以游戏为载体的《物质的密度》教学设计

2016-09-10袁雷臻

中学物理·初中 2016年11期

袁雷臻

1 教材分析

本节课选自教科版初中物理八年级上册第六章第二节.密度是初中物理的教学重点和难点.继上节课学习了质量之后，密度是又一个非常重要的物理量.本节课为接下来学习《测量密度》做好准备，也为今后学习压强、浮力等内容奠定基础.因此本节课起到了很好的承上启下的作用.

教材主要通过实验探究体积为1cm3的各种物体的质量关系，以此引出密度的概念.在此过程中，也向学生呈现了一种研究物理的科学方法——比值定义法.另外，教材也提到了密度的应用，很好地契合了新课标的基本理念——从生活走向物理，从物理走向生活.

2 学情分析

在学习本节课之前，学生已经掌握了体积和质量的概念及其单位，且已积累了不少与密度有关的生活经验，例如学生觉得密度大的物体要比密度小的物体重.另外，学生已经学会使用托盘天平.经过一段时间对物理的系统学习，学生具备了一定的科学探究能力.

初二学生的逻辑思维仍不占主导地位.这个年龄段的学生具有很强的好奇心和求知欲，但是在科学探究时更容易关注实验现象而忽略现象本质.然而密度是比较抽象、难懂的概念，且它是学生从未接触过的，与学生原有的知识经验产生较大的冲突.

3 教学目标

3.1 知识与技能

理解密度的概念及其物理意义；理解密度的公式和单位，会使用公式进行计算；知道密度是物质的一种特性，可用来鉴定物质；解释生产生活中一些与密度有关的物理现象.

3.2 过程与方法

通过经历密度概念的建立过程，学会运用比值定义法研究物理问题；通过参与游戏和科学探究活动，发展科学探究能力.

3.3 情感、态度与价值观

通过了解密度在生产生活中的应用，感受物理与社会生活的密切联系；通过参与游戏和科学探究活动，体验解决物理问题时的喜悦.

4 教学重点

理解密度的概念及其物理意义；理解密度的公式，会使用公式进行计算.

5 教学难点

理解密度概念及其物理意义；知道密度是物质的一种特性，可用来鉴别材料.

6 教学材料

自制教具：8个“黑瓶子”.

实验器材：水，量筒，托盘天平，砝码.

教学媒介：PPT、视频、图片.

7 教学过程

7.1 创设情境，引入新课

师：同学们，今天老师要讲一个故事.从前，有一个国王交给金匠一块黄金并命令他打造一顶王冠.过了好长时间，王冠终于做好了.可是国王感觉王冠轻了，便用秤来称王冠，结果发现它的质量和金块的质量是一样的.

师：同学们，有没有什么好办法来鉴别王冠的真假呢？

生：把王冠熔化后看看里面的材质；比较它们的体积是否一样等.

师：有同学说可以比较王冠和金块的体积.但是，王冠是不规则的，怎么测量它的体积呢？

学生思考问题.

师：一开始，阿基米德也不知道该怎么办.终于有一天，他在澡盆里找到了灵感.他发现，当他坐进放满水的澡盆的时候，水会哗哗地往外溢出.说到这儿，大家觉得阿基米德会怎样鉴定王冠吗？

生：将王冠和同质量的金块放入装满水的水槽里，收集它们溢出的水并测量其体积，再比较体积的大小.

师：什么情况下王冠是真的？什么情况下又是假的呢？

生：如果它们溢出水的体积相同，说明王冠是真金做的.如果它们溢出水的体积不相同，说明王冠是假的.

师：非常棒.故事的最后，阿基米德用了跟大家相同的方法，结果发现，王冠溢出的水的体积要大于金块的.因此这顶王冠是真是假呢？

生：假的.

师：不知道，这个故事对大家有没有什么启发？

生：相同质量的不同物质的体积不同.

师：其实，这与我们今天所要学习的内容有关.

设计意图以物理学史引入新课，使学生经历与阿基米德相似的探究过程，把握物理学的本质.另外，这个故事使学生获得“相同质量的不同物质的体积不同”的结论，起到了铺垫的作用.

7.2 趣味游戏，新课教学

7.2.1 游戏环节

师：接下来，进入游戏环节.现在有两个瓶子（1号和2号），它们的体积相同（图1），但是里面装的东西可不同.其中一瓶装了沙土，还有一瓶装了塑料泡沫.现在请同学们在不打开瓶子的前提下，猜猜这两个瓶子里装的是什么？

师：谁愿意上台来亲自鉴别一下这两个瓶子？请这位同学告诉大家，你的猜想是什么，并说明理由.

生：1号瓶子装的是沙土，2号装的是塑料泡沫.因为1号瓶子明显比2号瓶子重.

师：现在，我们就来验证一下，看看大家的猜想对不对.

教师将瓶子口的封条扯去，展示瓶子所装的材料.

生：猜对了.（仔细观察）

师：真棒.接下来游戏继续，还是体积相同的两个瓶子（3号和4号），但是这次瓶子里装的东西变了，一个瓶子里装的是面粉，另一个装的是蜡块（图2）.请大家猜猜哪个装的是面粉，哪个装的又是蜡块呢？

生1：3号瓶子装的是蜡块，4号装的是面粉，因为感觉3号瓶子比4号瓶子重.

生2：3号瓶子装的面粉，4号装的是蜡块，因为感觉3号瓶子比瓶子4号重.

师：由于时间关系，不是所有的同学都有机会上台来感受瓶子的质量，所以我们借助事先调好零的天平，让所有的同学都看的清楚.

教师将3号瓶子和4号瓶子分别放在托盘天平的左右两端.

师：请问大家看到了什么？说明了什么？

生：天平左端下沉了.说明瓶子3号更重.

师：看来，相同体积的不同物质，它们的质量可能是不同的.

师：现在问题的关键是，在体积相同的情况下，质量大的那一个到底是面粉，还是蜡块呢？那么接下来就是见证奇迹的时刻，看看大家猜的对不对.

教师将瓶子口的封条扯去，展示瓶子所装的材料.

生：3号瓶子装的是蜡块，4号瓶子装的是面粉.（仔细观察）

师：这说明了什么？在体积相同的情况下，哪个更重啊？

生：蜡块的质量要大于相同体积的面粉的质量.

设计意图游戏式教学可以加强师生互动，活跃课堂气氛，不仅促进了学生对知识的掌握，还能激发学习物理的热情，体现了“寓教于乐”的思想.另外，这个游戏分设两个环节：第一个环节旨在让学生调动生活经验来解决问题，有利于他们在接下来的学习中发现问题，同化新知；第二个环节使学生获得“相同体积的不同物质的质量不同”以及“蜡块的质量要大于相同体积的面粉的质量”两个结论，为之后的探究活动奠定基础.

7.2.2 小组合作探究

师：接下来，游戏任务升级了.请同学们四人为一小组，完成这个任务.每个小组的桌子上都有两个瓶子（5号和6号），两个空瓶子（7号和8号），以及水、量筒、砝码和托盘天平.另外，5号瓶子和7号瓶子的体积相同，6号瓶子和8号瓶子的体积相同（图3）.已知其中一个瓶子里装的是面粉，另一个装的是蜡块.请大家猜猜5号瓶子和6号瓶子里装的是什么？

学生进行小组合作探究（10min）.

师：有哪位同学愿意先来分享你们小组的实验方案呢？

生：第一步，用托盘天平测出四个瓶子的质量，分别记作m5，m6，m7和m8.接着，计算质量差值m5-m7和m6-m8，分别代表了5号瓶子和6号瓶子所装材料的质量；

第二步，在5号瓶子里注满水，再将水倒入量筒里，测量其容积（V5）.同理，测得6号瓶子的容积（V6）；

第三步，计算质量差值和体积的比值，再进行比较.比值大的是蜡块，比值小的是面粉.

师：这位同学的方案非常好.但是，老师有一个疑问，你们是怎么想到利用质量与体积的比值来鉴别

的呢？

生：受到第一个游戏的启发，我们想到把V5和V6变成相同的大小，都转化为单位1，则相应的质量也应该分别除以自身的体积，这样就可以直接比较它们新的质量的大小了.

设计意图在游戏的基础上，进一步提出探究性问题，鼓励学生加以思考并进行探究.探究过程不仅使学生获得知识与技能，还促使学生的分析思维、创新思维与问题解决能力得到发展.

7.2.3 新知教学

师：其实，在物理学中，物体质量与体积的比叫做组成物体的这种物质的密度.

教师介绍密度的公式（ρ=mV），密度的国际单位（kg/m3）以及常用单位（g/cm3）.