PAGE3PAGE第五章《質(zhì)量與密度》第三節(jié)《科學(xué)探究：物質(zhì)的密度》教學(xué)設(shè)計(jì)1.教材分析從知識(shí)的角度說(shuō)，密度的概念是進(jìn)一步學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，后面學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)、浮力時(shí)，都離不開(kāi)密度的概念。另外，從過(guò)程和方法的角度看，本節(jié)課是典型的全程科學(xué)探究，對(duì)于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，領(lǐng)悟和學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，逐步形成科學(xué)探究能力，都具有重要作用。在此過(guò)程中運(yùn)用的數(shù)據(jù)分析方法和利用比值來(lái)定義物理量的方法，是后面學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到的方法。所以，不管從知識(shí)方面，還是從方法方面說(shuō)，本節(jié)課都具有重要的地位。2.學(xué)情分析初二學(xué)生現(xiàn)階段能力發(fā)展水平不平衡，形象思維能力較強(qiáng)，邏輯思維能力發(fā)展水平不高，學(xué)生已有“物體體積越大，質(zhì)量越大”的生活經(jīng)驗(yàn)，已初步掌握了測(cè)量固體、液體質(zhì)量和體積的方法，同時(shí)學(xué)生動(dòng)手操作能力和欲望比較強(qiáng)，樂(lè)于參與實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力還有欠缺，在本節(jié)教學(xué)時(shí)，將通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生經(jīng)歷比較、分析的過(guò)程，自主建立密度的概念。3.教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：學(xué)習(xí)應(yīng)用“比值”的方法定義物理量，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究建立密度概念，認(rèn)識(shí)密度公式和單位。2、過(guò)程與方法：通過(guò)體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，熟悉科學(xué)探究的幾個(gè)主要要素，如猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、交流與合作等。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：在探究過(guò)程中體會(huì)交流合作的必要性、進(jìn)一步形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。4.教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：①通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)用比值的方法定義密度的概念。②理解密度的概念。難點(diǎn)：通過(guò)密度概念的得出，滲透科學(xué)思維方法教育，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。密度的概念是今后學(xué)生學(xué)習(xí)其它力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，因此從知識(shí)的角度看，本節(jié)的重點(diǎn)問(wèn)題是密度的概念的理解；“比值定義法”是定義物理概念的重要方法，在其它章節(jié)的教材中多次用到比值定義法，如：用路程和時(shí)間之比獲得物理量“速度”，用壓力和受力面積之比獲得物理量“壓強(qiáng)”，用電壓和電流之比獲得物理量“電阻”，所以從技能的角度，把方法的培養(yǎng)也作為本節(jié)的重點(diǎn)。根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不少學(xué)生在學(xué)習(xí)了密度的公式（ρ＝m/V）以后，認(rèn)為物質(zhì)的密度受質(zhì)量和體積的影響，忽視了同種物質(zhì)質(zhì)量和體積比值的不變性，即密度的特性。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是教師在授課時(shí)對(duì)密度概念的得出過(guò)于簡(jiǎn)單，沒(méi)有讓學(xué)生體驗(yàn)比值定義的全過(guò)程，因此本節(jié)的難點(diǎn)是讓學(xué)生親自動(dòng)手，通過(guò)全班同學(xué)的合作與交流，獲得多種物質(zhì)的多組數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理的歸納、總結(jié)，得出密度的概念。5.教法與學(xué)法由于本節(jié)是概念教學(xué)，物理概念的建立要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和生活經(jīng)驗(yàn)，避免把密度的概念直接灌輸和強(qiáng)加給學(xué)生，依據(jù)建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論和教學(xué)心理學(xué)原理，在密度概念教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)形象化的實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)探究的積極性，引導(dǎo)學(xué)生在合作探究、小組討論的過(guò)程中自主建構(gòu)密度概念，教師僅僅是學(xué)生概念學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、促進(jìn)者和幫助者。為此，本節(jié)課采用“科學(xué)探究小組合作”教學(xué)模式?！氨戎怠倍x物理量的方法，正確建立密度的概念。6.教學(xué)過(guò)程6.1引入新課桌上給學(xué)生提供多種物品：體積相同的不同物質(zhì)（銅塊、鐵塊、鋁塊和木塊），體積不同的同種物質(zhì)（大小不同的橡皮、大小不同的玻璃塊、大小不同的木塊以及大小不同的鐵塊），給學(xué)生1分鐘的時(shí)間隨便“玩”：看顏色、看大小、掂輕重等等。1分鐘后，問(wèn)：你有什么發(fā)現(xiàn)？這些物體你認(rèn)識(shí)嗎？為什么相同體積的銅塊和鋁塊質(zhì)量不同呢？同種物質(zhì)質(zhì)量就都相同嗎？質(zhì)量跟體積之間有什么關(guān)系呢？【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生對(duì)桌上的眾多器材有很強(qiáng)的好奇心，就干脆放手讓學(xué)生“玩”，從玩中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從玩中引發(fā)思考。有效地激發(fā)起學(xué)生探究的興趣和欲望，進(jìn)而比較自然地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。6.2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定計(jì)劃同學(xué)們上節(jié)課就學(xué)會(huì)了測(cè)質(zhì)量和體積，下面我們就來(lái)一個(gè)比賽“測(cè)物體的質(zhì)量和體積”，看哪個(gè)小組測(cè)得又快又準(zhǔn)。先給大家1分鐘的準(zhǔn)備時(shí)間，這1分鐘誰(shuí)都不許動(dòng)手測(cè)量，只能小組內(nèi)討論：針對(duì)你們小組的測(cè)量對(duì)象，你們準(zhǔn)備采用什么方法、什么順序測(cè)它的質(zhì)量和體積？【設(shè)計(jì)意圖】用比賽的方式大大激發(fā)了學(xué)生的興趣。在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前教師不過(guò)多的引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)步驟，而是把問(wèn)題放在后面出現(xiàn)大的誤差時(shí)再分析，這樣既節(jié)約了時(shí)間，又培養(yǎng)了學(xué)生制定科學(xué)探究計(jì)劃的能力。6.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)全班同學(xué)分成若干小組，選取不同的研究對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分工合作共同收集證據(jù)。（1）測(cè)若干個(gè)體積不同的橡皮的質(zhì)量與體積。（2）測(cè)若干個(gè)體積不同的玻璃塊的質(zhì)量與體積。（3）測(cè)若干個(gè)體積不同的鐵塊的質(zhì)量與體積。（4）測(cè)若干個(gè)體積不同的木塊的質(zhì)量與體積。（5）測(cè)若干杯體積不同的純水的質(zhì)量與體積。特別提醒學(xué)生，在操作過(guò)程中一定要做到分工合作明確，嚴(yán)格執(zhí)行儀器的使用規(guī)則，讀取數(shù)據(jù)要認(rèn)真、細(xì)心，只有這樣才能保證結(jié)果的可靠性?！驹O(shè)計(jì)意圖】以小組為單位，不同小組選取不同的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，一是可以節(jié)省時(shí)間；二是可以獲得多種物質(zhì)的多組數(shù)據(jù)；三可以加強(qiáng)全班同學(xué)的交流，培養(yǎng)他們的團(tuán)結(jié)合作精神。6.4交流與合作把全班同學(xué)收集的數(shù)據(jù)都輸入excel表格中，集中在一起，請(qǐng)同學(xué)們分析這些數(shù)據(jù)，看能有哪些發(fā)現(xiàn)。學(xué)生的發(fā)現(xiàn)可以有很多，例如：（1）橡皮的質(zhì)量越大，體積也越大（2）橡皮的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，體積也變成了原來(lái)的2倍等等。學(xué)生概括時(shí)可能不夠全面，也可能表達(dá)地不夠規(guī)范，只要學(xué)生表達(dá)的意思正確，都應(yīng)給予充分地肯定，因?yàn)檫@都是學(xué)生努力體驗(yàn)的過(guò)程。也有可能學(xué)生找不到什么規(guī)律，這時(shí)就利用excel的插入圖表功能，把質(zhì)量和體積的關(guān)系圖像畫(huà)出來(lái)，一條過(guò)原點(diǎn)的直線圖像一下就喚起了學(xué)生頭腦中正比例函數(shù)的知識(shí)，就很容易發(fā)現(xiàn)同種物質(zhì)的質(zhì)量跟體積是成正比的。接著通過(guò)分析其它物質(zhì)的圖像可以得出對(duì)于同種物質(zhì)，質(zhì)量跟體積的比值是不變的。而不同物質(zhì)的質(zhì)量跟體積的比值是不同的?！驹O(shè)計(jì)意圖】在交流中，學(xué)生通過(guò)分析歸納，然后組織語(yǔ)言表述自己的觀點(diǎn)，使他們的語(yǔ)言表達(dá)能力得到提升，也讓他們體驗(yàn)了主動(dòng)獲取物理知識(shí)的樂(lè)趣。若沒(méi)有全班同學(xué)的合作，是很難得到具有普遍性的結(jié)論的，這使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了合作的重要性。引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)分析水這種物質(zhì)，讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)是如何測(cè)量水的質(zhì)量和體積的，共同分析誤差存在的步驟，商量如何改進(jìn)測(cè)量方案，進(jìn)一步減小誤差?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)對(duì)測(cè)液體的實(shí)驗(yàn)步驟分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，也提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)評(píng)估的能力，同時(shí)掌握測(cè)密度的方法。6.5建立概念前面實(shí)驗(yàn)結(jié)論的順利得出使學(xué)生很容易理解同種物質(zhì)質(zhì)量跟體積的比值是恒定的，所以這個(gè)比值反映了物質(zhì)的一種特性。這樣水到渠成，學(xué)生自然而然地就建立起了密度的概念，包括密度的公式和單位都很容易得出了。介紹水的密度及其物理意義。【設(shè)計(jì)意圖】由于探究同一種物質(zhì)的各小組提供的質(zhì)量與體積的比值不可能完全相同，通常情況是相近的，那么由“相近”到“恒定”之間必然有一個(gè)思維的飛躍過(guò)程，這就培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力。6.6課堂小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生歸納一下本節(jié)課的幾點(diǎn)收獲：1.知識(shí)：密度的定義、公式、單位等。2.比值定義法。3.測(cè)固體、液體密度的方法。6.7當(dāng)堂檢測(cè)，學(xué)以致用拿出一條金項(xiàng)鏈，請(qǐng)一組同學(xué)幫助鑒定一下是不是純金的。其他的同學(xué)看看桌上金燦燦的“金幣”，真的是金的嗎？或許是銅的？學(xué)習(xí)了密度的知識(shí)以后，請(qǐng)同學(xué)們想辦法鑒別一下?！驹O(shè)計(jì)意圖】既能鞏固本節(jié)所學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，又能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。小測(cè)試：小剛為研究材料的硬度，選擇同一鋼球，給它加載壓力F，將它壓到被測(cè)試的材料表面，保持規(guī)定的時(shí)間后卸載壓力，就會(huì)在材料表面留下凹形壓痕(他用S凹表示凹形壓痕的面積)，如下圖所示。他先后用A、B、C三種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在下表中。材料F/NS凹/mm2F/S凹/(N·mm-2)A10005020A200010020A300015020B100010100B200020100B300030100C10002050C20004050C500010050（1）由表中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：對(duì)同種材料，加載不同壓力F，F(xiàn)/S凹的值；對(duì)不同材料，F(xiàn)/S凹的值。這說(shuō)明該值可以表征材料的特性，這種特性用硬度來(lái)描述。（2）若用H表示材料的硬度，則可以用公式H=來(lái)定義。（3）如果在淬火鋼球上加載5000N的力壓材料B，則在材料B上留下凹形壓痕的面積為mm2。(4)A、B、C三種材料的F—S凹圖像如右上圖所示，其中表示材料B的硬度圖線是(選填“甲”“乙”“丙”)。設(shè)計(jì)意圖：加深學(xué)生對(duì)比值定義法的理解，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。6.8作業(yè)布置一卷細(xì)銅絲，如何方便快速地知道它的長(zhǎng)度？需要什么器材？如何測(cè)量？如何計(jì)算？學(xué)情分析初二學(xué)生現(xiàn)階段能力發(fā)展水平不平衡，形象思維能力較強(qiáng)，邏輯思維能力發(fā)展水平不高，學(xué)生已有“物體體積越大，質(zhì)量越大”的生活經(jīng)驗(yàn)，已初步掌握了測(cè)量固體、液體質(zhì)量和體積的方法，同時(shí)學(xué)生動(dòng)手操作能力和欲望比較強(qiáng)，樂(lè)于參與實(shí)驗(yàn)，但是學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力還有欠缺，在本節(jié)教學(xué)時(shí)，將通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生經(jīng)歷比較、分析的過(guò)程，自主建立密度的概念。第一環(huán)節(jié)：引入新課從“玩”中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從“玩”中引發(fā)思考。有效地激發(fā)起學(xué)生探究的興趣和欲望，進(jìn)而比較自然地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。第二環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制定計(jì)劃用比賽的方式大大激發(fā)了學(xué)生的興趣。這樣既節(jié)約了時(shí)間，又培養(yǎng)了學(xué)生制定科學(xué)探究計(jì)劃的能力。第三環(huán)節(jié)：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作精神、動(dòng)手能力和認(rèn)真、細(xì)心的科學(xué)態(tài)度。第四環(huán)節(jié)：交流與合作使學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力得到了提升，讓學(xué)生體驗(yàn)了主動(dòng)獲取物理知識(shí)的樂(lè)趣，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到了合作的重要性。第五環(huán)節(jié)：建立概念從同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的比值“相近”到結(jié)論比值“恒定”必然有一個(gè)思維的飛躍過(guò)程，這就培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力。教材分析從知識(shí)的角度說(shuō)，密度的概念是進(jìn)一步學(xué)習(xí)力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)，后面學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)、浮力時(shí)，都離不開(kāi)密度的概念。另外，從過(guò)程和方法的角度看，本節(jié)課是典型的全程科學(xué)探究，對(duì)于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，領(lǐng)悟和學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，逐步形成科學(xué)探究能力，都具有重要作用。在此過(guò)程中運(yùn)用的數(shù)據(jù)分析方法和利用比值來(lái)定義物理量的方法，是后面學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到的方法。所以，不管從知識(shí)方面，還是從方法方面說(shuō)，本節(jié)課都具有重要的地位。小測(cè)試：1.人們常說(shuō)“鐵比木頭重”，這句話的實(shí)際含義是指（?）A．鐵的質(zhì)量比木頭大B．鐵的重力比木頭大C．鐵的密度比木頭大D．木頭的體積比鐵大2.對(duì)密度定義式ρ=m/V的下列幾種理解中，正確的是（）A．密度與物體的質(zhì)量成正比B．密度與物體的體積成反比C．密度與物體的體積成正比D．密度是物質(zhì)本身的一種特性，與物體的質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)3.某支蠟燭點(diǎn)燃一段時(shí)間后，還剩下半支，則下列說(shuō)法正確的是（）A．其質(zhì)量減半，但密度未改變B．其密度減半，因?yàn)橘|(zhì)量減半C．質(zhì)量和密度均減半了D．密度改變了，因?yàn)橘|(zhì)量和體積都改變了4.實(shí)心金屬塊的質(zhì)量2.16kg，體積是0.8dm3，這個(gè)金屬塊的密度是kg/m3。如果將它截去一半，則剩下金屬塊的密度是kg/m3。5.小剛為研究材料的硬度，選擇同一鋼球，給它加載壓力F，將它壓到被測(cè)試的材料表面，保持規(guī)定的時(shí)間后卸載壓力，就會(huì)在材料表面留下凹形壓痕(他用S凹表示凹形壓痕的面積)，如下圖所示。他先后用A、B、C三種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在下表中。材料F/NS凹/mm2F/S凹/(N·mm-2)A10005020A200010020A300015020B100010100B200020100B300030100C10002050C20004050C500010050（1）由表中數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)：對(duì)同種材料，加載不同壓力F，F(xiàn)/S凹的值；對(duì)不同材料，F(xiàn)/S凹的值。這說(shuō)明該值可以表征材料的特性，這種特性用硬度來(lái)描述。（2）若用H表示材料的硬度，則可以用公式H=來(lái)定義。（3）如果在淬火鋼球上加載5000N的力壓材料B，則在材料B上留下凹形壓痕的面積為mm2。(4)A、B、C三種材料的F—S凹圖像如右上圖所示，其中表示材料B的硬度圖線是(選填“甲”“乙”“丙”)。設(shè)計(jì)意圖：加深學(xué)生對(duì)比值定義法的理解，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。課后反思在這節(jié)課的教學(xué)中，特別突出了密度概念建立的過(guò)程，在分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，不是直接計(jì)算出比值結(jié)果進(jìn)行比較，而是通過(guò)一系列“同中求異”、“異中求同”的比較，然后再通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)處理數(shù)據(jù)（學(xué)生不在課堂上花時(shí)間用于計(jì)算），通過(guò)作圖來(lái)比較讓學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)到對(duì)同一物質(zhì)質(zhì)量跟體積的比值是一定的，而對(duì)不同的物質(zhì)質(zhì)量跟體積的比值一般是不同的，質(zhì)量跟體積的比值就表示了這方面物質(zhì)的特性，即密度。在建立密度概念的過(guò)程中還注意滲透了比較的方法、比值定義物理量的方法等物理學(xué)研究的方法。在這節(jié)課的教學(xué)中，我加入了對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析，由于測(cè)玻璃的小組用的是分度值為5ml、量程為500ml的量筒（玻璃塊比較大，小量筒放不進(jìn)去），結(jié)果他們小組測(cè)得的數(shù)據(jù)誤差就明顯偏大；另外，測(cè)水的小組由于測(cè)量方案不同，所以有的組測(cè)量值偏大，有的組測(cè)量值偏小。課堂上稍做點(diǎn)撥，學(xué)生就很容易明白不僅選用精密的測(cè)量?jī)x器可以減