[信息技术2.0微能力]：中学八年级物理下（第十章）阿基米德原理-中小学作业设计大赛获奖优秀作品-《义务教育物理课程标准（2022年版）》.docx

1、中学八年级物理下（第十章）阿基米德原理义务教育物理课程标准（2022年版）微能力2.0认证-中小学作业设计大赛目 录作业设计方案撰写：TFCF优秀获奖作品5一、 单元信息基本信息学科年级学期教材版本单元名称物理八年级第二学期人教版(2012 年版)浮力单元 组织方式 自然单元 口重组单元课时信息序号课时名称对应教材内容1浮力第十章第一节2阿基米德原理第十章第二节3物体的浮沉条件及应用第十章第三节二、单元分析(1) 课标和教材分析本章内容在义务教育物理课程标准(2022 年版) 中属于“运动和相互作 用”这一一级主题， 旨在引导学生从物理学视角认识运动和相互作用， 初步形成 运动和相互作用的观念

2、； 发展学生的推理论证能力和交流合作能力， 引导学生分 析古代和现代的相关科技成就， 体会中华民族的智慧， 培养学生的科学态度和实 现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。具体内容要求如下：2.2.9 通过实验， 认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道 阿基米德原理，能运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的有关现象。认真研读课标，有以下几点理解：一、 课标中， 对于浮力的基本概念的要求是认识。认识的方式主要是以生活 中的具体实例为主， 对浮力的方向、施力物体有基本认识， 能用称重法测量浮力 的大小，能定性的了解影响浮力大小的因素即可。二、课标中， 对于浮力的大小与排开的液体的重力之间的关系

3、的探究， 是在 学生了解了浮力大小的影响因素之后， 突出完整的科学探究过程， 使学生对浮力 的大小有了定量的认识。三、在学习了浮力的基本概念和基本规律之后， 通过举例让学生分析、归纳、 总结物体的浮沉过程中浮力和重力的关系，进一步形成运动和相互作用的观念。依据课程标准对教材的分析本章是前三章“力”“运动和力”“压强”内容的延伸。通过学习第七章， 学生知道了力有大小、方向和作用点， 知道怎样用力的示意图描述力， 这些都为 学生正确认识浮力和描述浮力奠定了基础。第八章， 学生学习了二力平衡的状态 和条件， 本章中物体的浮沉条件就是二力平衡的具体应用之一。第九章， 由固体 的压强逐步过渡到液体的压强

4、， 最后延伸到流体的压强， 这些内容为学生认识浮 力，领悟物体在液体和气体中都将受到浮力作用奠定了基础。本章设有两个重要实验， 一是探究浮力的大小跟哪些因素有关， 二是探究浮力大小跟排开液体所受 重力的关系。这两个实验侧重猜想和设计实验。通过一系列实验和推理， 提出浮 力的大小可能跟排开液体的重力有关的猜想， 进而用实验检验这个猜想， 得到阿 基米德原理的结论。教科书的这种设计， 一方面符合学生思维的逻辑， 另一方面， 跟前三章实验探究所侧重的能力形成互补，促进学生科学探究能力的全面发展。本章共三节内容， 首先是认识浮力， 先从冰山、鸭子、船等可以浮在水面不 沉下去的物体入手， 根据二力平衡条

5、件可知， 它们除了受到向下的重力之外还受 到一个向上的力， 即浮力。接下来学生容易想到： 如果物体沉入水中， 它受浮力 吗？教材重视学生的经验及亲身体验， 设计了演示实验： 在弹簧测力计下悬吊一 个铝块， 把铝块全部浸没在水中， 弹簧测力计的示数减小， 说明浸没在水中的物 体也受到一个向上的浮力作用， 完成对浮力初步的感性认识。此外这个演示实验 的实际还为学生提供了一种测量浮力大小的方法， 使学生完成对浮力的进一步认 识。本章最核心的科学探究是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。但是 为什么会把浮力的大小跟排开液体所受重力联系在一起呢？为了使整个科学探 究过程符合逻辑， 教科书设计为先探究

6、影响浮力大小的因素， 然后通过一个定性 实验： 一个盛满水的烧杯放在一个盘子里， 把空饮料罐压入水中， 在手感受到浮 力的同时， 会看到排开的水溢至盘中。进而探究浮力大小跟排开液体的重力有什 么定量关系-做溢杯实验，得到阿基米德原理。第三课时， 教材引导学生应用二力平衡的知识， 分析浮沉物体的运动状态(上 浮、下沉、漂浮和悬浮) 。其中， 设计了“盐水浮鸡蛋”的活动以及“轮船”“潜 水艇”“气球和飞艇”的具体实例将浮力知识跟生产、生活实际建立联系。(2) 单元结构化分析按照课标要求找出知识点， 对知识点分类归纳形成知识线， 找出知识蕴含的 方法， 关联模块内容主题， 形成内容结构(如图 1)

7、。再根据课标内容、学业要 求找出素养点， 将单元内容与学科素养进行关联， 内容和素养结构图(如图 2)。图 1图 2(3) 单元挑战性任务设计碎片化的知识往往是割裂的， 学生对纯知识的学习往往是枯燥的， 目的性不 强， 会导致学生学习兴趣无持续性。无论是对知识掌握还是对素养的形成， 都是 一个严重障碍。单元整体设计， 任务驱动学习， 不仅对学习的意义明确化、具体化， 而且可 以提高学习的热情和持续学习的动力，挖掘出学习主体的潜力，培养创造力。单元任务设计以较为熟悉的真实情境为载体， 此任务的完成， 需要有序学习 单元的核心内容， 经历一些科学探究， 持有良好的态度， 投入较多的情感， 进而 发

8、展学生的核心素养。基于这些， 我们选定自制潜水艇模型作为本单元的大情境， 制定如下单元大任务(如图 3)：图 3(4) 单元任务分解(如表 1)单元任务：设计并制作潜水艇模型小节课时子任务核心知识点10.1第 1 课时观看潜水艇工作的视频并分析其上浮、 下沉过程中浮力的变化情况。影响浮力大 小的影响因 素10.2第 2 课时利用阿基米德原理计算“奋斗者”号在水 中潜行时的浮力大小。阿基米德原 理10.3第 3 课时观察潜水艇模型的结构，体验潜水艇是 如何实现上浮和下潜的。试着设计并制 作潜水艇模型。物体的浮沉 条件表 1三、主题学情分析教学要根据学生的实际情况， 制定合适的教学目标， 选择恰当

9、的教学内容和 方法。本单元教学前，学生有如下的实际情况：知识内容方面： 初中学生对浮力非常感兴趣但又普遍反映比较难学， 对于“浮 力的形成原因”、“下沉的物体是否受到浮力”等一系列问题的认识都要求学生 具有较高的想象能力和抽象思维能力。虽然学生从日常生活经验中对浮力积累了 很多感性认识， 这是学习本单元的有利因素， 但是由于没有经过科学的分析、抽 象、概括， 只凭某些粗浅的观察、分析， 也形成一些错误的前概念， 譬如“沉在 液体底部的物体不受浮力”、“轻的物体能上浮， 重的、密度大的物体必然下沉”， 而且这些前概念相当顽固， 成为学生学习浮力知识的思维障碍， 也成为了浮力教 学要克服的困难。科

10、学探究方面： 通过之前的学习，学生对“控制变量法”的思想有所理解， 能够根据实验过程分析实验结论， 但对于主动设计实验自主探究实验的能力仍有 欠缺， 因此在教学过程中应注意引导学生通过日常生活中常见的现象去猜想、利 用身边的器材设计实验检验猜想。科学思维方面： 学生在科学实验的分析综合、从已知条件推理论证的能力仍 有很大的不足， 而本章从影响浮力的因素进阶到阿基米德原理， 从浮沉条件中浮 力、重力的比较到物体密度、液体密度的比较都对学生的能力有较高的要求， 因 此在教学时更应引导学生从“力和运动”的关系分析解决力学问题的观念和能力。四、单元教学目标：应然目标(表 2)：根据新课程标准结合学科核

11、心素养，制定核心素养引领下的教学目标如下：核 心 知 识重 点 素 养浮力的方向、产生原因、影响因素、阿基米德原理、浮沉条件 科学探究、控制变量法、构建模型物 理 观 念1. 通过实验认识浮力2. 探究并了解浮力大小与哪些因素有关3. 知道阿基米德原理4. 能运用物体浮沉条件说明生产生活中的有关现象科 学 思 维能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案科 学 探 究探究浮力大小与哪些因素有关科 学 态 度 与 责 任1. 了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类 文明发展的促进作用2. 调查物理学应用于工程技术案例，体会物理学对工程技术 发展的促进作用表 2(1) 单元目标：

12、 把素养导向下的单元学习应然目标与单元大任务相结合， 制定 了如下目标(表 3)：单元任务设计并制作潜水艇物理观念1通过生产、生活中的实例能认识浮力。会用弹簧测力计 测量物体在液体中所受浮力的大小。2体会物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关， 跟液体的密度有关。3通过观察现象、分析受力，理解浮力产生的原因。4通过受力分析， 结合力与运动的关系，理解物体的浮沉 条件。 观察轮船、潜艇、汽艇的工作过程， 体会它们是如何改变 浮力和实现浮沉。科学思维5基于生活经验， 作出合理的猜想，通过探究影响浮力大 小的因素，体会控制变量法的应用。6经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验 过程，体

13、会实验在发现自然规律和研究自然现象中的作用。7运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象， 认 识浮力知识在生产、生活中的应用价值。科学探究8. 经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程。9通过验证阿基米德原理实验探究， 理解浮力的大小与浸 在液体中的体积和液体密度的定量关系。科学态度与 责任10认识物理实验在物理学研究中的作用。11通过了解轮船的发展史， 提升爱国主义情感和社会责任 感，增强的民族自豪感和自信心。12. 观察潜水艇的构造， 理解其工作原理， 经历设计潜水艇 模型过程，体验科学、技术、工程间的关系。表 3(2) 课时目标 (表 4)：第十章 浮力1能通过简单实验证明一切浸在液

14、体中的物体都要受 到浮力作用， 会画浮力的示意图。10.1 浮力2会用弹簧测力计测量物体在液体中所收到的浮力大小，能从实验现象中认识浮力产生的原因， 正确判断物体是 否受浮力，能用浮力产生的本质(压力差) 计算浮力。3会用科学的方法探究浮力大小跟哪些因素有关，能 正确表述潜水艇上浮、下潜过程中浮力的变化情况。10.2 阿基米 德原理1. 会用实验的方法验证阿基米德原理，能做到会操作、 会记录、会分析、会论证、会分析误差。2. 能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。3. 能应用公式 F浮=G排=液 gV排计算简单的浮力问题。10.3 物体的浮 沉条件及应用1. 能根据二力平衡条件和力与运动的关系

15、描述物体的 浮沉条件。2.能描述轮船、潜艇、气艇是如何改变和实现浮沉的， 能用物体的浮沉条件知识解释生产、生活中的一些现象。3能设计简单的潜水艇模型表 4四、单元作业设计思路单元作业设计致力于为学生提供具有自主选择性、不同形式的内容作业， 在 突出基础知识和基本能力的同时， 增加“动手、动口、动脑”等实践性作业， 按 照“作业领域多元化， 作业方式多样化”的要求， 设计了以科学、技术和社会为 背景资料的“自制潜水艇模型”的实践作业，让学生感受物理的应用性和趣味性。 所设计的巩固型作业以物理课程标准为依据， 在单元学习的基础上， 深入研究教 材系统依据学生的认知特点和本单元的教学内容， 对教学内

16、容进行合理组合， 由 浅入深， 由易到难。确定本单元的知识系统， 目的在于检查学生对基本知识与技 能和有关物理概念理解程度，实现对学生的知识和能力统一提升， 全面实现学科 素养的目标。五、课时作业第一课时 浮力(一) 课前作业题目编号001作业性质体验作业完成时长3 分钟具体 内容题目做一做： 请同学们利用身边随手可得的物体如木块、兵乓球、 泡沫球、碗、小石块、铁块、铝块等， 把它们放入用一个水盆里， 观察它们的浮沉情况， 并把现象记录下来， 或者以视频的形式记 录下来。答案答案合理即可作业评价小组成员参与度；口优秀 口良好 口合格学生对科学探索的兴趣度；口优秀 口良好 口合格学生语言组织表达

17、能力。口优秀 口良好 口合格设计意图通过学生切身的参与体验，引发学生深入思考“这些物体在 水中是否都受到浮力的作用”，从而在上课时进一步请同学们想 办法测出它们受到的浮力。作业 分析难度团 较易口中等口较难来源口引用口改编团 原创(二) 课堂作业题目编号002作业性质实验探究作业完成时长5 分钟具体 内容题目做一做：分组测量不同的物体在水中所受到浮力大小。答案得到浮力的测量方法 F浮=G-F示。作业评价乐于思考，具有探索自然的好奇心 和求知欲；口优秀 口良好 口合格能通过类比， 独立思考提出浮力的 测量方法；口优秀 口良好 口合格通过现象分析，得出浮力的大小， 总结浮力的测量方法。口优秀 口良

18、好 口合格设计意图对于下沉的物体不受到浮力的问题是很多学生错误的前概念 之一，体验探究是纠正错误前概念的有效手段， 从实验现象中提 取浮力的特点，探究具有一定开放性，学生设计实验方案验证猜 想，分析归纳出测量浮力大小的方法。作业分析难度口较易 团 中等 口较难来源 引用 口改编 团 原创题目编号003作业性质讨论作业完成时长3 分钟具体内容题目小组讨论:小明和小刚两人在湖边散步， 小明看见一木杆竖直 扎立在湖水底的泥土里， 于是对小刚说: “那根木杆在湖水中不受 浮力，所以它不上浮。”而小刚认为木杆受浮力，但泥土对木杆 有摩擦力，阻碍了木杆上浮。你认同他俩谁的观点?理由是什么?答案木杆下表面没

19、有受到水对它向上的压力， 根据浮力产生的原 因可知木杆没有受到浮力。作业评价能积极讨论， 根据浮力产生的原因，口优秀 口良好 口合格得出结论。能书面或口头表述自己的观点。口优秀 口良好 口合格设计意图通过小组讨论激发学生的兴趣，引发学生思考，让学生深刻 理解浮力产生的原因：液体对物体的上下表面的压力差。作业分析难度较易团中等较难来源引用团改编原创作业编号004作业性质探究作业完成时长8 分钟具体内容题目做一做：分组探究影响浮力大小的因素。猜想影响浮力大小的因素。讨论如何测量物体浸在液体 中受到的浮力大小。讨论该实验应该采用什么实 验方法。如何改变要探究的影响因 素。根据提供的实验器材分组设计实

20、验，自主探究实验。答案浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。液体 的密度越大，浸在液体中的体积越多，物体所受到的浮力越大。作业评价能积极参与，并通过亲自实践收集 信息，得出结论。口优秀 口良好 口合格能分析、处理信息，得出结论。口优秀 口良好 口合格能书面或口头表述自己的观点。口优秀 口良好 口合格设计意图通过自己亲自设计，体验得出影响浮力大小的因素。作业分析难度较易中等团 较难来源团 引用改编团 原创(三) 课后作业(A 组)题量3 题完成时间5 分钟题目1、李明同学在探究浮力大小的影响因素的实验中， 先用弹簧测力 计测出一个物体重为 4N，然后将该物体浸没在水中， 这时弹簧测 力

21、计的示数变为 3N，则该物体在水中受到的浮力是( )A 、7N B、4N C、 3N D 、1N2、如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意 图该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况， 叙述正确的是( )第 2 题图A. 密度和浮力都不变 B. 密度和浮力都变大C. 密度变小，浮力不变 D. 密度变小，浮力变大3、将一个小铁块浸没在水中时， 下表面受到水的压力为 2.3N，上 表面受到水的压力为 1.5N，则该物块受到水的浮力为_N。答案1D 2.D 30.8作业评价能将所学物理知识与实际情境联系 起来。口优秀 口良好 口合格能从物理学视角解决简单的实际问 题。口优秀 口良好 口合

22、格初步理解浮力的计算方法和影响因 素。口优秀 口良好 口合格设计意图通过 3 道基础题， 巩固基础知识， 加深对浮力力概念的理解， 知道影响浮力大小的因素，并能解决相关的实际问题。作业分析难度 较易 口中等 口较难来源 引用 改编 口原创(三) 课后作业(B 组)题量3 题完成时间8 分钟题目1、如图是人们在死海上放松的场景， 你认为为什么人们能如此轻松的在死海上放松而不会沉下去呢？ (死海的含盐量较高， 其密度比普通的水大。)2、某潜艇完全潜入海水中， 受到的浮力是 F1，上表面受到的压强是 P1;排出一部分水后， 潜艇缓 慢上浮，但未露出水面，受到的浮力是 F2，上表面受到的压强是 P2。

23、则( )A、F1 F2 P1P2 B、F1=F2 P1=P2C、F1F2 P1F3 B. F1F2F3 C. F1F2F2 P1P2 B. F1F2 P1P2C. F1P2 D. F1F2 P1G 上浮至漂浮；F浮G 下沉到底；F浮=G 悬浮。作业评价能合理、正确选择测量器材进行物 理量的测量和计算。口优秀 口良好 口合格能顺利得出正确的结论， 并正确、全 面得出浮沉条件。口优秀 口良好 口合格通过观察现象，计算、比较、总 结，得出浮沉条。同时练习浮力的测量 或计算、重力的测量或计算。口优秀 口良好 口合格设计意图学生对于漂浮、悬浮、下沉的现象经常见到， 但对于它的物 理原理不太明白。通过体验

24、探究理解了物理规律的本质和实质， 认识到要判断物体的浮沉，需要比较浮力和重力的关系， 不能只 考虑一方面。同时更深刻地理解到受力对物体运动状态的影响。作业 分析难度口较易 团 中等 口较难来源口引用 团 改编 口原创题目编号003作业性质推导论证完成时间5 分钟具体内容题目根据浮沉条件中浮力与重力的关系， 利用数学知识， 推导浮 沉条件中物体密度与液体密度的关系答案物 液 漂浮； 物 = 液 悬浮； 物 液 沉底作业评价能积极思考，大胆尝试口优秀 口良好 口合格能顺利得出正确的规律口优秀 口良好 口合格设计意图提高学生的数学推证的意识和能力，暗示数学知识和推证能 力在学习物理上的重要作用。对于

25、实心物体浸没后的浮沉的决定 因素是物体和液体密度的关系这一物理规律有个实质性的理解， 同时在判断浮沉状态时又有了一种方法。作业分析难度口较易团中等口较难来源口引用口改编团 原创(三)课后作业题目编号004作业性质实践作业完成时长两天具体 内容题目做个漂流瓶 (瓶嘴露出水面 12 厘米)，在瓶塞上插上自制 的班旗答案符合要求即可作业评价能按照要求去做口优秀 口良好 口合格能对自己的制作过程写出 书面材料口优秀 口良好 口合格设计意图通过动手实践学生深刻体会到改变重力可以改变浮沉状态， 体会制作的精准度的重要性，提高工程意识和设计个性图案的技 术能力。作业 分析难度口较易 团中等 口较难来源口引用

26、 口改编 团 原创题目编号005作业性质分组书面作业A 组题量4 题完成时间5 分钟题目1.潜艇从海面以下 20 米深处下潜到 50 米深的过程中，受到的浮 力变大、变小、还是不变？ 请说明原因。那么它是靠改变什么来 实现上浮和下潜的？2 佳慧同学在喝羊肉汤时发现放入汤中的辣椒油总是漂浮在汤 面上，这是因为辣椒油的密度_ (填“大于”“等于” 或“小于”)汤水的密度。3如图所示， 海监部门在某海域放置浮标以监测水文 变化 监测发现， 从春季至夏季， 海水温度升高、体积 膨胀导致海水密度变小 若浮标体积保持不变， 此过程 中， 该浮标所受的浮力大小_ ，浮标露出海 面的体积_。4. 在老师的指导

27、和帮助下，赵瑞同学在一支铅笔的 下端缠绕一些细铁丝， 制成一支简易密度计。 现将 它分别放入两种不同的液体中， 静止后如图所示 两 种液体的密度分别为 甲 、 乙 ，静止时密度计所 受的浮力分别为 F甲、F乙，则你认为正确的有( )AF甲F乙 B 甲 乙 CF甲=F乙 D 甲 乙答案：1不变， 浸在液体中的体积和液体的密度都没变 ，自身的重力2小于 3.不变 、变小 4. C D作业评价能将所学物理知识与日常生活 实际现象和技术应用联系起来口优秀 口良好 口合格能应物理学知识解决简单的实 际问题口优秀 口良好 口合格理解浮沉条件， 并应用该规律解 释现象口优秀 口良好 口合格设计意图通过 4

28、道基础题， 巩固了浮沉条件及其应用，同时加强了对浮力 的大小的阿基米德原理法和平衡法计算的理解和应用。 让学生切 实体会到物理知识应用的广泛性和实用价值。作业分析难度口较易 团中等 口较难来源口引用 团 改编 团 原创题目编号005作业性质分组合作实践作 业B 组题量3 题完成时间一天题目1、观察鸡蛋在水中的状态， 逐渐向水中加盐并搅拌， 观察鸡蛋状 态的变化，描述实验现象，并作出合理的解释。 2、将一冰块放入盛有水的烧杯中， 观察冰块的浮沉情况， 记下液 面的位置， 当冰块完全熔化后， 观察液面有无变化。用所学的物 理规律，结合数学知识推证进行解释说明。 3、上网查找我国潜艇的发展历程，结合潜水艇实现浮沉的物理原 理， 科学合理地选择材料，完成自制潜水艇模型的任务， 并详细 记录相关数据和制作过程， 录制效果检验视频。答案1 沉底，慢慢悬浮起来最后漂浮在液面上；2.液面不变， 合理 即可； 3. 按要求做即可 (后跟优秀长作业展示)优秀长作业 (自制潜水艇 模型) 模型在老师的帮助下，我们选择一小烧瓶作为潜水艇主体，内装一圆柱形铜柱作为配重；烧瓶口用橡胶塞塞紧， 其上打有两个小孔， 一个插一小段空笔芯，另一个插一长段空笔芯(上端用橡皮管连 接一较大注射器口) ；用注射器抽气，打气来进行吸水， 排水，实现浮沉。如图所示：结构抽气-下沉