《密度的測定》教學設計

魏櫻

摘 要：物理實驗是物理教學極為重要的組成部分，本文以《密度的測定》教學設計為例，從教法與學法，教具，教學過程，課堂小結，教學反饋，布置作業，課后思考等幾個方面進行了教學設計。

關鍵詞：密度的測定;物理實驗教學;教學設計

“密度的測定”是《物理學實驗》（化學工業出版社）教材中的第一個實驗，它是本學期所有實驗的基礎，學好這部分實踐知識對培養學生動手能力，分析問題的能力，實驗計算的能力，團結協作的能力，探索求真的精神都有著重要的意義，并且為以后其它實驗的實踐作好鋪墊。

1 教法與學法

1）學情：教學對象是大一新生，95%以上是男生;80%左右學生在理論課堂基礎較弱，但對實驗操作有著很濃的興趣。

2）學法：幫助學生轉變觀念，來到實踐課堂，學生就是主體。思想上必須重視，變“要我學”為“我要學”。

3）教法：本節課的教學方法采用：多媒體教學法、討論法、演示實驗法、實踐法等。由于本節課是新生第一次進實驗室，所以要對實驗操作進行安全教育，對實驗報告的書寫進行學習態度教育，對實驗中可能遇到的操作問題進行演示教育，告訴他們該怎么做，不該怎么做。一定要灌輸“我能行”，“我最棒”的思想，打好實驗課的第一槍，把第一個實驗做好！

2 教具

多媒體課件、彈簧秤、量筒、燒杯、水、細線、物理天平、游標卡尺、螺旋測微器等。

3 教學過程

1）課題引入：視頻引入課題。播放密度測定的小短片，引發學生好奇，引出課題——《密度的測定》。

2）課堂教學：首先檢查預習作業完成的情況，由學生回答測量儀器使用中，應該注意的事項。學生回答完畢，教師總結出：游標卡尺、千分尺、物理天平等測量工具在測量時的注意事項。接著復習提問：（1）什么是密度？（2）密度的定義式是什么？（3）測定物質密度的原理是什么？（4）實驗室常用什么儀器測物體質量？什么儀器測物體體積？（5）能夠測出物體質量和體積的儀器是否就只有天平和量筒嗎？

強調密度測定的原理公式ρ=m/v

出示例題1：為了測定一小正方體小木塊的密度（不吸水），可選用的器材有：托盤天平（含砝碼）、量筒、刻度尺、大頭針、水，請你設計幾種不同的方案，要求寫出每種方案所選的器材，實驗步驟，并用所測物理量表示物質的密度。

提問：實驗目的是什么？引導學生分析討論得出：

能測出木塊質量的儀器有：（1）天平（2）量筒和水

能測出木塊體積的儀器是：（3）量筒、水、大頭針;（4）刻度尺

分析得出四種最基本的方案組合：

1、（1）（3）? 2、（1）（4）? 3、（2）（3）? 4、（2）（4）

提問：在確定每種實驗方案所選器材后，接下來就要確定實驗步驟，那么一個最簡單的但又是完整的實驗步驟包括哪幾部分組成呢？（實驗器材、被測物體、被測物理量和被測物理量的字母符號）。

指導學生分組討論完成實驗器材的選擇、實驗步驟的確定以及用所測物理量字母符號表示物質密度ρ的表達式，并將結果完成，填寫在當堂復習研討課學案上，對于學生回答中存在的問題則由同組伙伴合作幫助解決。

方案1

器材：天平、水和量筒、大頭針

步驟：1）用天平測出木塊的質量m

2）在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

3）將木塊放入量筒水中，用大頭針將其全部沒入水中，記下水面所對的刻度值V2

4）密度表達式：ρ=m/V2-V1

方案2

器材：天平、刻度尺

步驟：1）用天平測出木塊的質量m

2）用刻度尺測出木塊的邊長a

3）密度表達式：ρ=m/a3

方案3

器材：量筒、水、大頭針

步驟：1）在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

2）將木塊放入水中漂浮，記下水面所對的刻度值V2

3）用大頭針將木塊壓入水中，記下水面升至的刻度值V3

4）計算V木=V3-V1

漂浮G=F浮=ρ水g（V2-V1）

m=G/g=ρ水（V2-V1）

密度表達式：ρ=ρ水（V2-V1）/V3-V1

方案4

器材：量筒、水、刻度尺

步驟：1、用刻度尺測出木塊的邊長a

2、在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

3、將木塊放入量筒水中漂浮，記下水面所對的刻度值V2

4、計算 漂浮G=F浮=ρ水g（V2-V1）

m=G/g=ρ水（V2-V1）

密度表達式：ρ=ρ水（V2-V1）/a3

設置情景引入思考題1，引導學生討論得出解決問題的實驗方案及密度表達式。

思考題：

1、在本實驗中若只給刻度尺、水、大燒杯，能否測出小正方體木塊的密度？

步驟：1、用刻度尺量出木塊的邊長為a

2、木塊放在量筒的水里，用刻度尺量出露出水面的高度為h

計算 漂浮 G木=F浮

ρ木gV木=ρ水gV排

ρ木gSa=ρ水gSh排

密度表達式：ρ木=h排ρ水/a=（a-h）ρ水/a

引導學生思考除了以上例題1可以用天平、量筒和水測出物體質量外，還有什么實驗器材可以測出物體的質量？

引出例題2：為了測定小塊橡皮泥的密度（密度大于水），可選用的器材有：彈簧秤、量筒、水、細線、燒杯，請設計三種不同的方案。

方案1

器材：彈簧秤、量筒、水、細線

步驟：1、用細線將橡皮泥掛在彈簧秤下，記下讀數G

2、在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

3、將橡皮泥浸沒在水中，讀出水面所對的刻度值V2

4、密度表達式：ρ=G/g（V2-V1）

方案2

器材：彈簧秤、燒杯、水、細線

步驟：1、用細線將橡皮泥掛在彈簧秤下，記下讀數G

2、將掛在彈簧秤下的橡皮泥浸沒于水中，記下彈簧秤的讀數F彈

3、計算? m=G/g

F浮=G-F彈=ρ水gV

V= G-F彈/ρ水g

ρ= Gρ水/G-F彈

方案3

器材：量筒、水

步驟：1）在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

2）將橡皮泥捏成一個小碗，讓它漂浮在水面上，記下水面所對應的刻度值V2

3）將橡皮泥再捏成一個實心小球，使其浸沒水中，記下水面所對的刻度值V3

4）數據處理：漂浮 G=F浮

∴mg=ρ水g（V2-V1）

m=ρ水（V2-V1）

V=V3-V1

ρ=ρ水（V2-V1）/V3-V1

為了加深學生的感性認識及有更深的課堂體驗，用小鋁塊代替橡皮泥要求每組學生任選實驗方案1和2完成實驗步驟的操作。

課堂小結：

引導學生總結通過本堂課學習所掌握的測固體物質密度的方法：

測固體密度

1）可以用天平或彈簧秤很容易測出固體物質質量，還可以讓其漂浮在水面上利用G=F浮計算其質量。（借助刻度尺、鉤碼和細線利用杠桿原理也可以測出固體物質質量）。

2）測體積可以利用量筒和水、刻度尺、彈簧秤。

3）利用實驗原理公式ρ=m/v得出結果。

（四）教學反饋：

思考題：

1、請你設計一個方案：利用量筒、水、小燒杯（杯口直徑小于量筒直徑）測金屬球的密度。寫出主要步驟和密度的表達式。

2、請你設計一個方案：現有十枚壹元硬幣，如何只用天平（含砝碼）、燒杯、水測出硬幣的密度。寫出主要步驟和密度的表達式。

（五）布置作業（完成當堂課未完成的復習研討題并思考如何測定液體物質的密度）。

（六）課后思考

設計性實驗有助于學生主體地位的確立，不能總是依賴于書本的實驗步驟，要自己去思考與實施。有些學生不喜歡主動設計方案，沒有養成好的思考習慣?；A課程要為專業課程服務。物理實驗教學的改革是一個永恒的話題。只要一天在授課的陣地上，一天就不能忘記教學改革的使命。學生在進步，老師更不能松懈，要設計出更好的教學模式和方法，適應不同層次的學生主體。