第九章 第4節(jié) 跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易活塞式抽水機(jī)（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年度人教版（2024）物理八年級(jí)下冊(cè)

第九章第4節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易活塞式抽水機(jī)（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年度人教版（2024）物理八年級(jí)下冊(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第九章第4節(jié)跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易活塞式抽水機(jī)（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年度人教版（2024）物理八年級(jí)下冊(cè)設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以人教版八年級(jí)下冊(cè)物理第九章第4節(jié)“跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡易活塞式抽水機(jī)”為主題，通過引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，將物理知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。設(shè)計(jì)思路圍繞課本內(nèi)容，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生通過制作抽水機(jī)，深入理解活塞原理，提高學(xué)習(xí)興趣。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、創(chuàng)新實(shí)踐能力和跨學(xué)科綜合運(yùn)用能力。通過制作簡易活塞式抽水機(jī)，學(xué)生能夠運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題，提高動(dòng)手操作能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣和尊重。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生已具備一定的物理基礎(chǔ)知識(shí)，了解簡單機(jī)械原理，如杠桿、滑輪等。在八年級(jí)上學(xué)期，他們學(xué)習(xí)了流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括壓力、流速和壓強(qiáng)之間的關(guān)系。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)表現(xiàn)出較高的興趣，喜歡動(dòng)手操作和解決問題。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠通過觀察、實(shí)驗(yàn)和討論來理解新概念。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好視覺學(xué)習(xí)，通過圖表和模型理解物理現(xiàn)象；部分學(xué)生則更傾向于動(dòng)手操作和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解活塞原理和流體動(dòng)力學(xué)時(shí)可能遇到困難，如對(duì)流體壓強(qiáng)變化的直觀理解不足，或者在實(shí)際操作中難以精確控制活塞運(yùn)動(dòng)。此外，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生可能在制作抽水機(jī)時(shí)遇到材料選擇、組裝技巧等方面的挑戰(zhàn)。教學(xué)方法與策略1.采用項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作完成抽水機(jī)的制作，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.結(jié)合講授與實(shí)驗(yàn)，通過演示實(shí)驗(yàn)和互動(dòng)討論，幫助學(xué)生理解活塞原理和流體力學(xué)。

3.使用多媒體教學(xué)，展示抽水機(jī)的工作原理和制作步驟，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和直觀理解。

4.設(shè)計(jì)實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在動(dòng)手制作中體驗(yàn)物理知識(shí)的應(yīng)用，強(qiáng)化知識(shí)遷移能力。教學(xué)過程【導(dǎo)入】

同學(xué)們，今天我們要一起探究一個(gè)有趣的物理現(xiàn)象——流體力學(xué)在生活中的應(yīng)用。請(qǐng)大家回憶一下，我們?cè)谥暗恼n程中學(xué)到了哪些關(guān)于流體的知識(shí)？（學(xué)生回答）很好，今天我們將通過制作簡易活塞式抽水機(jī)，來更深入地理解活塞原理和流體壓強(qiáng)的變化。

【新課講授】

1.**活塞原理講解**

-老師首先向?qū)W生介紹活塞的基本原理，通過PPT展示活塞的工作示意圖，講解活塞如何通過移動(dòng)來改變內(nèi)部壓強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)抽水功能。

-學(xué)生通過觀察和聆聽，初步了解活塞原理，為后續(xù)實(shí)踐操作打下基礎(chǔ)。

2.**流體壓強(qiáng)分析**

-接下來，老師講解流體壓強(qiáng)的概念和影響因素，通過實(shí)驗(yàn)演示流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。

-學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察水流速度變化對(duì)壓強(qiáng)的影響，加深對(duì)流體壓強(qiáng)的理解。

3.**材料與工具準(zhǔn)備**

-老師引導(dǎo)學(xué)生討論制作抽水機(jī)所需的材料和工具，如塑料瓶、橡皮塞、橡皮筋、玻璃管等。

-學(xué)生根據(jù)討論結(jié)果，自主選擇合適的材料和工具，為制作抽水機(jī)做好準(zhǔn)備。

【實(shí)踐操作】

1.**小組合作制作**

-學(xué)生以小組為單位，開始制作簡易活塞式抽水機(jī)。老師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在制作過程中遇到的問題。

-學(xué)生在操作過程中，遇到的主要問題可能包括橡皮塞的密封性、活塞運(yùn)動(dòng)的順暢性等。

2.**實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證**

-制作完成后，學(xué)生進(jìn)行抽水實(shí)驗(yàn)，觀察抽水機(jī)的性能，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證活塞原理和流體壓強(qiáng)變化在實(shí)際操作中的體現(xiàn)。

【課堂總結(jié)】

1.**回顧與反思**

-老師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)活塞原理和流體壓強(qiáng)的知識(shí)。

-學(xué)生分享自己的制作過程和實(shí)驗(yàn)心得，反思在制作過程中遇到的問題和解決方法。

2.**拓展延伸**

-老師提出一些拓展性問題，如如何改進(jìn)抽水機(jī)的性能，如何在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用活塞原理等。

-學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，思考并討論這些問題，提高對(duì)物理知識(shí)的運(yùn)用能力。

3.**布置作業(yè)**

-老師布置作業(yè)，要求學(xué)生撰寫一篇關(guān)于簡易活塞式抽水機(jī)的制作報(bào)告，包括材料選擇、制作過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得體會(huì)等。

-學(xué)生根據(jù)作業(yè)要求，整理制作過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為完成作業(yè)做好準(zhǔn)備。

【教學(xué)反思】

本節(jié)課通過制作簡易活塞式抽水機(jī)，讓學(xué)生在實(shí)踐操作中深入理解活塞原理和流體壓強(qiáng)的知識(shí)。在教學(xué)過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究、合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。同時(shí)，通過拓展延伸和作業(yè)布置，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高物理素養(yǎng)。在今后的教學(xué)中，將繼續(xù)探索更加有效的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理1.**活塞原理**：

-活塞的基本結(jié)構(gòu)：活塞、活塞桿、氣缸等。

-活塞的工作原理：通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)改變氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)抽水或壓縮氣體的目的。

-活塞的密封性：活塞與氣缸之間的密封性對(duì)抽水機(jī)的性能至關(guān)重要。

2.**流體壓強(qiáng)**：

-流體壓強(qiáng)的定義：流體對(duì)容器壁或物體表面的壓力。

-流體壓強(qiáng)的單位：帕斯卡（Pa）。

-流體壓強(qiáng)的影響因素：流體密度、流速、深度等。

3.**流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系**：

-流體流速增加，壓強(qiáng)減小（伯努利原理）。

-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：通過水流實(shí)驗(yàn)，觀察水流速度變化對(duì)壓強(qiáng)的影響。

4.**簡易活塞式抽水機(jī)的制作材料**：

-塑料瓶：用于制作氣缸。

-橡皮塞：用于封閉氣缸，并插入活塞。

-橡皮筋：用于固定活塞，使其在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

-玻璃管：用于連接抽水機(jī)和水源。

5.**簡易活塞式抽水機(jī)的制作步驟**：

-準(zhǔn)備材料：選擇合適的塑料瓶、橡皮塞、橡皮筋、玻璃管等。

-制作氣缸：將塑料瓶剪去底部，形成氣缸。

-制作活塞：在橡皮塞上打孔，插入玻璃管作為活塞桿。

-安裝活塞：將活塞插入氣缸，用橡皮筋固定。

-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將抽水機(jī)放入水源，觀察抽水效果。

6.**實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)**：

-確保氣缸密封性良好，避免氣體泄漏。

-活塞運(yùn)動(dòng)要順暢，避免卡住。

-實(shí)驗(yàn)過程中注意安全，避免水流噴濺。

7.**拓展應(yīng)用**：

-如何改進(jìn)抽水機(jī)的性能：優(yōu)化活塞設(shè)計(jì)，提高密封性；增加抽水機(jī)功率等。

-活塞原理在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵等。

8.**作業(yè)要求**：

-撰寫制作報(bào)告：包括材料選擇、制作過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和心得體會(huì)等。

-思考拓展性問題：如何改進(jìn)抽水機(jī)的性能，如何在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用活塞原理等。課后作業(yè)1.**實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫**：

-請(qǐng)根據(jù)本節(jié)課制作的簡易活塞式抽水機(jī)的實(shí)驗(yàn)過程，撰寫一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

-實(shí)驗(yàn)原理

-實(shí)驗(yàn)步驟

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

-實(shí)驗(yàn)結(jié)論

-實(shí)驗(yàn)反思

2.**設(shè)計(jì)改進(jìn)方案**：

-假設(shè)你的簡易活塞式抽水機(jī)在抽水時(shí)存在效率不高的問題，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)方案，并簡要說明改進(jìn)的理由。

3.**實(shí)際應(yīng)用思考**：

-請(qǐng)思考活塞原理在現(xiàn)實(shí)生活中有哪些應(yīng)用，列舉至少三個(gè)例子，并簡要說明其工作原理。

4.**流體壓強(qiáng)計(jì)算**：

-已知流體密度為1000kg/m3，流速為5m/s，計(jì)算流體在某一位置的壓強(qiáng)變化。

5.**流體動(dòng)力學(xué)問題解答**：

-一個(gè)直徑為0.1m的圓管中，流速為2m/s的水流過。如果水的密度為1000kg/m3，計(jì)算水流對(duì)管壁的壓強(qiáng)。

答案示例：

1.實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫（示例）：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證活塞原理，觀察流體壓強(qiáng)變化對(duì)抽水機(jī)性能的影響。

-實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)活塞原理，通過改變氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)抽水功能。

-實(shí)驗(yàn)步驟：...（此處省略具體步驟）

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：...（此處省略具體數(shù)據(jù)）

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：...（此處省略具體分析）

-實(shí)驗(yàn)結(jié)論：...（此處省略具體結(jié)論）

-實(shí)驗(yàn)反思：...（此處省略具體反思）

2.設(shè)計(jì)改進(jìn)方案（示例）：

-改進(jìn)方案：增加活塞直徑，以提高抽水效率。

-改進(jìn)理由：活塞直徑增加，可以增加抽水機(jī)的抽水量，提高整體效率。

3.實(shí)際應(yīng)用思考（示例）：

-應(yīng)用例子1：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞，通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)燃油的燃燒和動(dòng)力的產(chǎn)生。

-應(yīng)用例子2：壓縮機(jī)，利用活塞原理壓縮氣體，用于空調(diào)、冰箱等制冷設(shè)備。

-應(yīng)用例子3：水泵，利用活塞原理抽水，用于農(nóng)田灌溉、城市供水等。

4.流體壓強(qiáng)計(jì)算（示例）：

-壓強(qiáng)變化=流體密度×流速2/2=1000kg/m3×(5m/s)2/2=12500Pa

5.流體動(dòng)力學(xué)問題解答（示例）：

-水流對(duì)管壁的壓強(qiáng)=流體密度×流速2/2=1000kg/m3×(2m/s)2/2=2000Pa教學(xué)反思今天這節(jié)課，我們通過制作簡易活塞式抽水機(jī)，讓學(xué)生們親身體驗(yàn)了物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用。回顧一下這節(jié)課，我覺得有幾個(gè)方面值得反思和總結(jié)。

首先，我在導(dǎo)入環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，盡量貼近學(xué)生的生活實(shí)際。我注意到，有些學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)比較感興趣，所以我通過提問的方式，引導(dǎo)他們回憶之前學(xué)過的流體力學(xué)知識(shí)，這樣既能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，又能幫助他們復(fù)習(xí)舊知識(shí)。我覺得這一點(diǎn)做得還不錯(cuò)，學(xué)生們?cè)谡n堂上表現(xiàn)得非常積極。

其次，在講授活塞原理和流體壓強(qiáng)時(shí)，我采用了多種教學(xué)方法。我不僅通過PPT展示原理圖，還結(jié)合了實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生直觀地看到流體壓強(qiáng)的變化。我發(fā)現(xiàn)，這種直觀的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生理解物理概念非常有幫助。不過，我也注意到，有些學(xué)生對(duì)于流體壓強(qiáng)這個(gè)概念還是有些難以理解，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中難以把握流速和壓強(qiáng)的關(guān)系。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)流體力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)掌握得不夠扎實(shí)。因此，在今后的教學(xué)中，我需要更多地關(guān)注基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固，同時(shí)也要想辦法讓復(fù)雜的概念更加直觀易懂。

在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，我讓學(xué)生們分組合作，共同完成抽水機(jī)的制作。這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。我看到，學(xué)生們?cè)谥谱鬟^程中互相幫助，共同解決問題，這讓我感到非常欣慰。但是，我也發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生在動(dòng)手操作時(shí)顯得有些慌亂，這說明他們?cè)趯?shí)際操作技能上還有待提高。在未來的教學(xué)中，我可能會(huì)考慮增加一些基礎(chǔ)的手工技能訓(xùn)練，幫助學(xué)生更好地掌握操作技巧。

課堂總結(jié)環(huán)節(jié)，我讓學(xué)生們分享自己的制作過程和實(shí)驗(yàn)心得。這個(gè)環(huán)節(jié)讓我看到了學(xué)生們對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。他