9.3 跨学科实践：船闸教学设计-2024-2025学年物理八年级下册教科版

《跨学科实践：船闸》教学设计

一、教学背景分析

（一）教材分析

《跨学科实践：船闸》是在学习了连通器的基础上设置的一节跨学科实践内 容。教材通过对三峡大坝的介绍引出建造船闸的意义，再利用连通器的特点介绍 船闸的工作过程，描述了船闸利用的力学原理。“设计、制作一个船闸 ”是本节 的重要环节，船闸的设计、制作不仅涉及物理知识，还与工程实践、环境科学等 领域紧密相关。通过对船闸的学习和制作，学生可以进一步了解连通器的原理及 其在工程中的应用，认识到我国三峡工程的伟大，这是培养学生的综合实践能力 以及进行科学态度与责任教育的好机会。

（二）学情分析

学生已对连通器的特点有了基本认识，但对船闸的原理及应用缺乏认识和了 解。教学时，需利用学生对新鲜事物的强烈好奇心和探索欲，通过播放视频、动 手操作等教学活动激发他们的学习兴趣和探究欲望。

二、教学设计思路

本节课将采用跨学科实践的教学方法，结合物理、工程、环境等多学科知识， 通过对船闸的实际应用和相关理论的学习，进行跨学科的设计、制作船闸的活动， 使学生在实践中学习物理知识，培养科学思维和探究能力。

三、教学目标

【物理观念】认识船闸的工作原理。利用船闸涉及的力学原理、液压技术、 人字闸门等相关知识探索简单的工程技术问题。

【科学思维】能通过认识闸门与阀门的作用及操作顺序，分析如何控制闸门 与阀门来调节水面高低，发展科学推理能力。能在实践中思考如何验证工程设计 的可行性，进行合理性分析并提出自己的见解。

【科学探究】了解三峡工程，提出船舶如何顺利通行的问题，提出合理的设 想。能设计船闸模型；能解释船闸模型的设计方案、制作过程及运行效果。能通 过小组合作完成设计方案，合作交流，并进行模型展示。

【科学态度与责任】了解三峡大坝及船闸的力学原理，体会物理学对人类生

活、工程实践和社会发展的影响。在学习过程中，敢于实践、勇于探索，提高动 手实践和合作交流的能力。对国家重大工程建设感到自豪，增强爱国主义情感， 培养关注国家大事、关心社会发展的责任感。

四、教学重难点

（一）教学重点

利用连通器的特点描述船闸的工作过程。

（二）教学难点

设计、制作一个船闸模型。

五、教学过程

（一）新课引入

通过课件展示我国三峡大坝的外观。提出问题：三峡大坝拦腰截断了长江， 上下游落差 100 多米，来往的船舶如何“翻越 ”大坝，顺利通过这么高的落差呢？

原来，工程师在三峡大坝侧面的山体中修建了五级船闸，解决了这个问题。 下面我们就一起来认识船闸。

（二）新课教学

问题一：船闸的力学原理

活动 1 ：回顾连通器中液面的特点。

师生共同回顾连通器的相关知识，为理解船闸的工作原理做准备。

设计意图： 巩固旧知识， 为新知识的学习做铺垫。

活动 2 ：讨论交流船闸的工作原理。

展示船闸模型（或利用课件展示船闸示意图），用填空的形式引导学生学习 船闸的工作原理。

（1）如图所示，关闭上游闸门和阀门B ，打开下游的阀门A ，闸室和下 游水道构成了一个连通器（教师可在图中画“U ”字，方便学生认出连通器）。 因闸室的水位高于下游，则水从闸室流向下游  ，等闸室的水位与下游水位  相平时，就可以打开下游闸门，船驶入闸室。