人教版（2024）八年级下册物理第十章第4节《跨学科实践：制作微型密度计》教案

第第页人教版（2024）八年级下册物理第十章第4节《跨学科实践：制作微型密度计》教案一、基本信息课题：第十章第4节跨学科实践：制作微型密度计教材版本：人教版八年级物理下册课时：1课时（45分钟）对应课标要求：能运用浮力和密度知识设计并制作简易仪器（微型密度计），测量液体密度；经历跨学科实践过程，综合运用物理学与数学知识解决实际问题（引自《义务教育物理课程标准（2022年版）》“跨学科实践”主题中“物理学与日常生活”要求）。二、学情分析学生已学习密度、浮力、物体浮沉条件等知识，知道“漂浮物体所受浮力等于重力”“液体密度不同时，漂浮物体浸入深度不同”，但将这些原理转化为实际制作的能力较弱。具备基础手工操作能力，但对“配重调节（保证竖直漂浮）”“刻度标定（对应不同密度）”等细节缺乏经验，需要引导。对“密度计为何能测量密度”有一定认知，但对“刻度上小下大”的原理理解不深入，且缺乏将数学计算（体积、长度）与物理原理结合的实践经验。三、教学目标（一）物理观念理解微型密度计的工作原理：利用漂浮条件（浮），液体密度越大，密度计浸入深度越小（液与浸入深度成反比）。能说出密度计刻度“上小下大”的原因：液越大，排越小，浸入深度越浅。（二）科学思维与跨学科应用能通过受力分析推导“密度与浸入深度的关系”，培养模型建构能力（将密度计视为柱体，排）。综合运用物理学（浮力、密度）和数学（长度测量、比例计算）知识设计刻度，发展跨学科解决问题的能力。（三）科学探究与实践能力经历“设计方案—选择材料—制作调试—标定刻度”的完整过程，提升动手操作和创新能力。能通过调整配重（如缠绕铜丝）使密度计竖直漂浮，通过对比已知密度液体标定刻度。（四）科学态度与责任通过小组合作制作，培养团队协作精神和精益求精的实践态度。体会密度计在生活中的应用（如测量酒精浓度、盐水密度），认识“科学—技术—生活”的联系，增强应用意识。四、教学重难点重点：微型密度计的制作原理（漂浮条件）；制作与调试过程。难点：保证密度计竖直漂浮（配重调节）；刻度的准确标定（与密度对应）。五、教学方法项目式学习法、小组合作法、动手实践法、问题引导法六、教学准备教具：多媒体课件（展示密度计结构、工作原理动画、制作步骤）、示范用微型密度计（吸管+铜丝配重）、已知密度的液体（水ρ=1g/cm3、酒精ρ≈0.87g/cm3、盐水ρ≈1.1g/cm3）。学具：每组一套制作材料（吸管、细铜丝/橡皮泥（配重）、剪刀、刻度尺、记号笔、烧杯3个（分别装水、酒精、盐水）、实验记录表（含“材料选择”“制作步骤”“刻度标定”“问题及改进”四栏）。七、教学过程（表格式）环节及时间教学内容设计意图一、情境导入（5分钟）1.问题情境：“如何快速判断酒精浓度是否合格（消毒酒精密度约0.87g/cm³）？实验室的密度计太大，无法放入小瓶测量，能否制作微型密度计？”

2.展示成品：微型密度计（吸管制作）在不同液体中漂浮，浸入深度不同。

3.明确任务：利用吸管等材料制作能测量液体密度的微型密度计，并标定刻度。从生活需求出发，通过成品演示激发探究兴趣，明确跨学科实践的目标，体现“从生活走向物理”的理念。二、原理探究与方案设计（10分钟）1.探究工作原理：

（1）分析漂浮状态：密度计受力平衡，浮（G为密度计重力，恒定）。

（2）推导关系：液排，排（S为吸管横截面积，h为浸入深度），故液，即液与h成反比——刻度上小下大。

2.设计制作方案：

（1）小组讨论：

-主体材料：选吸管（轻质、中空，便于漂浮）；

-配重：下端缠铜丝（降低重心，保证竖直）；

-刻度标定：先在水中标记深度h1​，再在酒精中标记h2​（h2​>h1​），按比例划分刻度。

（2）绘制设计草图，明确分工（材料准备、配重缠绕、刻度标定）。原理推导结合数学公式，体现跨学科思维，帮助学生理解“刻度上小下大”的本质。方案设计环节培养学生的规划能力，为动手制作奠定基础。三、动手制作与调试（20分钟）1.分步制作：

（1）制作主体：取吸管，下端用蜡封口（可选），缠绕铜丝作为配重（缠绕长度需调试，确保竖直漂浮）；

（2）初步调试：将密度计放入水中，若倾斜，调整铜丝缠绕位置或长度；若下沉过多，减少配重；若漂浮过高，增加配重；

（3）标定刻度：

①在水中静止时，在吸管与水面交界处标“1.0g/cm³”；

②在酒精中静止时，标记“0.87g/cm³”；

③两刻度间均匀划分，标注对应密度值。

2.问题解决：

（1）若密度计倾斜：分析原因（重心偏移），调整配重位置；

（2）若刻度间距过小：换用更细的吸管（减小S，增大h的变化量）。制作与调试是核心环节，通过“试错—改进”的过程，培养学生的实践能力和问题解决能力。强调“配重调节”和“刻度标定”的细节，突破难点，落实课标“跨学科实践”要求。四、展示交流与评价（7分钟）1.成果展示：每组展示作品，演示测量不同液体密度的过程，说明：

-如何保证竖直漂浮；

-刻度标定的依据。

2.互评与反思：

（1）评价标准：漂浮稳定性、刻度清晰度、测量准确性（与标准值对比）；

（2）改进建议：如“用更细的吸管可提高精度”“配重缠绕更均匀可减少倾斜”。展示交流促进学生表达与反思，评价环节关注过程与方法，引导学生从“完成制作”提升到“优化设计”，培养精益求精的科学态度。五、小结与拓展（3分钟）1.课堂小结：

（1）微型密度计原理：漂浮时液与浸入深度成反比；

（2）跨学科整合：物理原理（浮力）+数学计算（刻度）+工程设计（结构稳定）。

2.拓展任务：

（1）改进设计：用泡沫做浮子增大浮力，测量更大密度范围；

（2）实践应用：用自制密度计测量饮料、醋的密度，与标签对比。梳理知识与能力脉络，拓展任务鼓励创新应用，体现“从物理走向社会”的理念，强化跨学科实践的价值。八、板书设计第十章第4节制作微型密度计一、工作原理漂浮时F浮=G→ρ液gV排=G→ρ液与浸入深度h成反比（刻度上小下大）二、制作步骤1.主体+配重（吸管+铜丝，保证竖直）2.调试（平衡、漂浮状态）3.标定刻度（水→1.0g/cm³；酒精→0.87g/cm³）九、教学评价评价维度评价内容评价方式跨学科实践能力设计方案的科学性（配重、刻度设计）、制作的规范性（漂浮稳定性）、测量的准确性。作品展示、小组互评科学思维与探究能否解释刻度“上小下大”的原因、能否分析制作中出现的问题（如倾斜、下沉）。课堂交流、实验记录表合作与态度小组分工协作情况、解决问题的积极性、对作品的改进意识。教师观察、组内自评十、教学反思亮点：通过“原理推导—方案设计—动手制作—优化改进”的完整流程，将抽象的浮力和密度知识转化为具象的实践活动，有效落实了课标“跨学科实践”要求；学生在解决“密度计倾斜”“刻度模糊”等问题时，展现出较强的创新思维（如用细铜丝精准调节重心），体现了“做中学”的优势。不足：部分小组因吸管粗细不均导致刻度误差较大，需提前筛选材料；刻度标定耗时较长，约1/3小组未能完成酒精刻度的精确划分，可提前准备