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/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
课题 9.4跨学科实践：制作简易活塞式抽水机 主编教师 复核教师
授课时数 1 课型 授新课 授课方法 多媒体 授课时间
学习 目标 1.原理探究：能运用大气压、液体压强等知识进行解释。 2.工程制作：选择合适的工具和材料，小组合作完成一台简易活塞式抽水机的制作。
教学重点 理解抽水机工作原理（单向阀、压强差）；小组合作完成抽水机的制作与测试。
教学难点 单向阀（如皮碗、橡胶片）的制作与调试，确保其单向导通性。装置整体的密封性处理。
一、 溯源·任之始 【师生活动】 情境导入： 播放短片：展示古代水车、辘轳、压水井、现代水泵等提水工具的发展。 提出问题：“在缺乏电力或发动机的古代或偏远地区，人们如何从低处的水源（如井、河）向高处提水？”引出“抽水机”这一核心工具。 明确任务： 展示任务卡：“项目挑战：利用提供的材料，小组合作，设计并制作一台能将水从低处抽至高处的简易活塞式抽水机。比一比，哪个小组的抽水机效率更高、更可靠？” 分发材料清单：大号注射器（去除针头）、软管、橡胶片/气球皮、强力胶、剪刀、水盆、支架等。 自然过渡：挑战已经明确。但“知其然，更要知其所以然”。在动手之前，我们必须先成为“抽水机”工作原理的明白人。它为什么能“自己”把水抽上来？核心的奥秘是什么？ 二、 明理·奥秘析 【师生活动】 原型观察：教师展示一个去掉针头的注射器。让学生操作：拉动活塞，观察针筒口空气进入；推动活塞，观察空气排出。 原理探究： 核心问题：如何改造这个“注射器”，让它只能“吸入”水，而不能“倒流”？ 关键突破——单向阀：教师展示活塞式抽水机剖面图（或动画），重点讲解“进水阀”和“出水阀”的结构与功能。 进水阀：位于筒底，只允许水从下方进入筒内，防止筒内水回流。 出水阀：位于活塞上，只允许水从筒内向上方排出，防止上方水回流。 工作过程分析（结合大气压知识）： 上提活塞：活塞下方空间增大，气压减小（小于大气压）。进水阀打开（外界大气压将水压入），出水阀关闭。 下压活塞：活塞下方空间减小，气压增大。进水阀关闭，出水阀打开，水被压出。 设计引导：引导学生思考，可以用什么材料模拟这两个“阀门”？（如：用橡胶片覆盖小孔，一侧固定，利用水的压力使其开合）。 自然过渡：原理已然清晰，蓝图已在心中。现在，让我们化身小小工程师，将手中的材料，变成能实现抽水功能的“工程样机”。小组合作，现在开始！ 三、 巧手·模型成 【师生活动】 设计与分工： 小组讨论，绘制简易设计草图，明确进水阀、出水阀、活塞、缸体的制作方法。 进行组内分工：材料处理员、组装员、测试员、记录员等。 制作与调试（教师巡视指导）： 关键步骤1：制作单向阀。指导学生在注射器简底（或活塞头部）钻/烫一个小孔，用剪成圆形的橡胶片（或气球皮）覆盖，一侧用胶水或细线固定，确保能灵活开合。 关键步骤2：处理密封性。检查活塞与筒壁的摩擦是否适中，可在活塞上涂少许水或油脂增强密封。检查各接口（软管与注射器）是否紧密。 关键步骤3：整体组装。将进水阀端接软管入水源，出水阀端接软管至高处。 安全教育：强调剪刀、钻孔工具的安全使用规范。 自然过渡：我们的“抽水机”诞生了！但它是否健康？性能如何？是骡子是马，得拉出来“抽一抽”。让我们进入测试环节，用数据说话，在实践中检验我们的设计。 四、 实测·效能验 【师生活动】 制定测试标准：师生共同商议几个简单的性能指标，如： 基本功能：能否成功将水从低处抽至高处？ 密封性：在活塞静止时，出水口是否持续滴水？ 抽水效率：连续抽动10次活塞，能将多少毫升的水提升到指定高度？ 分组测试与记录： 各小组按照标准进行测试，并将结果（成功/失败、漏水量、抽水量等）记录在“测试报告单”上。 教师引导成功的小组分析成功的关键因素（如阀门设计、密封性）；引导未成功的小组诊断问题所在（是阀门方向错了？还是漏气严重？）。 交流与改进： 小组间观察、交流不同设计方案（如阀门材料、固定方式）的优缺点。 基于测试结果，各小组讨论并尝试对产品进行迭代改进（如更换阀门皮、加固接口）。 自然过渡：经过紧张的制作、严谨的测试和用心的改进，每个小组都拥有了独一无二的“抽水机”和宝贵的实践经验。现在，是时候举办一场“产品发布会”，分享我们的工程智慧，接受全体“专家”的考评了。 五、 展评·收获园 【师生活动】 成果展示会： 各小组选派代表，从“设计思路”、“工作原理”、“制作亮点”、“测试数据”、“改进过程”等方面，介绍本组的抽水机。并现场进行功能演示。 其他小组和教师作为评委，可以提问或提出建议。 评价与总结： 知识整合：教师引导学生回顾总结，将抽水机工作过程中的“上提活塞”、“下压活塞”分别与“大气压将水压入”、“液体被加压排出”的物理原理对应起来，强化知识应用。 工程思想升华：强调今天经历的正是工程实践的缩影：从需求（提水）出发，理解科学原理，进行设计与制作，再通过测试不断优化。 1.拓展作业：查阅资料，了解离心泵、隔膜泵等其他类型水泵的工作原理，与活塞式抽水机进行比较。 2.创意作业：思考并尝试设计，如何为你制作的抽水机增加一个“储水”功能，使其能间歇出水，更像一个实用的手动水泵？ 设计意图个性化修改 【设计意图】 从人类对水资源利用的宏观视角切入，赋予实践活动历史与人文背景，激发学习兴趣。通过观看提水工具演变，感受技术进步。直接发布项目挑战，明确本节课的实践目标和产品导向，激发学生的好胜心和创造力。 【设计意图】 本环节是连接理论与实践的桥梁。从学生熟悉的注射器入手，通过“如何改造”的驱动性问题，引导学生聚焦“单向阀”这一核心装置。结合动画和受力分析，将抽象的“气压差”与具体的阀门“开、合”动作联系起来，深化对大气压应用的理解。为动手制作提供清晰的理论指导和设计思路。 【设计意图】 这是实践的核心环节，将知识、设计转化为实物。强调“设计先行”，培养学生工程思维。在制作中，学生会遇到真实的工程问题（阀门不灵、漏水），这正是培养解决问题能力和动手能力的契机。教师巡视提供个性化指导，而非统一操作，鼓励多样化解决方案。安全教育必不可少。 【设计意图】 本环节引入工程测试与迭代的思想。让学生从“做出来”的兴奋，转向“做得更好”的理性思考。通过制定量化或质性标准，引导学生有目的地观察和评估产品。分析失败原因与分享成功经验同样重要，能深化对原理的理解。改进环节让学生体验“设计-制作-测试-改进”的完整工程循环。
板书设计： 教学反思 本节跨学科实践课旨在打破理论与实践的壁垒，是压强单元知识的综合应用与升华。作为一次完整的项目式学习尝试，反思如下： 本环节旨在创设真实、有意义的驱动性情境。从“提水工具史”切入，赋予制作活动以文化和工程背景，提升了活动的价值感和挑战性，超越了单纯的“手工课”。明确的项目挑战和材料清单，快速将学生带入“工程师”角色。过渡到原理学习时，通过“知其所以然”的设问，强调了理论指导实践的重要性，避免了盲目动手。
【教学设计总结】
本设计以“项目式学习”理念贯穿始终，围绕“制作抽水机”这一核心任务，设计了“情境导入-原理探究-工程制作-测试改进-展示评价”的完整学习闭环。注重在真实问题解决中应用和深化压强知识，在动手实践中培养工程思维和合作能力，充分体现了物理课程的实践性、综合性与跨学科性，是发展学生核心素养的有效尝试。完善知识体系。过渡到综合评价时，以“应用达人”角色激发学生的挑战欲和成就感。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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