第第頁人教版（2024）八年級下冊物理第十章第4節(jié)《跨學科實踐：制作微型密度計》教案一、基本信息課題：第十章第4節(jié)跨學科實踐：制作微型密度計教材版本：人教版八年級物理下冊課時：1課時（45分鐘）對應課標要求：能運用浮力和密度知識設(shè)計并制作簡易儀器（微型密度計），測量液體密度；經(jīng)歷跨學科實踐過程，綜合運用物理學與數(shù)學知識解決實際問題（引自《義務教育物理課程標準（2022年版）》“跨學科實踐”主題中“物理學與日常生活”要求）。二、學情分析學生已學習密度、浮力、物體浮沉條件等知識，知道“漂浮物體所受浮力等于重力”“液體密度不同時，漂浮物體浸入深度不同”，但將這些原理轉(zhuǎn)化為實際制作的能力較弱。具備基礎(chǔ)手工操作能力，但對“配重調(diào)節(jié)（保證豎直漂?。薄翱潭葮硕ǎ▽煌芏龋钡燃毠?jié)缺乏經(jīng)驗，需要引導。對“密度計為何能測量密度”有一定認知，但對“刻度上小下大”的原理理解不深入，且缺乏將數(shù)學計算（體積、長度）與物理原理結(jié)合的實踐經(jīng)驗。三、教學目標（一）物理觀念理解微型密度計的工作原理：利用漂浮條件（?。后w密度越大，密度計浸入深度越小（液與浸入深度成反比）。能說出密度計刻度“上小下大”的原因：液越大，排越小，浸入深度越淺。（二）科學思維與跨學科應用能通過受力分析推導“密度與浸入深度的關(guān)系”，培養(yǎng)模型建構(gòu)能力（將密度計視為柱體，排）。綜合運用物理學（浮力、密度）和數(shù)學（長度測量、比例計算）知識設(shè)計刻度，發(fā)展跨學科解決問題的能力。（三）科學探究與實踐能力經(jīng)歷“設(shè)計方案—選擇材料—制作調(diào)試—標定刻度”的完整過程，提升動手操作和創(chuàng)新能力。能通過調(diào)整配重（如纏繞銅絲）使密度計豎直漂浮，通過對比已知密度液體標定刻度。（四）科學態(tài)度與責任通過小組合作制作，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神和精益求精的實踐態(tài)度。體會密度計在生活中的應用（如測量酒精濃度、鹽水密度），認識“科學—技術(shù)—生活”的聯(lián)系，增強應用意識。四、教學重難點重點：微型密度計的制作原理（漂浮條件）；制作與調(diào)試過程。難點：保證密度計豎直漂浮（配重調(diào)節(jié)）；刻度的準確標定（與密度對應）。五、教學方法項目式學習法、小組合作法、動手實踐法、問題引導法六、教學準備教具：多媒體課件（展示密度計結(jié)構(gòu)、工作原理動畫、制作步驟）、示范用微型密度計（吸管+銅絲配重）、已知密度的液體（水ρ=1g/cm3、酒精ρ≈0.87g/cm3、鹽水ρ≈1.1g/cm3）。學具：每組一套制作材料（吸管、細銅絲/橡皮泥（配重）、剪刀、刻度尺、記號筆、燒杯3個（分別裝水、酒精、鹽水）、實驗記錄表（含“材料選擇”“制作步驟”“刻度標定”“問題及改進”四欄）。七、教學過程（表格式）環(huán)節(jié)及時間教學內(nèi)容設(shè)計意圖一、情境導入（5分鐘）1.問題情境：“如何快速判斷酒精濃度是否合格（消毒酒精密度約0.87g/cm3）？實驗室的密度計太大，無法放入小瓶測量，能否制作微型密度計？”

2.展示成品：微型密度計（吸管制作）在不同液體中漂浮，浸入深度不同。

3.明確任務：利用吸管等材料制作能測量液體密度的微型密度計，并標定刻度。從生活需求出發(fā)，通過成品演示激發(fā)探究興趣，明確跨學科實踐的目標，體現(xiàn)“從生活走向物理”的理念。二、原理探究與方案設(shè)計（10分鐘）1.探究工作原理：

（1）分析漂浮狀態(tài)：密度計受力平衡，?。℅為密度計重力，恒定）。

（2）推導關(guān)系：液排，排（S為吸管橫截面積，h為浸入深度），故液，即液與h成反比——刻度上小下大。

2.設(shè)計制作方案：

（1）小組討論：

-主體材料：選吸管（輕質(zhì)、中空，便于漂?。?/p>

-配重：下端纏銅絲（降低重心，保證豎直）；

-刻度標定：先在水中標記深度h1?，再在酒精中標記h2?（h2?>h1?），按比例劃分刻度。

（2）繪制設(shè)計草圖，明確分工（材料準備、配重纏繞、刻度標定）。原理推導結(jié)合數(shù)學公式，體現(xiàn)跨學科思維，幫助學生理解“刻度上小下大”的本質(zhì)。方案設(shè)計環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的規(guī)劃能力，為動手制作奠定基礎(chǔ)。三、動手制作與調(diào)試（20分鐘）1.分步制作：

（1）制作主體：取吸管，下端用蠟封口（可選），纏繞銅絲作為配重（纏繞長度需調(diào)試，確保豎直漂浮）；

（2）初步調(diào)試：將密度計放入水中，若傾斜，調(diào)整銅絲纏繞位置或長度；若下沉過多，減少配重；若漂浮過高，增加配重；

（3）標定刻度：

①在水中靜止時，在吸管與水面交界處標“1.0g/cm3”；

②在酒精中靜止時，標記“0.87g/cm3”；

③兩刻度間均勻劃分，標注對應密度值。

2.問題解決：

（1）若密度計傾斜：分析原因（重心偏移），調(diào)整配重位置；

（2）若刻度間距過小：換用更細的吸管（減小S，增大h的變化量）。制作與調(diào)試是核心環(huán)節(jié)，通過“試錯—改進”的過程，培養(yǎng)學生的實踐能力和問題解決能力。強調(diào)“配重調(diào)節(jié)”和“刻度標定”的細節(jié)，突破難點，落實課標“跨學科實踐”要求。四、展示交流與評價（7分鐘）1.成果展示：每組展示作品，演示測量不同液體密度的過程，說明：

-如何保證豎直漂??；

-刻度標定的依據(jù)。

2.互評與反思：

（1）評價標準：漂浮穩(wěn)定性、刻度清晰度、測量準確性（與標準值對比）；

（2）改進建議：如“用更細的吸管可提高精度”“配重纏繞更均勻可減少傾斜”。展示交流促進學生表達與反思，評價環(huán)節(jié)關(guān)注過程與方法，引導學生從“完成制作”提升到“優(yōu)化設(shè)計”，培養(yǎng)精益求精的科學態(tài)度。五、小結(jié)與拓展（3分鐘）1.課堂小結(jié)：

（1）微型密度計原理：漂浮時液與浸入深度成反比；

（2）跨學科整合：物理原理（浮力）+數(shù)學計算（刻度）+工程設(shè)計（結(jié)構(gòu)穩(wěn)定）。

2.拓展任務：

（1）改進設(shè)計：用泡沫做浮子增大浮力，測量更大密度范圍；

（2）實踐應用：用自制密度計測量飲料、醋的密度，與標簽對比。梳理知識與能力脈絡(luò)，拓展任務鼓勵創(chuàng)新應用，體現(xiàn)“從物理走向社會”的理念，強化跨學科實踐的價值。八、板書設(shè)計第十章第4節(jié)制作微型密度計一、工作原理漂浮時F浮=G→ρ液gV排=G→ρ液與浸入深度h成反比（刻度上小下大）二、制作步驟1.主體+配重（吸管+銅絲，保證豎直）2.調(diào)試（平衡、漂浮狀態(tài)）3.標定刻度（水→1.0g/cm3；酒精→0.87g/cm3）九、教學評價評價維度評價內(nèi)容評價方式跨學科實踐能力設(shè)計方案的科學性（配重、刻度設(shè)計）、制作的規(guī)范性（漂浮穩(wěn)定性）、測量的準確性。作品展示、小組互評科學思維與探究能否解釋刻度“上小下大”的原因、能否分析制作中出現(xiàn)的問題（如傾斜、下沉）。課堂交流、實驗記錄表合作與態(tài)度小組分工協(xié)作情況、解決問題的積極性、對作品的改進意識。教師觀察、組內(nèi)自評十、教學反思亮點：通過“原理推導—方案設(shè)計—動手制作—優(yōu)化改進”的完整流程，將抽象的浮力和密度知識轉(zhuǎn)化為具象的實踐活動，有效落實了課標“跨學科實踐”要求；學生在解決“密度計傾斜”“刻度模糊”等問題時，展現(xiàn)出較強的創(chuàng)新思維（如用細銅絲精準調(diào)節(jié)重心），體現(xiàn)了“做中學”的優(yōu)勢。不足：部分小組因吸管粗細不均導致刻度誤差較大，需提前篩選材料；刻度標定耗時較長，約1/3小組未能完成酒精刻度的精確劃分，可提前準備