10.1浮力 《气体浮力实验的创新与设计》说课 2023-2024学年人教版物理八年级下册

人教版初中物理八年级下册第十章第一节创新实验：《气体浮力实验的创新与设计》说课 一、教材分析 本节内容选自人教版八年级下册第十章第一节，它是建立在学生的生活实际上，由生活中常见的浮力现象过渡到浮力的概念，再由演示实验帮助学生感知浮力，通过理论分析得到浮力的方向以及浮力的产生原因，最后探究浮力大小的影响因素。 2、 学情分析 学生已经学习了压力、二力平衡、压强等知识，为浮力的学习奠定了一定的理论基础，在教学中应注意积极引导学生应用已有知识，通过分析和推理判断来获得新知识，但是大部分初中生的思维方式仍处于由形象思维向抽象思维过渡的阶段，因此，在此过程中仍然需要一些感性认识作为依托，那么，实验的直观性和形象性必不可少。 3、 教学目标 （1） 物理观念 认识浮力，知道浮力的方向及浮力产生的原因。 （2） 科学思维 通过观察及理论推理认识到液体和气体中浮力的存在。 （3） 科学探究 学会用弹簧秤测量浮力并经历推理过程，了解浮力产生原因。 （4） 科学态度与责任 结合生活培养学生的兴趣，激发学生对科学的热爱，培养学生的科学精神。 4、 实验设计及教学 在本节教学中，对于在液体中上浮的物体会受到浮力，学生在生活中很容易感受到，也很容易验证，并且对于在液体中下沉的物体是否受到浮力，教材中也已有实验进行证明,学生理解起来比较容易。但由于气体密度较小，对物体产生的浮力通常也较小，生活中不易感受到，也不易验证。而在气体中上浮下沉的物体是否受到浮力，这对于学生来说，是打开浮力大门的第一个难题。针对这一情况，我分别设计了两个实验以突破学生的认知阻碍。 创新与设计（一）： 探究：在气体中上浮的物体是否受到浮力 在空气中上浮的物体生活中很常见，如：氢气球、氦气球、热气球等，他们为什么上浮。传统教学中，通常这样引导学生：气球上浮，除了受到竖直向下的重力外，必然受到向上的力，由于它浸在空气中，所以是空气对气球施加了向上的浮力。按照推理得出这一答案，显然不够直观，不符合学生的思维方式，学生理解起来很抽象。如何让这一理解过程更直观，我想到，可以从正向和反向两个角度来进行对比说明，空气的有无会导致物体有什么不同的状态？我利用这样一套装置进行说明，真空泵，真空罩，为了实验安全，采用氦气球来完成实验。 实验教学过程： 师：现在将氦气球放进真空罩内，此时阀门处于打开状态，气球飘在上空，接着，打开真空泵的抽气开关，逐渐抽走罩内空气，关闭阀门，同学们观察到了什么，请积极思考原因。 生一：我观察到气球下落，因为空气被抽走后，气球所受浮力越来越小，重力大于浮力，所以气球下落。 生二：我还观察到气球体积变大，因为空气被抽走，罩内气压小于气球内部的气压。 师：同学们观察很仔细，也善于思考。接下来，我打开阀门，让空气又进入到罩内，请同学们猜想会发生什么？ 生：气球会再次飘在真空罩上空，并且体积变小。 师：果然，气球又再次飘在真空罩上空。根据这些实验现象，同学们能得到什么结论呢？ 生二：根据实验现象，我们明白了，在空气中上浮的物体会受到浮力，并且是空气对物体施加了浮力。 实验设计优点： （1） 通过对比实验，形成强烈的反差，增强了实验的逻辑缜密性。 （2） 通过实验获取知识，学生理解知识更加直观和形象。 （3） 弥补教材空白，突破学生认知障碍。 （4）实验器材在生活中和实验室里都易获取，方便教师课堂演示。 创新与设计（二） 探究：在气体中下沉的物体是否受到浮力 解决了在气体中上浮物体的问题后，引导学生继续思考，在气体中下沉的物体是否受到浮力？教材的实验对于这一点有所忽略，导致学生在此认识模糊。我从一个漏气的篮球中得到启发，利用这些实验器材做了以下设计，以突破学生的认知障碍： 师：这是一个篮球，将其用气门芯和气球相连，若将三者看成一个整体，显然，这个整体在空气中是下沉的，若把气门芯插入篮球内，气球体积变大，篮球内的气体会跑进气球中，篮球体积会适当减小，但作为一个整体，体积是明显变大。 根据已有知识想要直接测量这个在空气中下沉的整体是否受到浮力是比较困难的，但我们可以通过间接测量推论找到答案。 这是一种高精度的数字测力计，它能够很好的测量出物体所受拉力大小，将测力计固定好后首先进行调零，接着将整体挂在测力计下，待其静止后读出整体对测力计的拉力大小。接着将气门芯插入篮球，请同学们观察气球的体积变化和测力计的示数变化并积极思考原因。 生：我观察到气球体积明显变大，测力计示数变小，说明篮球整体给测力计的拉力变小，但是整体的重力是不变的，所以整体受到了空气对其施加的一个向上的力，这个力就是浮力。所以在空气中下沉的物体会受到浮力。 实验设计优点： （1）弥补教材空白，突破学生认知障碍。 （2）通过实验获取知识，学生理解知识更加直观和形象。 （3）实验器材在生活中易获取，方便教师课堂演示。 5、 实验总结与自我评价： 我的两个创新设计均 （1）针对教材的空白之处，采用实验加以说明，大大增强了学生学习知识的直观性和形象性，突破认知障碍，能够更好地完成教学目标。 （2）利用生活中的常见器材，让学生对于物理源于生活有更深刻的体会，更利于激发学生对科学的热爱，培养学生的科学探究精神。 学科网（北京）股份有限公司 $$