如何设计实验事实进行验证(证实或证伪),提供一个大石球、一个乒乓球、一个大木块、一个小铁钉。
学生在“纸船载物”、“潜艇浮沉”、“西红柿悬浮”三个逐步进阶的活动中积累和发展起来的经验,在此通过思辨性教学得到了生长和升华。
本环节是最重要部分,旨在通过归纳、讨论、辨析等思辨性教学活动,让学生自主“悟理”,自主建构,悟出浮沉条件及相应受力分析,并在思考辨析中深化理解。
4.学以致用
(知行合一)
7min
1.热气球和孔明灯。
(1)播放热气球的视频、孔明灯的图片。
(2)演示实验——用塑料袋模拟热气球升空。
(3)解释热气球上浮的原因。
2.浮沉子。
(1)演示“浮沉子”。
(2)布置学生回家制作,提供小玻璃瓶。
(让学生带着任务、带着问题离开教室。)
从水中浮沉到空气中浮沉;从物理规律回到生产生活,解释现象,学以致用。
“浮沉子”既能激发兴趣,又能锻炼实践能力,但原理更复杂,故作课堂拓展延伸。
课后作业
同步练习