《密度的测定》教学设计
2019-12-12魏樱
魏樱
摘 要:物理实验是物理教学极为重要的组成部分,本文以《密度的测定》教学设计为例,从教法与学法,教具,教学过程,课堂小结,教学反馈,布置作业,课后思考等几个方面进行了教学设计。
关键词:密度的测定;物理实验教学;教学设计
“密度的测定”是《物理学实验》(化学工业出版社)教材中的第一个实验,它是本学期所有实验的基础,学好这部分实践知识对培养学生动手能力,分析问题的能力,实验计算的能力,团结协作的能力,探索求真的精神都有着重要的意义,并且为以后其它实验的实践作好铺垫。
1 教法与学法
1)学情:教学对象是大一新生,95%以上是男生;80%左右学生在理论课堂基础较弱,但对实验操作有着很浓的兴趣。
2)学法:帮助学生转变观念,来到实践课堂,学生就是主体。思想上必须重视,变“要我学”为“我要学”。
3)教法:本节课的教学方法采用:多媒体教学法、讨论法、演示实验法、实践法等。由于本节课是新生第一次进实验室,所以要对实验操作进行安全教育,对实验报告的书写进行学习态度教育,对实验中可能遇到的操作问题进行演示教育,告诉他们该怎么做,不该怎么做。一定要灌输“我能行”,“我最棒”的思想,打好实验课的第一枪,把第一个实验做好!
2 教具
多媒体课件、弹簧秤、量筒、烧杯、水、细线、物理天平、游标卡尺、螺旋测微器等。
3 教学过程
1)课题引入:视频引入课题。播放密度测定的小短片,引发学生好奇,引出课题——《密度的测定》。
2)课堂教学:首先检查预习作业完成的情况,由学生回答测量仪器使用中,应该注意的事项。学生回答完毕,教师总结出:游标卡尺、千分尺、物理天平等测量工具在测量时的注意事项。接着复习提问:(1)什么是密度?(2)密度的定义式是什么?(3)测定物质密度的原理是什么?(4)实验室常用什么仪器测物体质量?什么仪器测物体体积?(5)能够测出物体质量和体积的仪器是否就只有天平和量筒吗?
强调密度测定的原理公式ρ=m/v
出示例题1:为了测定一小正方体小木块的密度(不吸水),可选用的器材有:托盘天平(含砝码)、量筒、刻度尺、大头针、水,请你设计几种不同的方案,要求写出每种方案所选的器材,实验步骤,并用所测物理量表示物质的密度。
提问:实验目的是什么?引导学生分析讨论得出:
能测出木块质量的仪器有:(1)天平(2)量筒和水
能测出木块体积的仪器是:(3)量筒、水、大头针;(4)刻度尺
分析得出四种最基本的方案组合:
1、(1)(3) 2、(1)(4) 3、(2)(3) 4、(2)(4)
提问:在确定每种实验方案所选器材后,接下来就要确定实验步骤,那么一个最简单的但又是完整的实验步骤包括哪几部分组成呢?(实验器材、被测物体、被测物理量和被测物理量的字母符号)。
指导学生分组讨论完成实验器材的选择、实验步骤的确定以及用所测物理量字母符號表示物质密度ρ的表达式,并将结果完成,填写在当堂复习研讨课学案上,对于学生回答中存在的问题则由同组伙伴合作帮助解决。
方案1
器材:天平、水和量筒、大头针
步骤:1)用天平测出木块的质量m
2)在量筒中放入适量的水,读出体积V1
3)将木块放入量筒水中,用大头针将其全部没入水中,记下水面所对的刻度值V2
4)密度表达式:ρ=m/V2-V1
方案2
器材:天平、刻度尺
步骤:1)用天平测出木块的质量m
2)用刻度尺测出木块的边长a
3)密度表达式:ρ=m/a3
方案3
器材:量筒、水、大头针
步骤:1)在量筒中放入适量的水,读出体积V1
2)将木块放入水中漂浮,记下水面所对的刻度值V2
3)用大头针将木块压入水中,记下水面升至的刻度值V3
4)计算V木=V3-V1
漂浮G=F浮=ρ水g(V2-V1)
m=G/g=ρ水(V2-V1)
密度表达式:ρ=ρ水(V2-V1)/V3-V1
方案4
器材:量筒、水、刻度尺
步骤:1、用刻度尺测出木块的边长a
2、在量筒中放入适量的水,读出体积V1
3、将木块放入量筒水中漂浮,记下水面所对的刻度值V2
4、计算 漂浮G=F浮=ρ水g(V2-V1)
m=G/g=ρ水(V2-V1)
密度表达式:ρ=ρ水(V2-V1)/a3
设置情景引入思考题1,引导学生讨论得出解决问题的实验方案及密度表达式。
思考题:
1、在本实验中若只给刻度尺、水、大烧杯,能否测出小正方体木块的密度?
步骤:1、用刻度尺量出木块的边长为a
2、木块放在量筒的水里,用刻度尺量出露出水面的高度为h
计算 漂浮 G木=F浮
ρ木gV木=ρ水gV排
ρ木gSa=ρ水gSh排
密度表达式:ρ木=h排ρ水/a=(a-h)ρ水/a
引导学生思考除了以上例题1可以用天平、量筒和水测出物体质量外,还有什么实验器材可以测出物体的质量?
引出例题2:为了测定小块橡皮泥的密度(密度大于水),可选用的器材有:弹簧秤、量筒、水、细线、烧杯,请设计三种不同的方案。
方案1
器材:弹簧秤、量筒、水、细线
步骤:1、用细线将橡皮泥挂在弹簧秤下,记下读数G
2、在量筒中放入适量的水,读出体积V1
3、将橡皮泥浸没在水中,读出水面所对的刻度值V2
4、密度表达式:ρ=G/g(V2-V1)
方案2
器材:弹簧秤、烧杯、水、细线
步骤:1、用细线将橡皮泥挂在弹簧秤下,记下读数G
2、将挂在弹簧秤下的橡皮泥浸没于水中,记下弹簧秤的读数F弹
3、计算 m=G/g
F浮=G-F弹=ρ水gV
V= G-F弹/ρ水g
ρ= Gρ水/G-F弹
方案3
器材:量筒、水
步骤:1)在量筒中放入适量的水,读出体积V1
2)将橡皮泥捏成一个小碗,让它漂浮在水面上,记下水面所对应的刻度值V2
3)将橡皮泥再捏成一个实心小球,使其浸没水中,記下水面所对的刻度值V3
4)数据处理:漂浮 G=F浮
∴mg=ρ水g(V2-V1)
m=ρ水(V2-V1)
V=V3-V1
ρ=ρ水(V2-V1)/V3-V1
为了加深学生的感性认识及有更深的课堂体验,用小铝块代替橡皮泥要求每组学生任选实验方案1和2完成实验步骤的操作。
课堂小结:
引导学生总结通过本堂课学习所掌握的测固体物质密度的方法:
测固体密度
1)可以用天平或弹簧秤很容易测出固体物质质量,还可以让其漂浮在水面上利用G=F浮计算其质量。(借助刻度尺、钩码和细线利用杠杆原理也可以测出固体物质质量)。
2)测体积可以利用量筒和水、刻度尺、弹簧秤。
3)利用实验原理公式ρ=m/v得出结果。
(四)教学反馈:
思考题:
1、请你设计一个方案:利用量筒、水、小烧杯(杯口直径小于量筒直径)测金属球的密度。写出主要步骤和密度的表达式。
2、请你设计一个方案:现有十枚壹元硬币,如何只用天平(含砝码)、烧杯、水测出硬币的密度。写出主要步骤和密度的表达式。
(五)布置作业(完成当堂课未完成的复习研讨题并思考如何测定液体物质的密度)。
(六)课后思考
设计性实验有助于学生主体地位的确立,不能总是依赖于书本的实验步骤,要自己去思考与实施。有些学生不喜欢主动设计方案,没有养成好的思考习惯。基础课程要为专业课程服务。物理实验教学的改革是一个永恒的话题。只要一天在授课的阵地上,一天就不能忘记教学改革的使命。学生在进步,老师更不能松懈,要设计出更好的教学模式和方法,适应不同层次的学生主体。