第四章 跨学科实践 探究森林火情缘由 教学设计-2026-2027学年物理八年级全一册沪科版

该初中物理教学设计聚焦凸透镜对光的会聚作用及森林火灾发生条件，通过森林火灾视频和矿泉水瓶引发火灾的新闻导入，引导学生从燃烧条件（化学、生物）过渡到透镜知识，构建“现象—原理—实验验证”的学习脉络。 此设计以跨学科实践为特色，融合物理、化学、生物知识，通过学生动手实验探究装水矿泉水瓶的聚光作用，结合小组合作与科大讯飞智慧课堂工具记录分析数据，体现科学探究与科学态度，培养学生综合运用知识能力和环保意识，为教师提供可操作的跨学科教学范例。

《跨学科实践 探究森林火情缘由》教学设计 一、引言 丢弃的矿泉水瓶曾引发森林火情,造成较大损害,但较多人都不相信。以此作为本章跨学科实践活动的情境,容易激发学生的探究兴趣,同时深化学生对凸透镜会聚作用的理解和运用,引导学生综合运用化学、生物学等学科知识解决实际问题,在探究解决问题的过程中提高探究能力,增强环保意识。 二、教学目标 1．物理观念 学生能够了解森林火灾发生的常见原因，掌握温度、湿度、易燃物等因素对森林火灾发生的影响。 知道凸透镜相关概念，知道凸透镜对光的会聚作用。 2．科学思维 知道装水的矿泉水瓶相当于凸透镜，能根据凸透镜对光的会聚原理，分析矿泉水瓶导致森林火情的缘由。‌ 3．科学探究 能从化学、生物学视角了解森林火情发生的条件，能完成“探究太阳光通过一个装满水的矿泉水瓶能否点燃易燃物”的实验；能收集证据，得出结论，并做出解释。 4．科学态度与责任 科学精神：培养学生严谨求实的科学态度，尊重事实，勇于探索未知。 社会责任感：通过了解矿泉水瓶引发森林火灾，学生能够认识到爱护森林、保护环境的社会责任感。 三、教学重难点 1. 重点 - 探究森林火灾的主要缘由及相关物理原理。 - 设计并完成模拟森林火灾发生条件的实验。 2. 难点 - 如何引导学生将物理知识与森林火情的实际情况相结合，深入理解火灾发生的复杂性。 - 分析实验数据，得出关于矿泉水瓶引发森林火情缘由的科学结论。 四、教学方法 讲授法、实验探究法、小组合作法、演示实验法 五、教学过程 1. 导入（3 分钟） 展示森林火灾的视频资料，向学生说明森林火灾的危害，提出引发森林火灾的原因多种多样，提出有一条新闻这样报道：“消防员提醒，剩有水的矿泉水瓶、玻璃等具有聚光作用的物品或引发森林火灾，切勿随意乱丢。” 引出本节课的主题——实践 探究森林火情缘由。 2. 活动任务一（7分钟） 课前布置学生作业完成导学案任务一： （1） 查阅资料，了解物体燃烧的条件 （2） 森林中哪些物体是易燃物；这些易燃物的燃点分别是多少？ （3） 查询矿泉水瓶引发火情的报道是否属实。 利用科大讯飞畅言智慧课堂全班作答功能将学生小组讨论的答题拍照上传，通过总结补充学生查阅的资料完成任务一内容： （1）查阅资料，了解物体燃烧的条件 物体燃烧需要同时具备三个条件： a. 物体是可燃物 b. 可燃物与氧气（或空气）充分接触 c. 温度达到着火点（燃点） （2）森林中哪些物体是易燃物？这些易燃物的燃点分别为多少？ 地表干枯的杂草、枯枝、落叶、掉落的树皮、地衣和苔藓及针叶树的针叶、小枝等。森林可燃物的燃点温度各异，干枯杂草、地衣苔藓等燃点为150 ℃～200 ℃，木材为燃点250 ℃～300 ℃。要达到此温度需有外来火源。 火源按性质可分为：自然火源：包括雷击火、火山爆发和陨石降落起火等，其中最多的是雷击火；人为火源：绝大多数森林火灾都是人为用火不慎而引起，约占总火源的95%以上。人为火源又可分为生产性火源（如烧垦、烧荒等）和非生产性火源（如野外做饭、吸烟、小孩玩火和未及时带走的透明水瓶、玻璃等）。 （3）查询矿泉水瓶引发火情的报道是否属实。 播放一则新闻报道：矿泉水瓶导致火烧车 3.活动任务二：探究装有水的矿泉水瓶能否引发火灾 师：关于视频的真实性还得我们同学们利用所学知识加以辨别，不能人云亦云。许多同学对于矿泉水瓶能点火也许是第一次听说，如果是对于放大镜取火，应该不陌生。 播放放大镜取火视频 师：同学们手上也有放大镜，大家观察下他有什么特殊之处？ 生：主要有个玻璃 师：这个玻璃配件有什么特殊之处呢？ 课件展示图片：显微镜、投影仪、照相机、眼镜 师：我们看到的这些仪器都有这种玻璃配件，这样能透光的玻璃配件我们称它为透镜。 （一）认识透镜。（10分钟） 实物展示各种凸透镜和凹透镜，引导让学生总结两种透镜分类特点 （1）透镜分类： 凸透镜：中央较厚，边缘较薄。 凹透镜：中央较薄，边缘较厚。 凸透镜：中央较厚，边缘较薄两个表面中至少有一个是球面的一部分。厚度远小于球面半径的称为薄透镜。 （2）凸透镜对光的作用 教师台上演示光线通过凸透镜后会有什么现象？ 平行光通过凸透镜折射后将会聚于一点，凸透镜对光有会聚作用。所以凸透镜又叫会聚透镜。 （3）凸透镜的概念 光心：凸透镜的中心称为光心O 主光轴：通过光心且垂直透镜表面的直线称为主光轴，简称光轴。 焦点：平行主光轴的光线经凸透镜会聚的点称为焦点F，凸透镜两边各有一个焦点。 焦距：光心O到焦点F的距离称为焦距，用f表示。 师：学习完透镜的以上知识，我们来分析放大镜点火原理： 教师引导学生回答：放大镜的镜片是一个凸透镜，将太阳光（平行光）会聚在焦点上，将纸张放入焦点位置，光线会聚温度升高，达到纸张燃点，进而燃烧。 （二）实验探究 探究(1)：矿泉水瓶对光是否有会聚作用？（5分钟） 利用科大讯飞畅言课件平板实物展台功能给学生展现教师演示实验 教师演示装水的矿泉水瓶将一束平行光会聚 实验结果： a.装水的矿泉水瓶形成了物理意义上的 凸 透镜，该透镜的特点是中央 较厚 ，边缘 较薄 。 b.装水的透明矿泉水瓶对光有 会聚 作用，使光会聚在一起产生更高的热量。 探究(2)：利用矿泉水瓶对光的会聚作用可否使易燃物温度升高达到燃点？ 学生小组探究活动（15分钟） 实验器材：强光手电筒、铁架台、放大镜、装有水矿泉水瓶、温度显示器 实验方案：用强光手电筒模拟太阳光源，利用矿泉水瓶将光线会聚，用温度显示器测量光线会聚点的温度。 各小组按照实验方案进行实验操作，观察实验现象，记录实验数据。 时间 0分钟 1分钟 2分钟 3分钟 放大镜 温度 矿泉水瓶 温度 教师巡视指导，确保实验安全和操作规范。 小组汇报与讨论： 每个小组利用科大讯飞畅言智慧课堂全班作答功能，用平板拍照将实验结果上传。 组织全班同学进行讨论，对各小组的探究成果进行评价和补充。 教师演示实验：用强光源照射凸透镜将纸张点燃 播放视频：在太阳光下，利用矿泉水瓶将纸张点燃。 总结归纳（3分钟） 教师对各小组的探究成果进行总结，梳理森林火情缘由与物理知识的紧密联系。 强调森林防火的重要性，鼓励学生在日常生活中积极宣传森林防火知识。 六、作业布置（2分钟） 活动任务三：编写一段森林防火的警示语或者宣传海报 知识拓展 晋代张华在《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”如图是我国古人用冰块制成的透镜将艾绒点燃的情景，请说出该冰透镜的种类及“用冰取火”所用到的物理知识 七、教学资源 多媒体设备科大讯飞畅言智慧课堂、相关书籍资料、实验器材（如强光电源、放大镜、装水矿泉水瓶、铁架台、平行光源、温度显示器等） 八、教学反思 亮点： 跨学科整合：本次活动成功地将物理知识与多个学科相融合，使学生在实践中体会到知识的综合运用，增强了学习的趣味性和实用性。 实践操作：通过亲自动手探究装水矿泉水瓶对光的会聚作用，使物体温度升高的过程，学生们加深了对凸透镜对光会聚作用原理的理解，并锻炼了动手能力和创新思维。 团队合作：小组合作的方式促进了学生之间的交流与合作，培养了他们的团队协作精神和沟通能力。 问题解决：在实验过程中，学生们遇到了一些问题，但通过讨论和尝试，他们最终找到了解决方案，这一过程锻炼了他们的问题解决能力。 不足： 光源选择：学生实验提供的光源强度不够，使得温度上升幅度不大。 理论指导：虽然这节课已经给学生们讲解了凸透镜的概念，和对光的会聚作用，但在实验操作中仍存在找不到最小最亮点。未来应加强理论知识的讲解和分析。 时间安排：这节课在实际上课过程中，留给学生探究时间太少，有好几组没有办法将凸透镜和矿泉水瓶两个实验都完成，需要对前面新课内容加以优化，腾出更多时间给学生探究。 学科网（北京）股份有限公司 $