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        基于課程標(biāo)準(zhǔn)的“物體浮沉條件及應(yīng)用”的教學(xué)設(shè)計(jì)

        2016-06-14 23:15:53李素娟,李新鄉(xiāng)
        物理教學(xué)探討 2016年5期
        關(guān)鍵詞:課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)設(shè)計(jì)

        李素娟,李新鄉(xiāng)

        摘 要:以基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念為指導(dǎo),在教學(xué)任務(wù)分析與學(xué)情分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)“物體浮沉條件及應(yīng)用”的特點(diǎn),所設(shè)計(jì)的初中物理“物體的浮沉條件及應(yīng)用”一節(jié)教學(xué)源于課程標(biāo)準(zhǔn)的6條教學(xué)目標(biāo);根據(jù)評價(jià)活動(dòng)設(shè)計(jì)先于教與學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的理念,圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)了由8個(gè)問題、3個(gè)作業(yè)題目組成的評價(jià)活動(dòng);貫徹“目標(biāo)—評價(jià)—教學(xué)”一致性的理念,利用問題引導(dǎo)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)等教學(xué)法設(shè)計(jì)了10項(xiàng)教與學(xué)的活動(dòng)。根據(jù)創(chuàng)設(shè)情境,突破教學(xué)難點(diǎn)的需要,設(shè)計(jì)與制作了“潛水艇沉浮演示器”與“浮沉子”等教學(xué)用具,利用自制的教具所安排的演示實(shí)驗(yàn),有助于突破教學(xué)難點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:課程標(biāo)準(zhǔn);物體浮沉條件;教學(xué)設(shè)計(jì)

        中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2016)5-0071-4

        實(shí)施基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué),在教學(xué)設(shè)計(jì)中要源于課程標(biāo)準(zhǔn)編制學(xué)習(xí)目標(biāo);然后,先于教與學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)檢測學(xué)習(xí)目標(biāo)是否達(dá)到的評價(jià)活動(dòng);最后,設(shè)計(jì)教與學(xué)的活動(dòng)。這樣的逆向教學(xué)設(shè)計(jì),可以使教師帶著問題思考教學(xué),確保學(xué)習(xí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn);確保實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)與評價(jià)的一致性。

        1 教學(xué)任務(wù)分析

        浮力與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系,在生活中應(yīng)用非常廣泛,研究物體浮沉的條件及應(yīng)用,對解決生活中的現(xiàn)象和問題具有重要的作用。阿基米德原理是解決浮力問題常用的方法,對浮力應(yīng)用實(shí)例的分析需要以阿基米德原理為基礎(chǔ),本節(jié)課對輪船、潛水艇、氣球(氫氣球、熱氣球等)、飛艇等生活實(shí)例的分析,可以培養(yǎng)學(xué)生理論指導(dǎo)實(shí)踐的意識(shí),使學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到物理學(xué)的重要性,激發(fā)對科學(xué)的興趣。

        《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》對該內(nèi)容的相關(guān)要求是“運(yùn)用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。例如,了解潛水艇浮沉的原理”。其中,“說明”“了解”都是知識(shí)與技能維度的要求,鑒于我國近幾年在航海(如:航空母艦)方面的發(fā)展,可以激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和自信心,本節(jié)課增設(shè)了“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”維度的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

        2012年人教版物理教材將本節(jié)課內(nèi)容安排在8年級第10章《浮力》,其中,“物體的浮沉條件及應(yīng)用”是第10章第3節(jié)的內(nèi)容。它將重力、二力平衡、浮力等知識(shí)緊密聯(lián)系起來,是對力學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。同時(shí),其內(nèi)容是在浮力、阿基米德原理等知識(shí)之后,是對物體在液體中受到浮力所作的進(jìn)一步探究和延伸,是對浮力知識(shí)的升華。教材內(nèi)容由“物體的浮沉條件”和“浮力的應(yīng)用”兩個(gè)板塊組成,包括3個(gè)“想想做做”,圖文并茂,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和興趣。雖然本節(jié)內(nèi)容與生活實(shí)際密切相關(guān),但是研究不同事物浮沉應(yīng)用的具體方法不同。因此,要求教師要對物體的浮沉問題有全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

        綜上所述,物體的浮沉條件是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。

        2 學(xué)情分析

        在知識(shí)能力方面,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了重力、受力分析、二力平衡、浮力、阿基米德原理等知識(shí),為物體浮沉條件的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。同時(shí),在認(rèn)知方面,學(xué)生對日常生活中的浮沉現(xiàn)象有比較豐富的感性認(rèn)識(shí),也是他們?nèi)菀桩a(chǎn)生興趣的原因。但是,學(xué)生并沒有形成對這些現(xiàn)象深層次的理論上的正確認(rèn)識(shí),而是在有所認(rèn)知的同時(shí)形成了一些模糊甚至錯(cuò)誤的前概念。如:重的物體下沉,輕的物體漂??;大的物體下沉,小的物體漂浮等等,這些前概念對本節(jié)課知識(shí)的構(gòu)建造成了干擾,從而形成了教學(xué)難點(diǎn)。

        3 教學(xué)目標(biāo)

        依據(jù)基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念和上述兩項(xiàng)分析,設(shè)計(jì)出源于課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)目標(biāo):

        ①會(huì)根據(jù)二力平衡條件、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系描述物體的浮沉條件。

        ②了解輪船、潛水艇、氣球和飛艇等物體的浮沉原理。

        ③能運(yùn)用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。

        ④通過觀察物體浮沉的實(shí)驗(yàn),提高觀察和分析能力。

        ⑤在對輪船等工作原理的學(xué)習(xí)過程中,體會(huì)浮力應(yīng)用的社會(huì)價(jià)值。

        ⑥在了解我國古代與當(dāng)代航海方面成就的過程中,增強(qiáng)民族自豪感和自信心。

        4 評價(jià)設(shè)計(jì)

        為檢測教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成,設(shè)計(jì)了“浮沉子”原理分析等2個(gè)題目。

        (1)通過問題1、2及練習(xí)題(1)檢測教學(xué)目標(biāo)①的達(dá)成。

        (2)通過問題3、8及練習(xí)題(1)(2)檢測教學(xué)目標(biāo)②和④的達(dá)成。

        (3)通過問題5~7檢測教學(xué)目標(biāo)③和⑤的達(dá)成。

        (4)通過問題4檢測教學(xué)目標(biāo)⑥的達(dá)成。

        5 教具設(shè)計(jì)

        5.1 潛水艇浮沉演示器

        5.1.1 制作方法

        第一步,用刀片將廢舊塑料瓶的瓶底整齊切下待用;

        第二步,在瓶內(nèi)放一小塊橡皮泥,并用橡皮膠布固定,作為壓艙物;

        第三步,在瓶蓋上分別鉆兩個(gè)孔,將一長一短的兩根塑料管裝入,也用橡皮膠布固定;

        第四步,用橡皮膠布把剛才切下的瓶底固定在原處。

        具體的制作如圖1所示。

        5.1.2 操作方法

        將“潛水艇”放入水中,水就會(huì)從下面的塑料管中流入瓶內(nèi),當(dāng)瓶內(nèi)的水慢慢增多,“潛水艇”就會(huì)慢慢下沉。用嘴從上面的塑料管中慢而均勻地吹氣,潛水艇內(nèi)的水受到空氣的壓力,就會(huì)從下面的管子里排出來,排出的水有一股反作用力,會(huì)推動(dòng)潛水艇慢慢地前進(jìn),“潛水艇”就會(huì)一邊航行一邊上浮。

        5.1.3 設(shè)計(jì)意圖

        潛水艇的工作原理相對比較復(fù)雜,學(xué)生理解相對困難,通過制作模型,能夠幫助學(xué)生更好地理解其工作原理,拉近物理與生活的關(guān)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

        5.2 浮沉子

        5.2.1 制作方法

        第一步,把口服液瓶的瓶蓋拿下,用錐子鉆透后拔出錐子;

        第二步,將小瓶放入槽中,裝上適量水(并滴入1滴紅墨水),蓋上蓋,讓其倒立在水面上,仔細(xì)調(diào)整瓶中的水量,直到它接近全部浸沒在水中的程度,插上塑料吸管;

        第三步,在飲料瓶中裝水至將滿(留一少許空間),再將調(diào)整好的小瓶倒扣放入飲料瓶中,蓋上蓋,如圖2所示。

        5.2.2 操作方法

        擠壓塑料瓶,小藥瓶下沉,松開手,小藥瓶上浮。

        5.2.3 設(shè)計(jì)意圖

        利用身邊的物品進(jìn)行小實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)從生活走向物理的教學(xué)理念,并且“浮沉子”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象新奇,容易吸引學(xué)生的興趣,增加學(xué)習(xí)的樂趣,而且這個(gè)實(shí)驗(yàn)與前面學(xué)習(xí)的大氣壓強(qiáng)有密切聯(lián)系,能幫助學(xué)生提高綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

        6 教與學(xué)的設(shè)計(jì)活動(dòng)

        6.1 利用趣味實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課

        教與學(xué)的活動(dòng)1:教師利用“浮沉子”演示其下沉和上浮,讓學(xué)生仔細(xì)觀察“浮沉子”的神奇之處并描述觀察到的現(xiàn)象。

        現(xiàn)象:瓶內(nèi)的物體可以按照教師的意愿實(shí)現(xiàn)下沉和上浮。

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】教師利用自制的“浮沉子”,演示學(xué)生從未見過的新奇有趣的現(xiàn)象,創(chuàng)設(shè)引發(fā)學(xué)生探究興趣的物理情境,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,培養(yǎng)物理學(xué)習(xí)的興趣。

        6.2 利用實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變前概念,總結(jié)物體的浮沉條件

        教與學(xué)的活動(dòng)2:教師演示不同物體在液體中的不同狀態(tài),讓學(xué)生觀察現(xiàn)象后先獨(dú)立思考,后同伴交流,分析它們的受力情況。教師適當(dāng)點(diǎn)撥,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律。

        演示實(shí)驗(yàn):木塊漂浮,小鐵釘下沉,塑料泡沫塊上浮,雞蛋懸浮。

        問題1:是什么改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?

        【總結(jié)規(guī)律】物體的浮沉條件:

        漂(懸)?。篎浮=G ;下沉:F浮G。

        影響物體浮沉的根本原因是物體所受浮力與重力的大小關(guān)系。

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“從生活走向物理”,利用生活中常見的物體做小實(shí)驗(yàn),在拉近生活與物理關(guān)系的同時(shí),轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤的前概念。提出的問題,有助于引導(dǎo)學(xué)生在分析力與物體運(yùn)動(dòng)關(guān)系的過程中,總結(jié)物體的浮沉條件。

        6.3 利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,探究改變物體浮沉狀態(tài)的方法

        教與學(xué)的活動(dòng)3:先讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):讓橡皮泥漂浮在水面上。

        問題2:根據(jù)阿基米德原理,這樣做成功的原因是什么?

        教與學(xué)的活動(dòng)4:教師出示“潛水艇浮沉演示器”,簡單介紹演示器的構(gòu)造后,演示實(shí)驗(yàn)。先讓學(xué)生觀察、思考,然后教師引導(dǎo),分析影響“潛水艇”浮沉的因素。

        演示實(shí)驗(yàn):潛水艇的浮沉。

        問題3:潛水艇在上浮與下沉過程中,是通過改變什么因素實(shí)現(xiàn)的?

        描述并分析現(xiàn)象:把“潛水艇”放入水中時(shí),它是漂浮在水面上的,當(dāng)水進(jìn)入“潛水艇”時(shí),它開始下沉,當(dāng)水排出時(shí),它開始上浮。在上浮與下沉的過程中,只有潛水艇中水的量發(fā)生了變化,“潛水艇”是通過改變體內(nèi)水的量來改變自身受到的重力,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上浮與下沉。

        教與學(xué)的活動(dòng)5:播放“潛水艇”工作模擬動(dòng)畫,對潛水艇的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行進(jìn)一步的說明:潛水艇的左右兩側(cè)各有一個(gè)水倉,底部有一個(gè)水閥,頂部有一個(gè)氣閥,它可以通過控制水閥和氣閥來進(jìn)行充水和排水。向水艙充水時(shí),水閥就會(huì)打開,潛水艇變重,逐漸潛入水中。當(dāng)水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重時(shí),它可以懸浮在水中。當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時(shí),潛水艇變輕,從而上浮。實(shí)際航行時(shí),在上浮和下潛過程中,潛水艇總要開動(dòng)推進(jìn)器加快上浮和下潛的速度。

        【總結(jié)規(guī)律】改變物體浮沉狀態(tài)的方法:

        (1)物體質(zhì)量不能改變時(shí),改變所受浮力的大?。ǜ淖兣砰_液體的體積,改變液體的密度);

        (2)物體所受浮力不能改變時(shí),改變自身所受的重力。

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】橡皮泥實(shí)驗(yàn)是教材“想想做做”中,改變物體浮沉狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)之一,通過學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn),既能培養(yǎng)動(dòng)手能力,又能為學(xué)習(xí)“改變物體浮沉狀態(tài)的方法”提供支持。問題3引導(dǎo)學(xué)生分析出改變物體所受浮力是改變浮沉狀態(tài)的一種方法;問題4引導(dǎo)學(xué)生分析出改變物體自身的質(zhì)量也是改變浮沉狀態(tài)的一種方法,為下面分析其他實(shí)際應(yīng)用作鋪墊。

        6.4 學(xué)習(xí)新科技,增強(qiáng)民族自豪感和自信心

        教與學(xué)的活動(dòng)6:利用多媒體展示古代鄭和下西洋及現(xiàn)代中國航空母艦的有關(guān)圖片和資料,并進(jìn)行講解,讓學(xué)生認(rèn)真觀看、學(xué)習(xí)。

        問題4:觀看了這些內(nèi)容,有什么感受?

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】利用中國古代與當(dāng)代在“浮力應(yīng)用”方面的成就,增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感與自信心,進(jìn)行愛國主義教育。

        6.5 自主學(xué)習(xí),了解常見物品的浮沉原理

        教與學(xué)的活動(dòng)7:讓學(xué)生自主閱讀“輪船”“氣球和飛艇”兩部分內(nèi)容,教師提出閱讀的任務(wù)要求,留給學(xué)生適當(dāng)?shù)乃伎?、交流時(shí)間。

        問題5:物體的浮沉在生活中還有哪些應(yīng)用?具體是怎么實(shí)現(xiàn)的?

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】教材中所涉及的這兩部分內(nèi)容與生活、科技密切相關(guān),通過閱讀讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物體浮沉的廣泛應(yīng)用,了解改變物體浮沉狀態(tài)的不同方法,同時(shí)讓學(xué)生采取不同的學(xué)習(xí)方式,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式多樣化。

        6.6 課堂練習(xí),內(nèi)化新知

        教與學(xué)的活動(dòng)8:展示懸浮雞蛋的實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象,先獨(dú)立思考,回答系列問題,后小組交流討論,并將結(jié)果反饋給教師。

        問題6:如何讓懸浮在鹽水中的雞蛋下沉(或上浮)?

        問題7:雞蛋下沉(或上浮)的原因是什么?

        教與學(xué)的活動(dòng)9:再次演示“浮沉子”實(shí)驗(yàn),講解制作流程,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)的物體的浮沉條件。先個(gè)人分析“浮沉子”的浮沉原理;后小組合作討論,讓學(xué)生代表說明分析結(jié)果,其他學(xué)生補(bǔ)充。

        問題8:“浮沉子”的浮沉原理是什么?

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】針對本節(jié)課教學(xué)重難點(diǎn),有計(jì)劃、有目的地設(shè)計(jì)上述練習(xí),目的是檢測物體浮沉條件及應(yīng)用的掌握情況,內(nèi)化新知。

        6.7 課堂小結(jié),升華提高

        教與學(xué)的活動(dòng)10:引導(dǎo)學(xué)生先自己思考、總結(jié)這節(jié)課學(xué)到的知識(shí)和其他收獲;后小組討論,然后全班交流。

        (1) 物體的浮沉條件;

        (2) 改變物體浮沉狀態(tài)的方法;

        (3) 物體浮沉的實(shí)際應(yīng)用實(shí)例及原理。

        接著教師結(jié)合三維教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)評與歸納總結(jié)。

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】教師引導(dǎo)學(xué)生從三維學(xué)習(xí)目標(biāo)談本節(jié)課的收獲和體會(huì),既是對本節(jié)課內(nèi)容的總結(jié)升華,又緊扣教學(xué)目標(biāo),保持課程標(biāo)準(zhǔn)與課堂教學(xué)的一致性。

        6.8 課外作業(yè),動(dòng)手動(dòng)腦

        (1)做一個(gè)塑料袋熱氣球。

        (2)解釋湯圓剛放入鍋中時(shí),便下沉到鍋底,煮熟的湯圓就浮起來,如果把涼的湯圓放入鍋中,又沉到鍋底的原因。

        (3)利用多媒體展示“浮筒打撈法”的相關(guān)材料,解釋原因。

        【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】作業(yè)內(nèi)容力爭做到既動(dòng)手,又動(dòng)腦;既能與生活實(shí)際相聯(lián)系,深化對知識(shí)的理解,又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,突出以興趣引導(dǎo)學(xué)習(xí)的理念。學(xué)生通過獨(dú)立完成作業(yè),能夠達(dá)到對物體浮沉條件及應(yīng)用的復(fù)習(xí)鞏固。

        參考文獻(xiàn):

        [1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.

        [2]彭前程.義務(wù)教育教科書八年級下冊[M].北京:人民教育出版社,2012.

        [3]李新鄉(xiāng),張軍朋.物理教學(xué)論(第二版)[M].北京:科學(xué)出版社,2009.

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