八年级物理上册“密度测量物质的密度”教学策略

八年级物理上册“密度测量物质的密度”教学策略 一、重、难点分析 重点分析：密度概念。 密度知识比较抽象，依据“课程标准”要求，它不仅是初中物理教学的重点之一，在教材中 承上启下，是进一步学习必备的基础性、前提性知识，而且它在一个生产、生活中应用十分 广泛。 从知识、方法和能力三个层面看： （ 1 ）密度知识与学生的生活实际和生产实际联系紧密。 （ 2 ）密度概念的建立过程，体现了物理学中定义物理概念的一个重要方法。 （ 3 ）密度公式的使用，对学生的分析能力是一个训练。 （ 4 ）密度的测量是建立在密度概念建立的基础上。密度和密度测量之间存在密切的联系。 其中起决定作用的是密度的定义。只要搞清了密度的概念，那么密度的计算公式、单位等等 就迎刃而解了。因此怎样讲清密度概念是教学的关键。 难点分析： 难点是利用“比值”定义密度概念，理解“密度是物质本身一种性质”。 密度的概念比较抽象，又是学生在物理课中第一次学到表征物质特性的物理量，学习时 往 往感到难以理解。因此“密度”一节也是初中物理教学中的一个难点。 具体分析：由于初二学生逻辑思维正处于发展初期，分析和处理实验数据能力较弱，利用比 值法定义密度比较抽象，尽管学生经历过“应用‘比值'定义速度概念”，但把数学中“比例” 应用于密度，理解“同种物质质量跟体积的比值是一个定值的含义”仍有些困难。 策略：通过类比和知识的迁移，让学生回顾利用比值定义速度的方法来建立密度的概念。 二、教学策略 概念教学综述： 一般来讲，一个物理概念的形成需要将它的定义、物理意义、内涵和外延建构起来才基本形 成。由于学生年龄的限制，物理概念的表达要符合当时学生的认知水平，随着教学层次的提 高对概念的理解也会逐渐深化。例如对于质量的认识初中学生就不可能去深入讲惯性质量、 引力质量的含义。从科学史上看，一个物理概念的形成一般是以感觉、知觉、表象为基础，通过分析、综合、 抽象、概括等思维活动，经历从个别到一般、从具体到抽象、从知识应用到对物理现象和过 程的本质的认识这样一个过程。学生通过学习掌握物理概念的过程也是参照这样一个过程， 但抽象的过程更加凝练，省去了中间一波三折的过程，因此在物理概念教学中也必然要经历 从感性认识 - 理性抽象 - 理性应用这样一个思维过程。 因此在认识密度概念的时候就需要充实给学生丰富的感性认识与经验。即通过日常的活动感 知或观察实验等一系列的实践活动，或者根据已有的经验事实，获得研究物理问题的感性材 料，这是形成概念的基础。比如密度是表示物质特性的物理量，为什么要引入这样一个物理 量，在现实生活中引入密度后会有什么样的作用，关于这点在初中生的头脑中可能有些模糊 的认识，也可能是完全空白的，因此提供必要的材料与情景，引导学生去思考“没有密度概 念时，要区分不同的物质有什么困难”就是必要的。问题清晰了之后，就是如何引入、怎么 表达的过程，应该是建立在学生对这样一个大问题具体地、深入思考地基础上，——观察、 探究过程，即简短的、浓缩的探索过程，让学生从中悟到什么。在学生有所感、有所悟的时 候适时的引出“密度”。 最初建立的密度概念本身可能是片面的，因为学生接触到的经验事实或者实验过程只是个案， 如何帮助学生建构起一个完整的、立体的密度概念，需要经过一个对密度内涵的探讨过程， 也可以在应用中逐渐地深入了解密度的意义。因此在设计密度概念教学的过程中至少应该包 括以下几个环节：观察与实验、抽象思维、概念的定义、阐明概念的意义、在应用中巩固概 念。 （一）密度概念 突破策略：通过组织好实验探究建立密度的概念是本节的关键点。充分利用学生感性认识， 通过实验探究，小组讨论的方法，借助“比值”定义密度概念。 难点就在于学生能理解物质的特性可以用比值来表示。 1．感性认识 观察与实验 这是形成概念的起点，是从个别到一般的思维过程。可选择一些学生生活经验中与形成概念 有密切关系的物理现象加以描述，设计一些简单而又能说明问题的实验和一些典型的实验进 行演示，也可以让学生动手做一些实验，还可以运用幻灯、电影、电视、计算机等手段去展 示一些相关的物理现象和实验。这一阶段所要达到的目的，是为形成概念积累一些必要的感 性认识。 策略：创设教学情境，凸显物质的特性 【情境一】 教师做一个有趣的实验：将一个黄色的乒乓球和一个玻璃球全部埋入装有米的大烧杯中，摇晃烧杯一段时间，乒乓球从米中“跑”出来。看到这个现象，同学们十分惊奇：乒乓球为什 么能“跑”出来，而玻璃球为什么不能“跑”出来？激发学生的兴趣。 【情境二】 我们鉴别物质，有很多时候，仅靠气味、颜色、软硬、形状等特性 演示： 1. 水与酒精，问：区别的方法是什么？ 2. 盐与砂糖，问：区别的方法是什么？ 3. 粉笔与橡皮泥，问：区别的方法是什么？ 4. 铜块与铝块，问：区别的方法是什么？ 案例 1. 小实验 将五种不同的液体依一定顺序倒入塑料杯中，观察会出现什么现象。 2. 故事引入 ( 阿基米德的故事 ) 提出问题：如果你是阿基米德，你有什么好的办法？ 案例评析：“质量和体积间的关系是学生不容易想到的，通过一个实验和一个科学故事点出 本课的主题。”可以先借助一个现象有趣的实验，吸引学生注意力，同时学生的生活经验可 能会引出密度或者“质量”、“比重”等表达不够规范、但已隐含“密度”概念的想法。 紧接着再讲一个学生应该熟知的小科学故事，既是对上一个观察问题的深入，同时更是将学 生头脑中模糊的“密度”概念进一步过渡到质量和体积的关系上。 如果学生知道结果，可以借势追问，引出质量和体积的关系问题。学生如果不知道，可以激 发学生兴趣，主动思考探寻原因。 2．抽象与定义 这是由感性认识进入理性认识的阶段，即从具体到抽象的思维过程。教师引导学生将获得的 感性认识，进行分析、综合、抽象，摒弃现象和过程中那些表面的、偶然的、次要的等非本 质的东西，突出反映现象和过程的本质的属性，并将已经获得的关于反映现象和过程的本质 属性用简明而准确的语言形式和数学公式表述的阶段。（定义概念）密度是指某种物质单位体积内的质量，体现了物质内部质量分布的疏密程度, 是反映物质特 性的一个物理量。 传统概念教学中的问题：我们通常注重概念的严密性和概念的传承与记忆，教法、学法和问 题如下： 教法：说教为主，辅以实验。以物理学科为本位，非常注重对概念的内涵和外延的讲解，其 中包括概念的定义是什么、物理量的定义式是什么、决定它的条件是什么、其物理意义是什 么、单位是什么等，在学习“密度”的概念以后，让学生用公式反复计算。对概念的实际应 用和概念之间的联系却考虑得相对较少。 学法：记忆为主。缺乏形成概念的直观材料和客观事实的积累，只记忆一些空洞的词句，不 能很好地认识概念的本质。 问题：缺乏对概念本质的认识与理解。会使学生误认为概念是人主观臆造出来的，不是事物 和本质属性的反映，难以真正理解。 新课程下具体教学策略建议： 案例： (一) 同种物质的质量和体积的关系 1. 提出问题： （ 1 ）同是黄金，10g 和 50g 有什么区别？有什么相同？ （ 2 ）如果一块质量相同的黄金和铜，它们可能什么不同？ （ 3 ）如果给你提供的少量黄金，你能鉴别质量较大的王冠的真假吗？ 2. 实验探究 （ 1 ）研究问题：相同物质，它的质量和体积是一种什么关系？ （ 2 ）设计实验（学生讨论）：实验器材、实验步骤、如何分析数据等。 （ 3 ）分组实验过程（分别测量橡皮泥、水等物质） 3. 结果讨论 展示各组实验数据表，请学生观察并说明数据反映的规律。 提问：通过观察，你能发现什么规律。说明：通过对收集的数据进行描点做出图象，是分析与论证的一种直观、有效的方法。 结合速度图像：m/v= 定值 （二）不同种物质的质量与体积 投影：展示在同一坐标系中蜡和橡皮泥图像。 问题：区分两条图线，哪条图像表示蜡的质量和体积的关系，哪条图像表示橡皮泥的质量和 体积的关系？ 案例评析： 密度概念是建立在比较两类不同事实的基础上， 第一类：同一种物质，质量与体积的比值是定值，不因体积或质量的改变而改变； 第二类：不同种物质, 质量与体积的比值不同，即体积相等的不同物质的质量不相等（或者 质量相等的不同物质的体积不等），而质量与体积的比值等于单位体积的质量。 本案例通过人人参与的探究实验，经过思维加工，才能让每个学生都能真正实现由感性到理 性认识的飞越，信服地认识到“不同物质单位体积内的质量一般不同，而同一状态下，同种 物质单位体积内的质量总是相同的”这一特点，继而认识密度的概念。事实上，密度的概念 也正是在这样的实验事实的基础上提出来得。重点关注对数据的分析与理解，引导学生深入 洞察数据背后反映的事物的本质。 3．应用与拓展 丰富、强化概念 （1）阐明物理概念的物理意义： 给出了定义，并不等于学生已经明确物理概念的物理意义。这是因为在教学过程中为了形成 密度概念而设计的观察和实验有相当的局限性，如不引导学生扩展对概念的认识的深广度就 有可能造成对概念理解的片面性，物理概念的物理意义与物理概念的定义不同，它是指物理 学引入和建立某一物理概念的原因，即为什么要揭示某一研究对象的物理属性，它对物理学 本身的发展或生产实践有什么意义。如密度概念的物理意义是，引入密度是为了区分、鉴别 不同的物质，每种物质的密度是一定的，它是描述物质本身含量的物理量。 （2）在应用中巩固、强化概念 巩固概念不单是指记忆概念的定义，单纯的记忆是没有意义的，应当引导学生将概念用于分 析物理现象和解决物理问题的过程中。密度的测量 测量物质的密度有各种各样的方法，但大体分为两大方面，即： 一是利用密度基本原理公式的直接测量法。 二是利用密度量与某些物理量关系的间接测量法。 密度的应用 会运用适当的实验器材测固体、液体的密度； 会判断物体是空心还是实心，求空心部分的体积； 装载和运送问题。 注意联系实际： 例如：在铸造厂的生产中也用到密度，工厂在铸造金属物体前，需要估计熔化多少金属注入 型砂的模子里比较合适，这时就需要根据模子的容积和金属的密度，计算出需熔化的金属量， 以避免造成浪费。