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物理概念是客观物理现象和过程的本质属性和共同特征在人们头脑中的反映,是物理思维的一种形式任何物理概念都有其明确的内涵和外延物理概念的内涵是指该概念所反映的物理现象和过程的本质属性物理概念的外延指的是该概念所涉及的一切现象和过程的范围和条件物理概念是物理学最重要的基石让学生理解和掌握物理概念是物理教学的关键而教师在进行概念教学时,往往忽视概念的形成过程,取而代之的是习题训练这就会造成学生在概念学习的过程中只注意背定义、记公式、做习题,而忽视了理解
下面以苏科版物理教材八年级下册第六章第二节《物质的密度》为例,谈谈如何抓好物理概念教学。
1教材分析
密度作为物质的一种特性,在生产、生活和科学技术上有着广泛应用同时密度知识也是学习压强、浮力等知识的必要基础密度概念抽象难懂,学生不易理解,所以既是教学重点,也是教学难点因此在教学过程中要铺设好适当的学习台阶,以学生为主体,让学生建构科学的密度概念。
2学情分析
学生在学习密度概念时,已经学习了速度的概念对于比值法定义物理概念的科学思维方法具有一定的认识与速度概念的教学的最大不同在于密度这一概念较抽象学生需要在探究基础上深化理解。
3教学设计。
31创设物理概念的环境,引入概念教学
(1)教师出示铁块和塑料块,创设情境,请学生进行区分教师组织学生进行讨论和交流
生:可以比较它们表面的颜色
生:可以用磁铁,能被磁铁吸引的是铁块,不能吸引的是塑料块
生:可以比较它们表面的软硬程度
生:……
(让学生初步体会区别物质种类的方法)
(2)如果两个物体的表面被涂成了相同颜色,又不能损坏其外观,那么如何怎么区分呢?
生:可以用磁铁
生:可以比较它们的质量
教师引导学生进行讨论,比较质量是否可以区分铁块和塑料块
生:铁块的质量不一定比塑料块的质量大,一大块塑料块可能比一小块铁块质量大
(3)那通过比较质量的方法能区分它们吗?
生:只要它们体积相同,质量大的就是铁块
演示实验一教师出示同体积的铁块和塑料块,放在调节好的天平两端,学生发现铁块一端的托盘下沉(用实验证实了学生的猜想,同时增加了学生的切身体验)
(4)那如果铁块和塑料块质量相同,谁的体积大呢?(在学生猜想的基础上进行实验的演示)
演示实验二教师出示同质量的铁块和塑料块,放在调节好的天平两端,天平正好平衡,学生发现此时塑料块的体积明显大于铁块的体积
(学生通过以上的讨论及实验,意识到物体的质量和体积之间存在一定的关系,从而产生探究物体质量与体积之间关系的动机)。
32在概念教学过程中让学生经历思维加工的过程。
321探究物体的质量与体积的关系
探究1同种物质的质量与体积的关系
在前面的“活动62测量一个金属回形针的质量”中,我们已经发现,回形针的数量增大一倍,质量也增大一倍由于每个回形针的体积都相等,学生很容易就想到同种物质组成的不同物体,其体积越大,质量越大由此,学生进而可以推测出“质量与体积成正比”的猜想引导学生讨论怎样设计实验以及如何进行实验才能验证猜想
学生讨论得出实验设计的思想:应选择三个同种物质的不同物体,体积成倍数增长,再分别测它们的质量
引导学生设计实验的表格(表1),进行实验并记录数据
学生两人一组进行分组实验,器材为托盘天平、三个体积不同的长方体的铜块、三个体积不同的长方体的铝块,铜块与铝块体积一一对应(长方体铜块或铝块的体积可以通过用刻度尺测量其边长来进行间接计算)
学生实验结束后,教师选取几个小组的数据投影展示,并让其小组成员根据所测数据得出结论,并分析质量与对应体积比值的特征
分析数据,得出结论:
结论1:同种物质,不同体积的物质质量不同
结论2:铜块体积增大2倍,质量也增大2倍,铜块的质量和体积的比值是一定的;铝块体积增大2倍,铝块的质量也增大2倍,铝块的质量和体积的比值是一定的
推论:同种物质,它的体积增大几倍,它的质量也增大几倍,即同种物质的质量与它的体积成正比,且质量跟体积的比值是个定值
探究2不同物质的质量与体积的关系
实验数据已经由上述的探究1得出,教师投影出铜块和铝块的实验数据表格,请同学们分析刚才的表格中的数据,把铜和铝的实验数据表1、表2综合起来进行比较
实验结论: 相同体积的不同物质质量不同
推论:不同物质,质量跟体积的比值是不同的。
33在概念教学中归纳出本质属性或共同特征,得出物理概念
学生在进行实验和收集证据后,经过交流与合作,发现由同种物质组成的不同物体,其质量与体积的比值相等;由不同物质组成的物体,其质量与体积的比值不相同
因为同种物质的物体质量与体积的比值是个定值,与物体无关,而不同物质的物体质量与体积的比值不同,所以这个比值反映了物质的特性,并由此给出了密度的定义:某种物质的物体质量与体积的比值即单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度密度用符号ρ表示
学生通过探究不难认识到:尽管物体的形状与体积不同,但只要组成物体的物质相同,它们的密度就相同,这说明密度是物质的属性,而不是物体的属性。
34在概念教学中注意渗透科学研究方法[HJ155mm]
根据密度的定义可以得到密度的公式与速度类似,都是利用两个物理量的比值来定义一个新的物理量,渗透比值定义法同时密度公式可以和速度公式进行类比,可以让学生推知密度的单位也是复合单位让学生在学习的过程中领悟一些科学研究方法,有利于培养学生的科学素养在学生了解了密度的定义、公式、单位、换算及物理意义之后,通过设计“比较一桶水和一杯水的密度大小”,讨论“密度与质量成正比,与体积成反比”的说法是否正确进一步深化对密度概念的理解同时可以类比匀速直线运动中,“速度与路程成正比,与时间成反比”的错误说法进而通过设计让学生阅读课本上的“密度表”,培养学生归纳总结的能力,得到关于物质密度的一些规律及密度的前提条件:在常温常压下可以设计问题:(1)把一瓶水倒掉一部分,则剩余部分水的质量、体积、密度的变化;(2)把密闭容器内的气体抽掉一部分,则剩余部分的气体的质量、体积和密度的变化通过这两个问题的设置,帮助学生理解密度的内涵和外延在常温、常压下,物体的质量与其体积的比值才是密度表上的密度值。
35通过对概念的应用,进一步巩固、深化物理概念
师:密度这个物理量有什么用处?
学生答:可以来鉴别物质的种类
出示苏科版物理教材第11页的www4的问题:
古典名著《西游记》中写道,齐天大圣孙悟空的“如意金箍棒”原是大禹治水时的一根“定海神针”,重一万三千五百斤,有二丈长,碗口粗如果改用国际单位制,则该棒的体积约为02 m3,质量约为6750 kg你能推测出“如意金箍棒”大概用什么物质做成的吗?对作者的这一设定你有什么看法?
对于利用密度知识来计算不便直接测量的物体的质量和体积,学生较难自己总结,老师可以引导,给出实例:
(1)一块碑石的体积为30 m3,为了计算它的质量,取一小块作为这块碑石的样品,测出它的质量为140 g,体积为50 cm3,这块碑石的密度是多少?碑石的质量是多少吨?
(2)估算一个中学生的体积(提示:人的密度近似等于水的密度)
通过习题的求解,学生可以体会、归纳密度知识的应用
课后作业:
(1)一卷细铜丝,怎样能方便地知道它的长度?
(2)设计测密度的方案
要求:给你一个玻璃瓶,一架天平(附砝码),足量的水和待测液体,如何测出待测液体的密度?
下面以苏科版物理教材八年级下册第六章第二节《物质的密度》为例,谈谈如何抓好物理概念教学。
1教材分析
密度作为物质的一种特性,在生产、生活和科学技术上有着广泛应用同时密度知识也是学习压强、浮力等知识的必要基础密度概念抽象难懂,学生不易理解,所以既是教学重点,也是教学难点因此在教学过程中要铺设好适当的学习台阶,以学生为主体,让学生建构科学的密度概念。
2学情分析
学生在学习密度概念时,已经学习了速度的概念对于比值法定义物理概念的科学思维方法具有一定的认识与速度概念的教学的最大不同在于密度这一概念较抽象学生需要在探究基础上深化理解。
3教学设计。
31创设物理概念的环境,引入概念教学
(1)教师出示铁块和塑料块,创设情境,请学生进行区分教师组织学生进行讨论和交流
生:可以比较它们表面的颜色
生:可以用磁铁,能被磁铁吸引的是铁块,不能吸引的是塑料块
生:可以比较它们表面的软硬程度
生:……
(让学生初步体会区别物质种类的方法)
(2)如果两个物体的表面被涂成了相同颜色,又不能损坏其外观,那么如何怎么区分呢?
生:可以用磁铁
生:可以比较它们的质量
教师引导学生进行讨论,比较质量是否可以区分铁块和塑料块
生:铁块的质量不一定比塑料块的质量大,一大块塑料块可能比一小块铁块质量大
(3)那通过比较质量的方法能区分它们吗?
生:只要它们体积相同,质量大的就是铁块
演示实验一教师出示同体积的铁块和塑料块,放在调节好的天平两端,学生发现铁块一端的托盘下沉(用实验证实了学生的猜想,同时增加了学生的切身体验)
(4)那如果铁块和塑料块质量相同,谁的体积大呢?(在学生猜想的基础上进行实验的演示)
演示实验二教师出示同质量的铁块和塑料块,放在调节好的天平两端,天平正好平衡,学生发现此时塑料块的体积明显大于铁块的体积
(学生通过以上的讨论及实验,意识到物体的质量和体积之间存在一定的关系,从而产生探究物体质量与体积之间关系的动机)。
32在概念教学过程中让学生经历思维加工的过程。
321探究物体的质量与体积的关系
探究1同种物质的质量与体积的关系
在前面的“活动62测量一个金属回形针的质量”中,我们已经发现,回形针的数量增大一倍,质量也增大一倍由于每个回形针的体积都相等,学生很容易就想到同种物质组成的不同物体,其体积越大,质量越大由此,学生进而可以推测出“质量与体积成正比”的猜想引导学生讨论怎样设计实验以及如何进行实验才能验证猜想
学生讨论得出实验设计的思想:应选择三个同种物质的不同物体,体积成倍数增长,再分别测它们的质量
引导学生设计实验的表格(表1),进行实验并记录数据
学生两人一组进行分组实验,器材为托盘天平、三个体积不同的长方体的铜块、三个体积不同的长方体的铝块,铜块与铝块体积一一对应(长方体铜块或铝块的体积可以通过用刻度尺测量其边长来进行间接计算)
学生实验结束后,教师选取几个小组的数据投影展示,并让其小组成员根据所测数据得出结论,并分析质量与对应体积比值的特征
分析数据,得出结论:
结论1:同种物质,不同体积的物质质量不同
结论2:铜块体积增大2倍,质量也增大2倍,铜块的质量和体积的比值是一定的;铝块体积增大2倍,铝块的质量也增大2倍,铝块的质量和体积的比值是一定的
推论:同种物质,它的体积增大几倍,它的质量也增大几倍,即同种物质的质量与它的体积成正比,且质量跟体积的比值是个定值
探究2不同物质的质量与体积的关系
实验数据已经由上述的探究1得出,教师投影出铜块和铝块的实验数据表格,请同学们分析刚才的表格中的数据,把铜和铝的实验数据表1、表2综合起来进行比较
实验结论: 相同体积的不同物质质量不同
推论:不同物质,质量跟体积的比值是不同的。
33在概念教学中归纳出本质属性或共同特征,得出物理概念
学生在进行实验和收集证据后,经过交流与合作,发现由同种物质组成的不同物体,其质量与体积的比值相等;由不同物质组成的物体,其质量与体积的比值不相同
因为同种物质的物体质量与体积的比值是个定值,与物体无关,而不同物质的物体质量与体积的比值不同,所以这个比值反映了物质的特性,并由此给出了密度的定义:某种物质的物体质量与体积的比值即单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度密度用符号ρ表示
学生通过探究不难认识到:尽管物体的形状与体积不同,但只要组成物体的物质相同,它们的密度就相同,这说明密度是物质的属性,而不是物体的属性。
34在概念教学中注意渗透科学研究方法[HJ155mm]
根据密度的定义可以得到密度的公式与速度类似,都是利用两个物理量的比值来定义一个新的物理量,渗透比值定义法同时密度公式可以和速度公式进行类比,可以让学生推知密度的单位也是复合单位让学生在学习的过程中领悟一些科学研究方法,有利于培养学生的科学素养在学生了解了密度的定义、公式、单位、换算及物理意义之后,通过设计“比较一桶水和一杯水的密度大小”,讨论“密度与质量成正比,与体积成反比”的说法是否正确进一步深化对密度概念的理解同时可以类比匀速直线运动中,“速度与路程成正比,与时间成反比”的错误说法进而通过设计让学生阅读课本上的“密度表”,培养学生归纳总结的能力,得到关于物质密度的一些规律及密度的前提条件:在常温常压下可以设计问题:(1)把一瓶水倒掉一部分,则剩余部分水的质量、体积、密度的变化;(2)把密闭容器内的气体抽掉一部分,则剩余部分的气体的质量、体积和密度的变化通过这两个问题的设置,帮助学生理解密度的内涵和外延在常温、常压下,物体的质量与其体积的比值才是密度表上的密度值。
35通过对概念的应用,进一步巩固、深化物理概念
师:密度这个物理量有什么用处?
学生答:可以来鉴别物质的种类
出示苏科版物理教材第11页的www4的问题:
古典名著《西游记》中写道,齐天大圣孙悟空的“如意金箍棒”原是大禹治水时的一根“定海神针”,重一万三千五百斤,有二丈长,碗口粗如果改用国际单位制,则该棒的体积约为02 m3,质量约为6750 kg你能推测出“如意金箍棒”大概用什么物质做成的吗?对作者的这一设定你有什么看法?
对于利用密度知识来计算不便直接测量的物体的质量和体积,学生较难自己总结,老师可以引导,给出实例:
(1)一块碑石的体积为30 m3,为了计算它的质量,取一小块作为这块碑石的样品,测出它的质量为140 g,体积为50 cm3,这块碑石的密度是多少?碑石的质量是多少吨?
(2)估算一个中学生的体积(提示:人的密度近似等于水的密度)
通过习题的求解,学生可以体会、归纳密度知识的应用
课后作业:
(1)一卷细铜丝,怎样能方便地知道它的长度?
(2)设计测密度的方案
要求:给你一个玻璃瓶,一架天平(附砝码),足量的水和待测液体,如何测出待测液体的密度?