资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 八年级 学期 秋季
课题 第 4 节 密度与社会生活
教科书 书 名：义务教育教科书 物理 八年级 全一册 出版社：北京师范大学出版社
教学背景
1.教学内容分析 密度是《质量和密度》这一章的重点和难点内容，“密度与社会生活 ”一节既是对密度 知识的复习巩固和拓展，也是对密度知识深层次的理解和应用。本节内容从密度与社会生活 的密切关系出发，分别分析了密度与温度的关系和密度与生产生活的关系，帮助学生建立物 理知识和实际生活的联系，引导学生通过自主实践和思考突破学习难点，进而培养学生的核 心素养。 2.学情分析 经过前几章内容的学习，学生初步有了科学推理能力和科学探究能力，为本节的学习打 下了思维的基础。学生在之前的学习中已经初步学习了质量及其测量、密度、测量固体和液 体密度等基础知识，为本主题的学习打下知识基础。而学生学的知识相对比较零散，缺乏系 统性，在运用知识分析、解决综合的实际问题的能力较为薄弱。 八年级的学生逻辑思维能力和抽象思维能力已经有了很好的发展，在教师引导下能够 根据温度对物体体积的影响，依据密度公式分析物质密度的变化。但用密度概念对现象进 行准确描述和分析的能力还比较弱，所以本节课要创设联系实际的与密度有关的真实情境 通过任务驱动、问题启发帮助学生学以致用，在解决真实、综合的实际问题的过程中，认 识密度和生产生活的紧密联系，提升将理论应用于实践的能力。
教学目标
物理观念 1 ．了解密度知识与生产生活实际的紧密联系。 2 ．应用密度知识解释生活中与密度有关的现象，形成从密度的视角思考和观察世界的 物理观念。
科学思维 1．经历基于观察气体和固体受热和遇冷时体积的变化实验，得出通常情况下物体受热时 体积会膨胀、遇冷时体积会收缩的归纳推理过程。 2 ．经历基于观察水结成冰的实验得出冰的密度小于水的密度的推理过程。 3 ．经历基于计算数据鉴别铅笔芯不是用纯铅制成的分析、解释和判断过程。 4 ．经历基于数据估算得出人民英雄纪念碑正面碑心石质量的推理过程。 科学探究 1 ．经历基于观察实验现象得出结论解释交流走马灯旋转的原因过程。 2 ．经历基于观察实验现象得出结论解释交流寒冬鱼能生存的原因过程。 3 ．经历基于数据、计算得出铅笔芯不是用纯铅制成的结论的解释交流过程。 4 ．经历基于数据、计算得出人民英雄纪念碑正面碑心石质量的解释交流过程。 科学态度与责任 1 ．了解走马灯转动的奥秘，感受其中蕴含的物理知识及其在现代生活中的重要应用、 感悟物理对人类生活和社会发展的影响，以及中华民族独特的智慧和创造，增强民族自豪感。 2 ．体验观察、分析物质的密度与温度有关的实验的过程，经历基于实验探究归纳推理 得出结论，运用所学知识解决实际问题的过程，体会运用科学思维方法探索物质世界的乐趣， 以及运用知识解决问题的成就感，形成尊重事实、敢于质疑、勇于创新的科学态度。 3 ．通过对物质的鉴别、天问一号保温材料的学习，认识密度及其应用与生产生活的紧 密联系，体会科技对社会发展的推动作用，感悟我国科技发展的新成就，增强民族自豪感和 将科学服务于人类的意识。
教学重难点
教学重点：基于实验比较、分析、归纳得出物质的密度与温度有关。根据质量、密度等 概念分析、解释实际问题。 教学难点：水的反常膨胀，运用知识分析、解决综合的实际问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 【展示图片】 倾听、观察。 学生观察并 思考。 创设情境，有 利于宣扬优秀的 传统文化，增强民 族自豪感，培养学 生理论联系实际 和透过现象看本 质等科学素养，也 有利于培养学生 保持探索之心的 良好情感与态度。
传统走马灯 走马灯，承载着古老的智慧与艺术魅 力，起源于秦汉，古称蟠螭灯，在唐宋时 期大放异彩，明清持续传承，是我国非物 质文化遗产，它见证了岁月的流转。老师 这里就有一盏走马灯，我们一起来看看它 的奇妙之处。 现代走马灯 【播放视频】 点燃走马灯底部的蜡 烛，装饰物转动起来。 【问题】为什么点燃走马灯底部的蜡 烛，装饰物会转动起来呢？
环节一 ： 密度与温 度 1.气体密度与温度的关系 【探究】引导学生利用一杯热水，一 杯冷水和一个套有气球的锥形瓶，探究气 体密度与温度的关系 学生动手， 将套有气球的锥 形瓶分别放入热 水和冷水中，观 察气球的体积变 化。 实验激发学 生的兴趣，培养学 生动手和科学探 究的能力。
引导学生认识：气体受热时体积会膨 胀，遇冷时体积会收缩，这种现象在物理 学中属于热胀冷缩现象。 【提问】刚才的两个实验现象说明了 什么呢？ 【结论】 由公式P = 可知，质量一 定的气体，体积变大，密度变小；体积变 小，则密度变大。 【解决实际问题】同学们能否用气体 密度与温度的关系来解释为什么点燃走 马灯底部的蜡烛，上方装饰物会转动起来 的呢？ 【学用相长】大量资料表明,室内发生 火灾时，毒烟、缺氧都是火灾中致人死亡 的关键原因，请同学们结合刚才所学知识 查阅教科书 148 页密度表，思考发生火灾 时，受困人员应怎么撤离？ 【提问】固体的密度会受温度影响 吗？ 2. 固体密度与温度的关系 【探究】指导学生利用一杯冷水、一 盏酒精灯、金属球、金属圆环、火柴，探 究固体密度与温度的关系 【学用相长】接下来我们学用相长， 思考并回答 问题。 学生利用所 学解释点燃走马 灯底部的蜡烛， 上方装饰物会转 动起来的奥秘。 思考并回答 问题。 学生动手， 分别将金属球、 用酒精灯加热后 的金属球、用冷 水降温后的金属 球从圆环上方逐 渐下放，观察金 属球能否轻松穿 过同一圆环；通 过对比、总结得 出固体密度与温 度的关系。 引导学生从 物理学的视角分 析、解决实际问题 感受物理知识的 力量，激发物理学 习的兴趣。
老师的问题是：为了减小固体热胀冷缩的 影响，普通火车钢轨是有缝的，我国高铁 技术处于世界领先地位，为了提速，采用 的却是无缝钢轨技术，专家们是怎样克服 钢轨热胀冷缩带来的影响呢？请同学们 课后通过网络查阅关于无缝钢轨技术的 资料，找到答案。 3.液体密度与温度的关系 【提问】前面探究了气体、固体密度 和温度的关系，那液体密度与温度的关系 是怎样的呢？ 【是真的吗？】寒冬时节，湖中的鱼 儿真的被冻住了吗？ 4.分析水结冰后密度如何变化 【想一想】一塑料瓶内装有适量水， 冷冻前，记录水面对应的位置，如甲所 示。水冷冻结冰后，冰的体积如图乙所 示。我们观察到了什么现象？通过该现 象，你能得到水的密度与冰的密度的大 小关系吗？ 【提问】光靠这一特点，湖泊中生存 的鱼类就能在水中安然过冬了吗？ 5.水的反常膨胀 【播放水的反常膨胀视频】 【引导总结】通过两个坐标图像，可 思考并回顾 已学知识，得出 通常情况下液体 密度与温度的关 系。 学生倾听并 思考问题。 学生通过观 察现象，总结得 出水的密度与冰 的密度的大小关 系。 以问题为导 向，让学生感受自 然界物质世界的 神奇，感受科学思 维方法的魅力，提 升质疑创新能力。 用证据解释 自然界中的现象。 通过自制视 频展示水的反常 膨胀现象，突显此 现象的真实性，突 破学生的认知难 点。
以清晰的看出：水在温度为4℃时体积最 小，密度最大，温度高于4℃时，随着温 度的升高，水的体积变大，密度会变小； 温度低于4℃时，随着温度的降低，水的 体积变大，密度也会变小。 （一个标准大气压下） 每吨水的体积与温度的关系 水的密度与温度的关系 【是真的吗？】寒冬时节，湖中的鱼 儿真的被冻住了吗？ 【学用相长】接下来学用相长，生活 中我们也可以通过刚才的知识，来鉴别一 些互不相容的液体，老师给同学们准备了 三种液体：蜂蜜、饮料和玉米油，请同学 们观察玻璃杯中三种液体的分层情况，若 已知玉米油的密度约为 0.92 g/cm3, 饮料 的密度约为 1.03 g/cm3 ，蜂蜜的密度约为 1.4 g/cm3 ，你能找出它们分别位于哪一 层？ 同学们仔 细观察水的温度 从 0 摄氏度升高 的过程中，毛细 管中液面的变化 情况。 利用图像形 象而直观的分析 一定量的水的体 积与温度的关 系，利用密度公 式推导出水的密 度与温度的关 系。 利用所学知 识分析、解决综 合的实际问题。 让学生有利 用图像处理数据 的意识。 引导学生从 物理学的视角分 析 、 解决实际问 题，感受物理知识 的力量，激发物理 学习的兴趣。
环节二： 密度与生 产生活 【介绍】在生活生产中根据密度的大 小，我们可以鉴别物质。根据密度的定义， 在质量、密度和体积三个物理量中，知道 其中任意两个，就可以求出第三个。对于 难以称量质量的物体，如矿山、油田等， 可以根据体积和密度估算储量。对于形状 复杂不便测定体积的物体，也可以根据质 量和密度算出体积。 1.鉴别物质 【议一议】例如生活中，我们经常使 用的铅笔芯真的是纯铅做的吗？ 如何测 出铅笔芯的密度？请大家思考、分析以下 问题： 问题 1 ：对于相同型号的细铅笔芯， 测多根铅笔芯的质量和测一根铅笔芯的 质量，哪种方法更准确？ 问题 2 ：如何测铅笔芯的体积？根据 铅笔芯盒上标记的铅笔芯的直径和铅笔 芯的长度，可以计算出铅笔芯的体积吗？ 【例题 1】某同学测得他使用的 10 根铅笔芯总质量为 0.6g，每根铅笔芯的直 径为 0.7mm ，长度为 75mm ，你能计算出 他所使用的铅笔芯的密度吗？ 他使用的 铅笔芯是用纯铅做的吗？ 【提问】铅笔芯不是用纯铅做的，同 学可以查询相关资料了解铅笔芯的主要 成分是什么？ 【总结】这里给大家提个醒不同物质 的密度可能是相同的，要准确鉴别某种物 学生倾听并 思考 学生小组讨 论如何解决两个 问题，并小组分 享其结果。 通过计算、 查密度表说明铅 笔芯是否是铅做 的。 根据密度的 计算公式ρ=m/V 可知，学生学会如 何根据给定的质 量、体积、密度任 意两个物理量，准 确计算出另一个 物理量。这种实践 能力在未来的科 学研究和工程应 用中至关重要。 让学生有合 作的意识，培养学 生的表达能力，增 强学生解决实际 问题的能力和严 谨的科学态度。 利用密度鉴 别物质种类，启发 学生结合具体问 题选择合适的方 法测量物体的质 量和体积，鼓励学 生将思维过程表 达出来。
质，仅用一种方法是不可靠的，常常需要 多种方法并用。例如，酒精和煤油都是液 体，它们的密度都是 0.8×103kg/m3，通过 密度无法区分，但是可以通过气味和颜色 来区分。还可以通过透明度、硬度、可燃 性、延展性、导电性、熔点等鉴别。 2. 根据体积和密度估算质量 【例题 2】人民英雄纪念碑是我国大 型纪念性建筑，矗立在北京天安门广场中 心。纪念碑的碑心正面镌刻着“人民英雄 永垂不朽 ”八个大字。正面碑心石为一整 块花岗岩，长 14.4m，宽 2.72m，厚约 0.6m， 估算正面碑心石的质量。 3.密度在生产生活中的很多应用 【介绍】密度在社会生活中有很多重 要的应用。例如：通过采集样品密度等信 息，可以确定它的种类及价值；农业选种 时配制盐水等，都要用到密度的知识。在 农业工业生产中密度知识的应用很广泛。 例如，可以根据需要自主研发符合密度要 求的新物质、新材料，像交通工具、航空 器材中，常采用高强度、低密度的合金材 料、玻璃钢等复合材料;压路机的滚筒，坚 若磐石的机床底座则需要用坚固、密度大 的材料制成；电影中的塑料泡沫石头、泡 沫墙，在产品包装中，常采用密度小的泡 沫塑料作填充物，便于运输。正是有价值 的思考推动了材料科学的研究，材料的发 展史就是人类社会的发展史，材料是国民 倾听并思考。 通过查密度 表、计算求出正 面碑心石的质 量。 学生认真倾 听。 鼓励学生从 多角度思考问题。 利用密度公 式的变形式求人 民英雄纪念碑正 面碑心石的质量， 在分析、解决问题 的过程中培养学 生的科学思维。将 物理知识与具有 象征意义的人民 英雄纪念碑相联 系，可以激发学生 对国家的认同感 和责任感，渗透爱 国主义教育。 引导学生认 识密度再工业生 产和材料学中的 重要地位，使学生 了解物质属性的 研究对生产生活 和科技进步的影 响，同时增强学生 物理 学 习的 兴趣 和民族自豪感。
经济和社会发展的基础和先导，各种新型 材料的研究发现到应用，极大的促进了社 会的进步。例如气凝胶，气凝胶是迄今为 止保温性能最好的材料。在天问一号上一 共应用了两种气凝胶材料，分别用来应对 “极热 ”和“极寒 ”的考验。 【播放新材料：气凝胶的视频】 学生观看视频， 了解气凝胶。 通过气凝胶 制备和应用涉及 多个学科的知识 和技术创新。真正 体会到科学、技术 与社会的紧密联 系，增强将科学技 术应用于生产生 活的意识。
课堂小结 同学们，今天的课堂，我们不仅揭示 了气体、固体、液体密度随温度变化的神 奇面纱，更将这一科学真谛巧妙融入日常 点滴与工业生产之中，彰显了知识赋能生 活的非凡价值。通过亲身实践，大家深切 感悟到，从调节家居温暖到精选工业材 料，密度的温变特性无处不在，发挥着举 足轻重的作用 。利用密度鉴别物质的过 程，不仅锤炼了我们的实验技艺，更激发 了内心的科学探究热情与问题解决智慧， 这正是科学核心素养的璀璨光芒。老师衷 心期望，通过今日的学习，你们能够培养 学生跟随老 师的引导回顾本 节课学习内容、 科学方法、升华 情感等。 课堂小结旨 在巩固课堂知识， 深化生活应用理 解，激发科学兴 趣，促进知识迁移 与自我反思。
出以科学视角观察世界的习惯，将所学知 识的力量转化为解决生活挑战的智慧。无 论是在未来的科研征途上，还是在工程技 术领域，乃至日常生活的细微决策中，都 愿你们能展现出基于深刻理解与高效思 考的睿智风采，让科学之光照亮你们前行 的每一步。
课后任务 1 ．基础性作业 完成“学生资源 ”中的作业练习。 2 ．拓展性作业 ⑴为了减小固体热胀冷缩的影响， 普通火车钢轨是有缝的，我国高铁技术处 于世界领先地位，为了提速，采用的却是 无缝钢轨技术，专家们是怎样克服钢轨热 胀冷缩带来的影响呢？ ⑵铅笔芯不是用纯铅做的，同学可 以查询相关资料了解铅笔芯的主要成分 是什么？ 学生认真思 考完成课后作业 课后任务旨 在通过实践探索， 加深学生对密度 概念的理解，并培 养其运用密度知 识解决实际生活 问题的能力。
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