2024人教版八年级物理下册第九章第4节《跨学科实践：制作简易活塞式抽水机》教案

人教版（2024）八年级下册物理第九章第4节《跨学科实践：制作简

易活塞式抽水机》教案

一、基本信息

课题：第九章第4节跨学科实践：制作简易活塞式抽水机

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：能运用所学知识设计并制作简易装置，体现物理学与工程实践的

联系；经历跨学科实践过程，培养动手操作能力和问题解决能力（引自《义务教

育物理课程标准（2022年版）》“跨学科实践”主题中“物理学与工程实践”

“物理学与日常生活”要求）。

二、学情分析

学生已学习大气压强、力的作用等知识，对“大气压可以产生压力”有一定认

识，但将物理原理与实际装置（如抽水机）结合的能力较弱。

具备基础手工操作能力，但对“密封性””阀门单向开启”等工程设计细节缺

乏经验，需要引导。

对“抽水机如何抽水”有生活疑问，通过制作实践可将抽象原理转化为具象认

知。

三、教学目标

（一）物理观念

理解活塞式抽水机的工作原理：利用大气压强和阀门控制，实现水的提升。

能说出抽水机的核心结构（圆筒、活塞、单向阀门A和B）及其作用。

第I页共9页

（二）科学思维与跨学科应用

能分析抽水机工作过程中“提压活塞时阀门的开闭”“大气压的作用”等关键

环节，培养逻辑推理能力。

综合运用物理学（大气压）、工程学（结构设计）知识解决制作中的实际问题（如

密封性、阀门灵活性）。

（三）科学探究与实践能力

经历“设计方案一选择材料一动手制作一调试改进”的实践过程，提升

动手操作和创新能力。

能通过观察装置运行效果（能否抽水）反思设计缺陷，提出改进方案。

（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严谨认真的实践态度。

体会物理原理在工程技术中的应用（如古代龙骨水车、现代抽水机），增强对“科

学一技术一社会”联系的认识。

四、教学重难点

重点：理解活塞式抽水机的工作原理；完成简易装置的制作与调试。

难点：设计并制作能单向开启的阀门；保证装置的密封性以利用大气压抽水。

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（展示活塞式抽水机工作原理动画、教材图9.4-2工作示意

图）、演示用简易抽水机模型（透明圆筒、活塞、阀门）。

第2页共9页

学具：每组一套制作材料（如教材建议：空塑料瓶、筷子、塑料片、玻璃球、橡

皮膏、塑料管等）、剪刀、胶带、盛水容器、实验记录表（含“设计方案”“制

作步骤”“遇到的问题及解决方法”三栏）。

七、教学过程（表格式）

环节及

教学内容设计意图

时间

1.问题情境：“如何把低处的

水抽到高处？古代没有电，人们

用什么工具抽水？”

从生活需求和技术发展切入，

2.展示图片：古代龙骨水车、

一、情境激发探究兴趣，体现课标“从

现代活塞式抽水机（教材图

导入（5生活走向物理，从物理走向社

9.4-1）,引出课题：制作简易

分钟）会”的理念，为跨学科实践奠

活塞式抽水机。

定目标导向。

3.明确任务：利用身边材料制

作能抽水的简易装置，理解其工

作原理。

二、原理1.探究抽水机工作原理：结合动画分解原理，降低抽象

探究与（1）播放动画（教材图9.4-2）：难度，帮助学生建立“物理原

方案设分步演示“提活塞一阀门B理（大气压）一装置结构一

计（10开、A关，水进入圆筒；压活塞功能实现”的关联。方案设计

第3页共9页

环节及

教学内容设计意图

时间

分钟）-阀门B关、A开，水进入圆环节培养科学思维和工程设计

筒上部；再提活塞一水从出水意识，体现跨学科整合（物理

管流出”。与技术）。

（2）分析关键：

-阀门A、B为单向开启（只能

向上开）；

-提活塞时，圆筒内气压小于大

气压，水被压入；

-压活塞时，水被挤压至上部。

2.设计制作方案：

（1）小组讨论：如何用给定材

料模拟“圆筒、活塞、阀门”？

（如：塑料瓶做圆筒，瓶底做活

塞，塑料片+橡皮膏做阀门A,

玻璃球做阀门B）。

（2）绘制简易设计图，明确分

工（材料准备、切割、组装、调

试）。

第4页共9页

环节及

教学内容设计意图

时间

1.分组制作（参考教材步骤）：

（1）制作圆筒：剪卜塑料瓶上

部，作为抽水机圆筒；

（2）制作活塞：用瓶底做活塞，

打孔固定筷子（手柄），安装阀

门A（塑料片盖住活塞孔）；

实践环节是核心，通过“做中

（3）安装阀门B：在圆筒底部

学”落实课标“跨学科实践”

三、动手放入玻璃球（堵住进水口，只能

要求。学生在制作中深化对

制作与向上开启）；

“大气压作用”“阀门功能”的

调试（20（4）组装出水管：在圆筒侧壁

理解，培养动手能力和问题解

分钟）打孔，插入塑料管。

决能力（如用橡皮膏噌强密封

2.调试改进：

性）。

（1）将装置浸入水中，上下拉

动活塞，观察是否抽水。

（2）记录问题:如“不抽水”

可能因密封性差（活塞与筒壁间

隙大）或阀门失效（塑料片未盖

紧），小组合作解决。

第5页共9页

环节及

教学内容设计意图

时间

1.成果展示：每组派代表展示

作品，演示抽水过程，说明设计

思路（如“用玻璃球做阀门B,

展示交流促进合作与表达，评

四、展示利用重力关闭”）。

价环节关注过程与成果，引导

交流与2.互评与反思：

学生从“成功/失败”中提

评价（7（1）评价标准：能否抽水、结

炼经验，体现课标“注重实践

分钟）构是否合理、材料是否环保。

过程的育人价值”。

（2）讨论：“提升水的最大高

度与什么有关？"（提示：受大

气压限制，约10m）o

1.课堂小结：

（1）抽水机利用大气压和单向

五、小结阀门工作；梳理知识与能力脉络，拓展任

与拓展（2）跨学科实践：物理原理（大务鼓励创新和延伸学习，体现

（3分气压）+工程设计（结构与材料）“物理学与社会发展”的跨学

钟）二实用装置。科联系。

2.拓展任务：

（1）改进装置：如何让抽水更

第6页共9页

环节及

教学内容设计意图

时间

流畅？（如减小活塞摩擦、优化

阀门灵活性）；

（2）查阅资料：古代水车与现

代抽水机的发展，体会技术进

步。

八、板书设计

第九章第4节制作简易活塞式抽水机

一、工作原理

1.结构：圆筒、活塞、阀门A（上开）、阀门B（上开）

2.过程：提活塞一B开、A关一水入圆筒

压活塞fB关、A开一水入上部

再提活塞f水流出

二、制作要点

-密封性：保证气压差

-阀门：单向开启

九、教学评价

评价维度评价内容评价方式

第7页共9页

评价维度评价内容评价方式

跨学科实设计方案的合理性、材料选择的适用性、装置作品展示、小

践能力的完整性（能否实现抽水功能）。组互评

科学探究能否分析抽水失败的原因（如密封性、阀门问实验记录表、

与思维题）、能否提出改进方案。课堂交流

合作与态小组分工协作情况、解决问题的积极性、是否