《物體的浮與沉》教學設計

郭怡伸

【設計理念】

以“物理學的一般探索過程是通過觀察和實驗積累經驗，建立模型，提出簡潔的物理規律.”為基本指導思想，為了激發學生興趣，引入新課時以實驗為手段吸引學生的眼球.通過學生自主的探究活動將看似司空見慣的浮沉現象進行深入分析.讓學生明白看似復雜的物理原理往往可以用簡單的物理語言來表述，物理學所追求的就是一種簡潔的美.

【課程標準分析】

課程標準要求：通過實驗探究，知道物體的浮沉條件，知道潛水艇浮沉的原理.

課程標準解讀：通過實驗知道物體浸沒在液體中可能出現的狀態；通過探究了解控制物體浮沉的方法，并能用控制變量法對所提出的方法進行分析，進一步建立理性的推論；通過探究了解浸沒在液體中的物體上浮直至漂浮的動態過程，并通過交流與合作總結出物體的浮沉規律；結合二力平衡條件，對物體的懸浮條件和漂浮條件進行深入探討；通過閱讀“潛水艇的浮與沉”，了解物體浮沉條件在科學研究和生產實際中的應用.

【教材分析】

本節教材從三個形狀、體積相同的乒乓球在水中有的下沉、有的浮起來這一現象出發，要求學生研究如何使沉下去的物體浮起來，如何使浮起來的物體沉下去這一實際問題，通過探究引導學生思考浮力和重力兩者的關系，并通過實驗得到結論，然后用二力平衡條件對漂浮、懸浮兩種狀態進行分析.

【教學目標】

知識與能力：

（1）通過實驗觀察指導物體浸沒在液體中可能出現的狀態；

（2）觀察物體上浮與下沉、懸浮的現象，尋找使物體浮與沉的方法；通過學習讓學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系決定的；知道F浮>G，F浮

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

過程與方法：

（1）通過探究，了解控制物體浮沉的方法.

（2）通過探究和分析，理解物體浮沉的條件，并通過交流與合作得出結論，培養學生運用物理知識解決實際問題的能力.

（3）通過學生課外活動小制作培養學生動手實踐的能力.

情感、態度與價值觀：

（1）通過對潛水艇的浮沉原理的應用，讓學生體驗生活、物理、社會的緊密聯系，讓學生知道學有所用，使學生熱愛科學從而更認真地學習科學.

（2）通過分組活動培養學生之間相互協作的精神；通過制作，培養學生熱愛物理的興趣.

【教法分析】

從生活中觀察物體的浮與沉，在探究實踐中分析、歸納知識.探究活動要重視理論聯系實際，能夠體現STS（科學一技術一社會為交集的教育）精神.教學設計能從生活經驗出發提出問題，找尋解決問題的方法.教學過程中，注意前后知識的聯系，重視學生綜合能力的提高.在整個教學過程中重視學生活動，給學生充分的時間和空間，讓學生在探究中不斷發現問題、提出問題、解決問題；同時應設置一些學生想不到但略動腦筋就能解決的、貼近實際生活的問題，讓學生各抒己見，展示不同的設計和解答，讓學生品嘗到成功的喜悅.

【學法分析】

本節重點知識有：（1）物體的浮沉條件，能夠運用物體的浮沉條件解釋生活中的一些現象，解決生活中的實際問題；（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、計算題和實驗題為主.學生在學習過程中應注意這兩個方面的知識.

【重點難點】

重點：（1）觀察物體的浮與沉現象，知道物體的浮與沉條件；（2）物體浮沉條件的應用.

難點：物體的浮沉條件及應用.

【教學準備】

學生分組器材：一個塑料小船，若干玻璃彈珠，兩個燒杯，水，鹽水，一個小西紅柿.

教師演示器材：三個形狀、體積相同質量不同的乒乓球，一個大燒杯，水，潛水艇模型，一個孔明燈，教學課件.

模塊一：以乒乓球實驗吸引學生，創設合理而新鮮的物理情境，激發學生探索未知的興趣.在學生頭腦中留下一問號：仔細觀察的同學會發現三個乒乓球的運動狀態不同，這就是學生需要思考和研究的問題.

模塊二：分析影響物體浮沉的條件.讓學生動手操作，在兩杯液體中觀察西紅柿的不同浮沉情況等，通過鼓勵學生將自己的所見、所思展現，提出問題，并做合理的猜想與假設.在討論過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培養學生的人文素質.

模塊三：探究物體沉浮知識的應用.分層設置探究目標，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？在教師的引導下學習輪船吃水線的知識；第二步：讓學生在自主探究的活動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系，實現浮沉；第三步：通過熱氣球的浮沉，從而進一步完善在氣體中受浮力作用的物體浮沉問題.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.應用物理知識解釋身邊的現象，體現物理的價值觀，弘揚愛國主義精神.

【教學實錄】

一、情境導入

教師活動：

演示：用手依次將三個乒乓球置于水槽的水中.提出疑問：放開手，乒乓球會發生什么現象？

學生活動.

學生回答乒乓球上浮.

思考：3個外形相同的乒乓球，浸沒在水中，他們所受的浮力相同，可是，一個下沉、一個懸浮、一個上浮，這是為什么？

設計意圖：創設情境，激發學生求知欲，由此引入本節課的學習.

二、實驗探究分析受力

活動1：請同學對這3個乒乓球做受力分析，注意分析它們之間的異同點.

教師活動：

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

學生活動：

對漂浮、懸浮和沉底3個狀態下的乒乓球做受力分析.

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

實驗解密：懸浮的2號乒乓球重力大于漂浮的3號乒乓球.

設計意圖：浸沒與浸入（對比學習）.

強調靜止時物體受平衡力作用處于平衡狀態；物體加速運動時受非平衡力作用處于運動的過程.

活動2：區分水和鹽水.

教師活動：

探究：同學們利用桌上的小西紅柿，如何判斷哪個是鹽水？哪個是水？你的判斷依據是什么？

引導：請同學對小西紅柿做受力分析，畫圖時要表現它們之間的異同點.

用白板展示、評析學生的受力示分析圖.

學生活動：把小西紅柿浸沒在液面下，松手，觀察它的運動狀態.小西紅柿浸沒后上浮最終漂浮，小燒杯里裝的是鹽水；小西紅柿浸沒下沉后沉底，大燒杯里裝的是水.

畫受力分析圖：上浮 ；漂浮；下沉.

設計意圖：對比學習.上??；下沉.

強調影響物體浮沉的是物體重力和浮力的大小關系，不是單獨的重力或浮力，明確研究對象的初狀態.

活動3：“我家的船”吃水線原理.

教師活動：

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

引導：輪船一定是始終漂浮的狀態，它的受力情況是怎樣的？

引導：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：（小結）輪船的工作原理以及輪船吃水線的工作原理.

學生活動：齊聲朗讀PPT內容：強調我們研究物體浮沉時的初狀態是浸沒，把船放到水面上，觀察漂浮.漂?。篤排

做練習：分析輪船從長江駛入大海，吃水線的變化.

設計意圖：明確研究對象的初狀態.聯系實際：輪船以及輪船吃水線知識.

激發想象，聯系實際，創設問題，學以致用.

活動4：探究潛水艇的工作原理.

教師活動：播放視頻.

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

提出疑問：潛水艇的工作原理是什么？

指導：學生使用潛水艇模型.

引導：（小結）潛水艇的工作原理.

學生活動：齊聲朗讀PPT內容，觀察視頻中潛水艇的浮與沉，分小組學習物理書P95“生活·物理·社會”關于潛水艇的知識，指出潛水艇浮沉的奧秘是——改變自身重力.

學生演示潛水艇模型并解釋浮沉時潛水艇受到的浮力和重力的大小關系.

設計意圖：結合學生實際：調動學生學習的主觀能動性，弘揚愛國主義精神.

多個切入點同時解釋潛水艇的工作原理，不同層次的學生都能展示自己的想法，在學習中調動學生學習的主觀能動性.

活動5：熱氣球-孔明燈.

教師活動：播放熱氣球視頻.

引導：認識熱氣球的結構.

提出疑問：熱氣球的工作原理是什么？如何上浮？又如何下降呢？

講解：不僅液體有浮力，氣體也有浮力.熱氣球的結構組成.

引導：小結熱氣球的工作原理.

引導：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鐵絲，鐵絲下而再系根細繩，當孔明燈上升時，利用細繩把它拉到低處，以保證實驗安全.

提出疑問：孔明燈上浮時氣袋內的氣體密度有沒有變化？與外部空氣密度相比的大小關系是怎樣的？這些內容我們下節課繼續學習.

學生活動：齊聲朗讀PPT內容，觀察視頻中熱氣球的浮與沉.分小組討論，得出結論：噴嘴點火加熱，袋內空氣受熱膨脹，排出部分氣體，重力減小，浮力大于重力時，氣球上升；噴嘴火焰熄滅，袋內空氣變冷體積減小，外部氣體進入氣袋補給，氣袋內氣體重力增大，重力大于浮力時，氣球下降.

氫氣球浮力大于重力，上浮.

觀察孔明燈的上浮現象，思考孔明燈上浮時的受力情況.

設計意圖：創設環境，熱愛生活.

多個切入點同時解釋熱氣球的工作原理，不同層次的學生都能展示自己的想法，在學習中調動學生學習的主觀能動性.

聯系實際生活，為下節課的學習埋下伏筆.

三、知識總結

教師活動：關于“物體的浮與沉”，你學到了什么？

學生活動：讓學生談學到了什么.

設計意圖：回顧總結.

四、布置作業

教師活動：課后“WWW”第1，2，3題.

學生活動：學生獨立完成.

設計意圖：鞏固所學內容.

五、板書設計