“密度”探究教学设计案例分析.pdf

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1、2 0 0 9年第 l 0期 物理通报 研究性教学案例 “ 密度 探究教学设计案例分析 * 易其顺 ( 广西民族师范学院物理与信息技术系 广西 崇左 5 3 2 2 0 0 ) 密度是初中物理教学重点 内容之一 ， 也是课程 标准中要求 的七个重点知识之一 学好本节知识是 进一步学习力学知识的基础 ， 所 以“ 密度”这节课是 本章的重点课 “ 密度” 是在学习了“ 质量”之后而引 入的一个新 的物理量 ， 它在全章中起到承上启下 的 作用 ， 既是在质量的基础上对物质世界的进一步探 索 ， 也是掌握测定物质密度 的方法和解决有关密度 的实际问题的基础 ， 并为更深入学习液体压强、 浮力 等知

2、识做铺垫 由于本节课的教学 目标要求通过实 验探究找出同种物质的质量和体积成正比的关系， 因此本案例采用探究教学策略 1 教学 目标 1 1 知识与技能 ( 1 ) 理解密度的物理意义 ； ( 2 ) 会查密度表， 知道水的密度 ； ( 3 ) 用密度知识解决简单的实际问题 1 2过程与方法 ( 1 ) 通过实验探究活动， 找出同种物质的质量 与体积成正比的关系； ( 2 ) 学习以同种物质的质量与体积的比值不变 性来定义密度概念的科学思维方法 I 3情感态度与价值观 ( 1 ) 通过探究活动， 使学生对物质属性 的认识 有新的拓展； ( 2 ) 培养学生的合作精神 ， 以及在交 流与讨论 中

3、所持的正确态度 ； ( 3 ) 在概念建立过程 中， 渗透由特殊到一般 ， 由 现象到本质的唯物辩证法思想 2 教学重点 通过实验探究 ， 学会用比值的方法定义密度 的 * 广瑗 民族师范学 院项 目基金资助 ， 项 目编号 ： y b x m 2 0 0 9 1 5 概念 理解密度的概念 、 公式及其应用 3教学难点 在实验探究的基础上 ， 利用“ 比值” 定义密度概 念 ， 理解密度是物质的一种属性 4 教学设计 4 1设计思想 ( 1 ) 在密度概念的教学 中， 不应该在学生毫无 思想准备时就强加给学生， 而应该在学生觉得有引 入新概念的必要时， 再引入密度概念 ( 2 ) 设计一个物品

4、归类活动， 让学生凭 自己的 经验解决一些问题 ， 但在解决另一些问题时碰到困 难 ， 要解决这一困难 ， 这就必须超越原来的经验 ， 从 而为理解概念打下基础 4 2 具体设计 ( 1 ) 物品归类活动 师 ： 在学习新内容之前 ， 我们先来进行一个物品 归类的活动 每个组的桌面上都放有 5个正方体 的 物品( 图 1 ) ， 这 5个物品都 已经涂上黑色 已知这些 物品由两种物质组成 ， 它们的体积关系为 ： 最小 ， 2 =2 V 3： v 4： 现在各小组想办法将 5 个物 品分成两类， 同一类物质的放在同一边 田 口曰口 口 l 、 3 、 5是铁 2 、 4是铝 1 的重量刚好等于

5、 2的重量 图 l 师： 各小组要将归类的结果写在纸上 ， 并附上理 在学生进行归类的过程中， 教师要巡视各组 ， 一 41 2 0 0 9年第 1 0 期 物理通报 研究性教 学案例 了解各组的进展 ， 必要时做些指导 当各组归类好后 教师组织各组交流情况 师 ： 好 了， 现在请各组派代表上来介绍本组 的归 类情况 ， 第一组先上来 第一组 ： 我们的归类是 3 和5 归一类 ， 2 和4归一 类 ， 1 不确定 理 由是 4和 5 体积一样 ， 5比较重 ， 所以 是不同类 ； 2 和3 体积一样 ， 3 比较重 ， 所以5 和 3 同一 类 ， 2和 4同一类 第二组 ： 我们的归类是

6、 1 、 3 和 5 归一类 ， 2 和4归 一 类 3 、 5 和 2 、 4 的分类理由与第一组相同， 1 凭感觉 和 3 、 5同一类 第 三组 ： 第 四组 _ 这个分类的过程中， 学生很容易分 出3 和 5 同一 类 ， 2和 4同一类 ， 但在对 t 进行分类时碰到困难 ( 2 ) 密度概念的引入 师 ： 刚才各组已经分出 3 和5 同一类 ， 2 和 4 同一 类 ， 1 大家都还不确定 个别组虽然也把 1 给分类 了， 但理由不充分 师： 要想用 比较重量 的方法来对 1 进行归类看 来行不通 ， 还有什么办法可 以对 1 进行分类呢? 既然 是同种物质 ， 肯定有一个共同的性

7、质 ， 我们既然肯定 地得出3 和 5 同一类 ， 2 和 4 同一类 ， 为什么不从它们 那里寻找这些特点呢? 师 ： 3和 5同一类 ， 那 3和 5体积关系怎样? 生 ： 5的体积大 师 ： 它们哪个质量大? 生 ： 5的质量大 师 ： 那 同一类 物质 ， 它的质量与体积 的关 系怎 样 ? 生 ： 体积越大 ， 质量越大 师： 既然是体积越大 ， 质量越大 ， 那就有个问题 ， 是成 比例增大还是不成比例增大? 学生思考讨论 师 ： 好 ， 现在各组用实验来证明 ， 用桌上的 3和 5 ， 或 2和 4来做 各小组通过实验得出， 同一类物质 ， 体积和质量 成 比例增加 ， 体积增加

8、一倍 ， 质量也增加一倍 师 ： 既然各组都得出， 同一类物质 ， 体积增加一 一 42 一 倍 ， 质量也增加一倍 ， 那说明什么问题 呢? 学生继续思考 师 ： 汽车做匀速运动时 ， 时间增加一倍 ， 路程也 增加了一倍 ， 路程和时间之 比( 速度)变了没有? 学 生 ： 没有 师 ： 那我们这里， 体积增加一倍 ， 质量也增加一 倍 ， 质量与体积的比值变了没有? 生 ： 没有 师 ： 好 ， 那请 大家说说 ， 同一类物质有什么共同 的性质? 生 ： 同一类物质质量与体积之 比不变 师： 匀速运动中路程和时间的比值不变 ， 这个 比 值叫速度 ， 那么同一类物质质量与体积之比值不变

9、， 这个 比值叫什么呢? 学生广泛讨论 ， 莫衷一是 师： 其实叫什么并不重要 ， 各个地方 叫法不同 ， 不过 中国科 学家 给它取 了一个 很好 的名字 叫 “ 密 度” 为什么说好呢? 主要是从它的名字里你就知道 它的含义 ， “ 密度”就是物质 的疏密程度 ， 比如棉花 很松 ， 它的密度肯定小 ； 而铁很 紧密 ， 它的密度会 比 较大 师 ： 匀速运动中速度的物理意义是什么? 生 ： 单位时间内走的路程 师 ： 那么 ， 密度的物理意义是什么? 生 ： 单位体积的物质的质量 师 ： 很好 ， 不过准确来讲应该是 “ 单位体积 内物 体所含物质 的质量叫密度” ( 3 )密度的公式

10、、 单位 、 密度表 师： 根据密度的定义可 以得到密度的公式应该 是什么呢? 生 ： 密度等于质量除以体积 师板书 ： 密度 = 10= 符号的意义及单位 ： D 一密度 千克每立方米( k g m 3 ) m质量 千克( k g ) 体积 立方米( r n 3 ) 说 明： 密度 P的单位是 由质量 的单位 和体积的 2 0 0 9年第 l O期 物理通报 研究性教学案例 单位决定 的国际单位制 中， 质 量 的单 位是 千克 ( k g ) ， 体积的单位是立方米 ( m 3 ) ， 密度的单位就是千 克每立方米( k g m 3 ) ； 如果质量单位用克( g ) ， 体积单 位是立方

11、厘米( e m 3 ) ， 则密度的单位就是克每立方厘 米( g c m 3 ) 1 g c m3 = 1 X l o 3 k g m3 说明两者间的关系 ， 在黑板上演算或要求学生演算 让学生阅读教材中的常见物质的密度表 ， 大致 了解常见物质的密度大小情况 ， 同时记住水的密度 ( 4 ) 密度应用( 鉴别物质) 师： 既然我们得出 ， 同一类物质密度一样 ， 不同 的物质密度不同， 那么怎么对物品 1 进行归类呢? 请 各组在课下通过实验进行归类 ( 5 ) 课堂练习 判断对错 ： 1 ) 一块铁锯去一半 ， 它的密度也会减小一半 2 ) 一杯水和一桶水的密度一样大 3 ) 体积相同的不

12、同物质， 质量大的密度小 4 ) 质量相等的不同物质， 体积大的密度大 5 ) 一块砖的密度是 1 5 g c m 3 ， 把它平分成两 块 ， 每块的密度是 0 7 5 g e m 3 ( 6 ) 总结( 略) ( 7 ) 布置作业( 略) 5 案例分析 本案例值得提倡的有以下几方面 ： 5 1 教学活动设计在学生的现有水平 学生从出生开始不断地认识世界， 不断地感知 各种物质 ， 因此对物质的密度有 自己的理解 ， 头脑中 存在着各种有关密度的经验 因此 ， 密度的教学设计 就应该让学生从这些经验开始， 逐步建立对密度 的 理解 本案例 中， 教师先让学生进行物 品的归类活 动 ， 在活动

13、过程中， 学生利用已有的经验成功地解决 一 些问题 ； 然而在解决另一些问题时碰到困难 ， 要解 决这个问题必须超越经验 ， 这一超越 ， 为学生能从经 验提升到科学概念的水平铺平道路 5 2 让学生意识到有必要引入密度的概念 初中学生在学习科学概念时 ， 无论从他们的科 学知识基础 ， 还是从认知发展的水平来看， 都离不开 具体经验的支持 在一般的密度的教学中， 密度概念 都是以生硬的方式出现 这种无视学生心理感受 的 灌输不可能使学生真正地理解 相反 ， 如果在科学概 念的引入过程中， 精心设计能挑战学生经验的物理 情景 ， 同时给予学生足够的思考时间和活动的机会 ， 让他们的经验经历成功

14、和困难 这样 ， 当他们面临困 难时就意识到 自己的经验存在不足 ， 也就意识到有 寻找新知识的必要 本案例中， 教师并没有带领学生 直奔密度的概念 ， 而是让学生进行一个物 品分类 活 动， 在分类的过程中， 学生运用已有的经验成功地解 决一些 问题 ， 比如， 学生在对同体积的2 和 3 或 4 和5 进行比较时 ， 仅利用轻重经验就可以解决 ， 但对 1 与 2和 3 ， 1 与 4和 5归类时却碰到了困难 于是学生开 始意识到 自己经验的不足 ， 意识到有 寻找新知识 的 必要， 此时密度概念的引入就水道渠成了 5 3 让学生探究发现密度的物理意义 这节课教学的主要 目标就是让学生理解

15、密度的 物理意义 ， 然而 ， 如何才能让学生理解却需要下一定 的功夫 一般 的教学中， 当密度概念引入后 ， 教师总 是急于向学生介绍 密度 的定义 、 表达式 、 物理意义 等 这样 ， 学生实际上是被动地接受 ， 学生的脑力活 动没有真正参与到教学活动当中， 不利于学生对密 度概念 的理解 相反， 如果能引导学 生进行探究 ， 得 出密度的物理意义， 将有助于学生对密度的理解 本 案例 中， 教师在学生成功得出2 和4同一类 、 3 和 5 同 一 类后 ， 就引导学生寻找同类物品的共同性质 ； 当学 生分析得 出同一类物品“ 体积越大质量 越大”后接 着进一步引导 ， 探究得出“ 同一类物 品， 质量与体积 成正比” 这样的过程 ， 也就有利于学生 的理解 和掌 握 - - - 4 3-