《跨學(xué)科實踐：降落傘》教案及反思

教科版（2024）物理八年級上冊《跨學(xué)科實踐：降落傘》教案及反思項數(shù)教學(xué)內(nèi)容一、教材分析《跨學(xué)科實踐：降落傘》這一內(nèi)容在物理教學(xué)中具有獨特的地位。它將物理知識與實際應(yīng)用緊密結(jié)合，涉及到力、運動、空氣阻力等物理概念。同時，作為跨學(xué)科實踐活動，它融合了工程學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科知識。教材通過引導(dǎo)學(xué)生制作和研究降落傘，讓學(xué)生在實踐中理解物理原理在實際問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣，提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，為學(xué)生提供了一個將理論知識轉(zhuǎn)化為實際成果的平臺。二、核心素養(yǎng)目標1.科學(xué)思維：在設(shè)計和改進降落傘的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理和創(chuàng)新思維能力，如根據(jù)降落傘下落情況分析影響因素并提出改進方案。

2.科學(xué)探究：讓學(xué)生經(jīng)歷提出問題、設(shè)計實驗、制作模型、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果等科學(xué)探究過程，提高學(xué)生的探究技能，例如探究不同因素對降落傘下落速度的影響。

3.物理觀念：幫助學(xué)生建立起力與運動的物理觀念，理解空氣阻力對物體運動狀態(tài)的影響，通過降落傘在空氣中的運動來體現(xiàn)。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生嚴謹認真的科學(xué)態(tài)度，在降落傘制作和實驗過程中注重細節(jié)，同時讓學(xué)生明白科技應(yīng)用對社會的影響，增強社會責(zé)任感。三、教學(xué)重難點1.教學(xué)重點：

（1）.理解降落傘的工作原理，即空氣阻力與重力的平衡關(guān)系對降落傘下落速度的影響，這是整個實踐活動的理論基礎(chǔ)。

（2）.指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作出一個基本的降落傘模型，包括選擇合適的材料和確定合理的結(jié)構(gòu)。

2.教學(xué)難點：

（1）.分析和探究影響降落傘下落速度和穩(wěn)定性的多個因素，并通過實驗進行驗證和改進，因為涉及多個變量的控制和分析。

（2）.培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維，引導(dǎo)學(xué)生將物理知識與工程設(shè)計、材料選擇等知識有機融合，在實踐中靈活運用。四、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)策略1.教學(xué)方法：

（1）.項目式教學(xué)法：以降落傘制作和研究為項目，引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計、制作到測試全過程參與，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（2）.啟發(fā)式教學(xué)法：在學(xué)生遇到問題時，通過提問、提示等方式啟發(fā)學(xué)生思考，如在探究影響因素時引導(dǎo)學(xué)生思考可能的變量。

（3）.實驗教學(xué)法：組織學(xué)生進行降落傘下落實驗，收集數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，驗證理論。

（4）.小組合作教學(xué)法：將學(xué)生分成小組，共同完成降落傘項目，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

2.學(xué)習(xí)策略：

（1）.問題驅(qū)動學(xué)習(xí)：以降落傘下落速度和穩(wěn)定性問題為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生主動探究相關(guān)知識和解決方案。

（2）.合作探究學(xué)習(xí)：小組成員分工合作，共同探究降落傘制作和改進過程中的問題，共享知識和經(jīng)驗。

（3）.自主學(xué)習(xí)：鼓勵學(xué)生自主查閱資料，了解降落傘相關(guān)的工程、材料等知識，拓寬知識面。五、教學(xué)準備1.準備制作降落傘的材料，如不同材質(zhì)（塑料薄膜、絲綢、尼龍等）的傘面材料、不同長度和粗細的繩子、不同重量的重物（模擬降落傘負載）、剪刀、膠帶等。

2.準備實驗場地，確保有足夠的空間進行降落傘下落實驗，如學(xué)校操場或室內(nèi)體育館。

3.制作多媒體課件，包含降落傘的原理動畫、優(yōu)秀降落傘設(shè)計案例、實驗數(shù)據(jù)記錄表格等內(nèi)容，輔助教學(xué)。

4.準備測量工具，如秒表、卷尺等，用于測量降落傘下落時間和高度等數(shù)據(jù)。六、教學(xué)過程（一）、新課導(dǎo)入（激發(fā)興趣）：

1.播放一段跳傘運動員跳傘的精彩視頻，展示降落傘在天空中打開，運動員安全緩慢降落的過程。

2.展示一些軍事、救援等領(lǐng)域使用降落傘的圖片，簡單介紹降落傘在這些場景中的重要作用。

設(shè)計意圖：通過生動的視頻和具有震撼力的圖片，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對降落傘的好奇心和探索欲望，為后續(xù)的教學(xué)活動營造積極的氛圍。

（二）、知識講解（理論基礎(chǔ)）：

1.使用多媒體課件，講解降落傘的基本工作原理，通過動畫演示降落傘下落過程中重力和空氣阻力的作用，說明當空氣阻力與重力平衡時，降落傘勻速下落。

2.介紹與降落傘相關(guān)的物理概念，如力、運動、速度、加速度等，結(jié)合簡單的公式（如牛頓第二定律F=ma）解釋空氣阻力如何改變降落傘的運動狀態(tài)。

3.講解影響降落傘性能（下落速度和穩(wěn)定性）的因素，包括傘面面積、傘面材質(zhì)、繩子長度和數(shù)量、重物重量等，并簡單分析這些因素是如何影響空氣阻力的。

設(shè)計意圖：為學(xué)生提供理論支持，讓學(xué)生明白降落傘背后的物理原理，理解各個因素對降落傘性能的影響機制，為后續(xù)的設(shè)計和制作環(huán)節(jié)奠定知識基礎(chǔ)。

（三）、小組分工與設(shè)計（實踐準備）：

1.將學(xué)生分成若干小組，每組4-5人，確保小組內(nèi)成員能力和性格的多樣性。

2.每個小組討論并確定自己的降落傘設(shè)計方案，包括選擇傘面材料、確定傘面形狀和面積、繩子的長度和數(shù)量、重物的重量等，教師巡視各小組，參與討論，提供必要的指導(dǎo)和建議，如提醒學(xué)生考慮材料的可獲取性和操作的可行性。

3.要求每個小組繪制降落傘設(shè)計草圖，并標注各部分的尺寸和材料，同時簡要說明設(shè)計思路，即為什么選擇這些材料和設(shè)計參數(shù)，期望達到什么樣的效果。

設(shè)計意圖：通過小組合作培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和溝通能力，讓學(xué)生在討論和設(shè)計過程中深入思考降落傘的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，將理論知識與實際設(shè)計相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計思維和實踐能力。

（四）、降落傘制作（動手實踐）：

1.各小組根據(jù)自己的設(shè)計方案，領(lǐng)取制作降落傘所需的材料和工具。

2.在制作過程中，教師在各小組間巡視，指導(dǎo)學(xué)生正確使用工具，如正確裁剪傘面材料、安全使用剪刀和膠帶等，同時提醒學(xué)生注意各部分的連接要牢固，如繩子與傘面、繩子與重物的連接。

3.鼓勵小組成員之間相互協(xié)作，共同完成降落傘的制作，如有的學(xué)生負責(zé)裁剪，有的學(xué)生負責(zé)連接，提高制作效率。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生親自動手制作降落傘，提高學(xué)生的動手能力和實踐操作技能，在制作過程中培養(yǎng)學(xué)生的耐心和細心，同時進一步增強小組合作意識，讓學(xué)生在實踐中體驗工程制作的過程和樂趣。

（五）、實驗探究（數(shù)據(jù)收集與分析）：

1.組織學(xué)生到實驗場地進行降落傘下落實驗。每個小組安排一名學(xué)生在高處（如二樓陽臺或一定高度的架子上）釋放降落傘，一名學(xué)生在地面用秒表測量降落傘從釋放到落地的時間，一名學(xué)生用卷尺測量下落高度，其他學(xué)生負責(zé)觀察降落傘下落過程中的狀態(tài)（如穩(wěn)定性、擺動情況等）。

2.每個小組進行多次實驗（至少3次），改變不同的條件（如每次增加或減少重物重量、更換傘面材質(zhì)等），記錄每次實驗的下落時間、高度、觀察到的狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并填寫在預(yù)先設(shè)計好的數(shù)據(jù)記錄表格中。

3.實驗結(jié)束后，組織學(xué)生回到教室，各小組對收集的數(shù)據(jù)進行分析，繪制簡單的圖表（如以重物重量為橫坐標，下落時間為縱坐標的折線圖），觀察數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，分析不同因素對降落傘下落速度和穩(wěn)定性的影響。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生經(jīng)歷完整的實驗探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、數(shù)據(jù)收集能力和數(shù)據(jù)分析能力，通過實驗結(jié)果直觀地感受不同因素對降落傘性能的影響，驗證之前所學(xué)的理論知識，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

（六）、改進與優(yōu)化（創(chuàng)新實踐）：

1.各小組根據(jù)實驗分析結(jié)果，討論降落傘設(shè)計和制作中存在的問題，提出改進方案，如如果發(fā)現(xiàn)下落速度過快，可以考慮增加傘面面積或改變傘面材質(zhì)。

2.小組根據(jù)改進方案對降落傘進行修改和重新制作，然后再次進行實驗，驗證改進效果，反復(fù)這個過程，直到達到較理想的效果。

3.在改進過程中，鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，嘗試新的設(shè)計思路和方法，如改變傘面形狀或繩子的連接方式，教師對學(xué)生的創(chuàng)新想法給予肯定和指導(dǎo)。

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實踐中不斷改進和優(yōu)化自己的設(shè)計，通過反復(fù)實驗提高學(xué)生的實踐能力和對科學(xué)探究的執(zhí)著精神，同時讓學(xué)生體驗到創(chuàng)新帶來的成就感。

（七）、成果展示與交流（分享與評價）：

1.組織各小組進行成果展示，每個小組派一名代表向全班展示自己小組的降落傘設(shè)計方案、制作過程、實驗數(shù)據(jù)和改進過程，展示可以通過PPT、實物演示等方式進行。

2.其他小組的學(xué)生可以提問、發(fā)表意見和建議，進行小組間的交流和評價，如對某個小組的創(chuàng)新設(shè)計表示贊賞或?qū)嶒炦^程中的某個問題提出質(zhì)疑。

3.教師對每個小組的成果進行評價，評價內(nèi)容包括設(shè)計的合理性、制作的精細程度、實驗的科學(xué)性、改進的有效性等，同時總結(jié)本次跨學(xué)科實踐活動的優(yōu)點和不足，提出進一步改進的方向。

設(shè)計意圖：通過成果展示和交流，培養(yǎng)學(xué)生的表達能力和溝通能力，讓學(xué)生學(xué)會欣賞和評價他人的作品，同時從其他小組的經(jīng)驗中學(xué)習(xí)，拓寬視野。教師的評價為學(xué)生提供反饋，幫助學(xué)生認識自己的優(yōu)點和不足，促進學(xué)生的成長和進步。

（八）、總結(jié)歸納（知識升華）：

1.與學(xué)生一起回顧本次降落傘跨學(xué)科實踐活動的全過程，包括理論學(xué)習(xí)、設(shè)計制作、實驗探究、改進優(yōu)化和成果展示等環(huán)節(jié)。

2.再次強調(diào)降落傘的工作原理以及影響其性能的因素，總結(jié)在實踐過程中涉及到的物理知識、工程設(shè)計方法和材料選擇等多學(xué)科知識。

3.鼓勵學(xué)生思考本次實踐活動在實際生活中的應(yīng)用和拓展，如在其他領(lǐng)域中類似的利用空氣阻力的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力和創(chuàng)新思維。

設(shè)計意圖：通過總結(jié)歸納，強化學(xué)生對本次活動的整體理解和知識掌握，將實踐經(jīng)驗升華為理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和科學(xué)素養(yǎng)。七、板書設(shè)計《跨學(xué)科實踐：降落傘》板書降落傘原理

（1）.重力與空氣阻力

（2）.平衡狀態(tài)與勻速下落

2.影響因素

（1）.傘面面積

（2）.傘面材質(zhì)

（3）.繩子長度和數(shù)量

（4）.重物重量

3.實驗探究

（1）.實驗步驟（釋放、測量時間和高度、觀察狀態(tài)）

（2）.數(shù)據(jù)記錄與分析

4.改進優(yōu)化

（1）.問題分析

（2）.改進方案（設(shè)計、制作、再實驗）

5.跨學(xué)科知識

（1）.物理（力、運動）

（2）.工程設(shè)計

（3）.材料選擇八、教學(xué)反思在本次《跨學(xué)科實踐：降落傘》的教學(xué)過程中，通過多種教學(xué)方法的綜合運用，較好地達成了教學(xué)目標。導(dǎo)入環(huán)節(jié)的視頻和圖片成功地激發(fā)了學(xué)生的興趣，使他們積極投入到后續(xù)的學(xué)習(xí)中。在知識講解環(huán)節(jié)，動畫演示有效地幫助學(xué)生理解了降落傘的工作原理和相關(guān)物理概念，但對于部分學(xué)生來說，一些物理公式的理解仍有一定難度，在今后教學(xué)中可進一步簡化和形象化解釋。小組分工與設(shè)計環(huán)節(jié)中，學(xué)生表現(xiàn)出了較高的積極性和團隊協(xié)作精神，不過在設(shè)計過程中，有些小組過于追求創(chuàng)新而忽視了可行性，教師在巡視指導(dǎo)時應(yīng)更強調(diào)設(shè)計的可操作性。降落傘制作環(huán)節(jié)，學(xué)生動手能力得到了鍛煉，但也出現(xiàn)了一些材料浪費和工具使用不當?shù)那闆r，需要在今后加強教育。實驗探究環(huán)節(jié)是本次教學(xué)的重點和難點，大部分學(xué)生能夠認真完成實驗并收集數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)分析方面，部分學(xué)生還存在困難，如繪制圖表不準確、不會從數(shù)據(jù)中有效提取信息，可在今后增加專門的數(shù)據(jù)處理訓(xùn)練。改進與優(yōu)化環(huán)節(jié)，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了充分