发表于 2019-04-26 18:00:34 股吧网页版
集体备课---“物质的密度”(同课异构)

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课程计划表






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专题10


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生活与游戏中的物理学



本专题主持


与参与专家



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本专题


拟研讨


的问题



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上集(从生活走向物理,从物理走向社会)


下集(低成本物理实验,游戏中的物理实验,做中学)


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廖伯琴


赵保钢


高 山


罗基鸣


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本专题课


例及拓展


资源要求



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本专题视频使用的课例数量、课例名、上课老师、课例来源


每专题的拓展资源


(正在准备中)



本专题的


学习要求





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注重备课过程,在常规课中体现课程理念。





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本专题的


作业设计


(内容与形式)


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本专题的作业:拟针对这部分内容的教学难点谈几点处理意见。


作业形式:以问答题的形式。


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文字脚本


完成时间



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4月10日完成脚本





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拍摄安排



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拍摄地点:重庆,拟4月30日完成


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课程文本一


初中专题十? 集体备课(1).doc


下载


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初中专题十
围绕“物质的密度”集体备课(同课异构)(1
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赵保钢老师:大家好,今天我们进入初中物理的集体备课,这一次备课围绕“物体的密度”这一课题来进行准备,其中一个老师准备的是探究课,一个老师准备的是传统课。那么同样一个课题不停形式的备课也是我们一个新的探索,首先我来介绍一下在座的老师:这位是西南大学的廖伯琴教授。
廖伯琴老师:大家好!
赵保钢老师:这位是参加集体备课的张勇老师。
张勇老师:大家好!
赵保钢老师:赵逸庶老师。
赵逸庶老师:大家好!
赵保钢老师:我叫赵保钢,那么首先呢我们请参与集体备课的老介绍一下他们的教学设计。
赵逸庶老师介绍教学设计(第一次)
赵逸庶老师:这节内容选自司南版八年级物理《密度》。恰巧学生们是在初中二年级的时候。密度这个教学内容是初中物理的一个重要内容,密度也是我们物理当中一个非常重要的概念,所以这节课本身是非常重要的,学生们在上一节课刚学过了用天平测量物理的重量,用量筒测量物理的体积,这个事我们今天这节课需要用到的两个器材。本节课的教学目标我设计了三个,一个是理解密度的概念,知道密度是物质的特性然后还知道密度的单位及换算。第二培养学生分析归纳问题的能力,用物理知识解决相关问题的能力。教学的重点是让学生们掌握密度的概念以及用密度的相关知识解决问题。教学难点是学生们不容易理解“密度是物质的一种特性”。这个事初中学生不太理解的一个问题。那么下面我就介绍一下我的教学设计,首先是新课引入,这个引入,我准备是展示一下几个物体那学生们进行区分,第一个是肥皂快和泡沫,这个时候学生们可以说他可以通过嗅觉或者观察把它辨别出来,然后是同体积的水和酒精,这个也可以通过嗅觉比较出来。然后我展示一个不锈钢的奶锅,这个是同学们在生活中比较常见的东西,那么我想请问同学们这个锅是不锈钢制的还是铝制的?这些同学会有不同的反应,我估计的话,绝大多数同学会说不锈钢的会重一些,铝的会清一点,那么顺着这个思路我们就说重的东西是不是一定就是不锈钢呢?如果说“是”,那么我取一个比较大的铝块和一个比较小的不锈钢或者是铁块,进行比较,希望通过这个比较让学生们说出相同体积的物体的质量的比较,或者是质量和体积的比值这样一个结果。在这个学生提出的基础上,我们选取三块铁和三块铝,分别测量质量和体积。希望通过实验得到物体的质量和体积成正比。这个实验是由我完成的一个演示实验,会请同学走到讲台上参与这个实验。那么要测量重量首先就要用到天平,顺便复习一下天平的使用。要测量体积就要使用量筒,这里也复习一下量筒的使用。接着就要开始测量铁和铝,分别测量它们的质量和体积,这里需要提醒同学的是,测量质量和体积如果要测量两个东西的话,我们应该首先测量它的质量再测量它的体积,这个是需要在实验之前需要提醒同学们的。把这个实验数据得出之后填在这个表格中,基于初二学生的数学基础,这里不打算采用正比例曲线法,因为我观察了一下他们数学的正比例函数图像是要要在初二学期的末期才会涉及到,所以这里只通过这两个图表,希望同学们能够分析和归纳出,同种物质(在我们这个实验中分别是铁和铝)质量和体积是成正比的。第二,不同物质,它的质量和体积的比值是不相同的。然后由我在同学们归纳的基础上总结出:不同种类的物质单位体积的质量一般不同,单位体积的质量反应了物质的特性,接着就引出密度的定义。首先把密度引出之后就介绍密度的定义,接着介绍它的定义式,这个定义式在我们学生的学习过程当中已经在速度这个定义的时候已经涉及过,所以这个应该不是什么大问题,但是这三个量分别代表什么东西,m是物体的质量,v是物体的体积,ρ是物体的密度,在这些理解之后,让同学们了解密度的单位,我觉得单位不是什么太大的问题,因为从这个公式可以看出,质量的单位是千克或克,体积的单位是立方米或立方厘米,密度的单位从这个公式可以很明显的得出,kg/m3或者是g/cm3。然后涉及到两个单位一个是国际单位一个是常用单位,它有一个换算问题,这个可以让学生自己完成,我想我的学生应该能够完成。在完成以上工作完成之后,接着就是让学生看教材上的密度表,在看这个密度表的过程当中,一个可以让学生回答“从这个表中可以观察到什么东西”,第二有意识的引导一下,在这个表中任意选取一个物质,我准备选取金,它的密度19.3×103 kg/m3,这里准备问同学一下,这里指的是多少金呢?是一小块还是一大块?这里是主要是想要学生巩固一下密度是物质的特性与物体的体积无关,第二因为我们最开始的时候有一个引入是分析奶锅是不锈钢的还是绿铝的?那么通过刚才的实验我们可以得出通过密度区别这两个物质。第三是已知物质的密度然后怎样通过这个表了解这个物质究竟是什么东西?这里还是密度的应用问题。以下还有两个一个是液体的和气体的,气体的这个顺便要说一下,气体、液体和固体,可能学生在这个过程当中会有一点疑问,为什么固体液体没有加其他条件,而这个气体有个零摄氏度,这个需要提醒同学一下,固体和液体受温度的影响不大,气体受温度的影响比较的大,所以就给它设置了一个温度。接着是课堂练习,第一个练习主要是为了巩固“同种物质质量和体积成正比”的问题,第二个是通过计算体积然后读图然后找到密度,这里是希望能够训练一下同学们能够识图的能力以及运用公式计算的能力。第三个是通过计算体积,然后已知质量的情况下计算密度,然后再图上找到对应的物质,最后是课后练习,这里是让学生自己设计一个方案,察觉一卷铜丝的长度,这是希望同学能够把密度的知识运用到日常生活当中。那么,我的教学设计就是这样的。
张勇老师:各位老师下面呢,我就我对这节课的理解所做的教学设计给大家介绍一下,不对之处请大家多多指教。
张勇老师的第一次备课:
张勇老师:下面我介绍一下我对这节课的设计。我的标题叫《科学探究---物质的密度》,首先我他一下这节课的知识,本节是力学的基础部分,和前几章的“简单现象”相比,知识的讲述更深了一步,所以本节可以看成是对质量概念的深化和延伸,又是对物质世界认识的进一步探索,同时也可以为以后学习液体压强,阿基米德原理以及物体的浮沉条件做一重要的铺垫,而这个地方又说到在教材上密度的公式和单位,教材上列举了很多常见的固体、液体气体的密度,所以学生可以自己利用这些得出密度公式和密度的单位,关于密度知识的应用教材通过三条途径来展示,一是根据密度大小的比较,来鉴别物质、发现物质;二是通过密度公式变形测算出物体的质量;三是通过密度公式的变形测算出物体的体积。要从学生来看,初二的学生现阶段歇息能力发展水平是不平衡的,正处在发展的快速增长期。总体而言,大多数学生形象思维能力较强,而逻辑思维能力正处在迅速增长期。学生已有“物体体积越大,质量越大”的生活经验,而且前面讲过质量以后,他们已经学会了测固体液体的方法,这个时候学生喜欢动手去做一些实验,所以这节课用实验探究的办法来学习密度的概念,我认为是可行的。因此,我大致制定了三个教学目标,第一要知道密度是物质的一种特性,知道密度的单位、含义及写法读法,还可以进行一些密度之间单位的换算。了解一些常见物体密度的大小,可以用密度的公式进行简单的计算。第二,过程与方法目标,通过观察、实验和比较的方法,认识到可以用物质单位体积的质量来描述物质本身的一种特性,进一步体会到可以用比值定义法来描述物理概念,经历密度概念的建立过程。第三。情感目标,在学习与探讨的过程中,学生体会到在教师的引领下探究常见物体背后的隐藏的物理特性的乐趣,经历同学相互交流学习带来的乐趣,逐渐形成探究周围世界奥秘的习惯,对生活中有关密度的知识或现象产生关注。这节课的重点我把它放在密度概念的建立,通过组织好实验探究建立密度的概念是本节课的重点。难点也是密度概念的建立和理解。所以呢,我认为在这节课重点和难点设计是一个。在教学方法上,在教法上因为学生的能力处于发展时期,他们的科学探究能力是不平衡的,可能多数学生自主探究能力要差一些,所以本节课我侧重于发挥教师在课堂上的主导作用,在密度概念的教学过程当中,通过形象化的实验充分发挥学生主动探究的积极性,引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度的概念,具体的方法,教师可以通过恰当的预设问题,逐步引领学生思考,成为学生学习的引导者、促进者和帮助者。为此,本节课采用“教师引领加科学探究小组合作”的教学模式。第三,学法。因为学生已经积累了一些与质量、体积有关的感性知识,但是初二的学生感性认识和抽象思维能力不足,其中有些经验的形成是错误的或片面的。这会干扰正确概念的形成,因此要注意排开前概念的干扰,本节课主要采用“实验探究、小组讨论”在过程中体现学生的主体性。那么,在引入阶段,首先我给大家出一道抢答题,前提是学生要立刻回答不要思考,问“铁重还是棉花中?”,在这个地方我的目的是想唤醒学生对密度概念前概念的理解,这个时候学生往往会冲口而出,是“铁”,这是差一点的学生。好一点的学生会说,“不对,棉花也能挺重”,而优秀一点的学生会陷入停顿考虑想一会,那么这个地方如果学生说“铁”,那我就说难到一车棉花比一小块铁还轻吗?如果学生说“不一定”,那你就说为什么不一定?如果学生停下来想来半天说“不一定”,那好,既然不一定,但是我们心里还是有中不舒服的感觉,为什么好像觉得还想还是铁重一些,到这时候老师可以进一步启发,为什么大家会觉得棉花比较轻?学生这个时候可能会说,因为我觉得一大堆棉花可能比一小块铁还轻,老师这时说对,看来用轻重无法表达棉花与铁块的这种区别。这时候可以问怎么办呢?我们用什么办法来描述物质之间的这种区别呢?我们用和重无法说出铁和棉花的区别,那到底采用什么办法,用这样的一个办法导入这节课的一个主题。在讲物质密度的时候,学生实际在前面已经学过速度,我们在讲速度的时候就已经讲过,路程的远近从而导出两个相同的时间内比路程来算速度,或者以相同的路程比时间来比较物体的快慢。所以在这个地方学生有可能回忆起这个来,那我可以取相同的体积看谁重,因为我觉得好像相同的体积铁重一些,或者我取一样重的棉花和铁,棉花大一些,于是这个时候我就自然而然的引导学生想到我们要探讨的问题可能跟体积、跟质量有点关系。所以呢在这个地方,就出现这么一个问题,到底我们用什么办法来比较物体之间这种不同的特性。学生在这可能会想我们可以取相同的体积比质量,也可以取相同质量比体积,这个时候老师主导说一句,我们在物理学上,可能是要想办法,取相同的体积比质量,那这样老师在这里引导一个问题“我们能不能用相同的体积比质量”的办法来表达这种特性,那么刚才我们谈到学生可能会想,我可以取相同体积比质量,这时候老师可以提出这样一个问题,我们取相同体积比质量,那如果从一小块铁上它的质量比体积和一大块铁它的质量比体积,会不会不一样呢?如果不一样的话,我拿质量比体积比出来的还能反映铁的这种特性吗?这时候就请同学们想,我们有什么办法来找一找铁它的质量和体积之间有什么关系?学生在做这个实验的时候,我们虽说是制定计划与设计实验,但学生实际在制定计划的时候他可能不一定会想到质量与体积是成正比的,特别对于初二的学生,这个时候可以做一个引导性的实验,我那一,叠硬币都是一块钱的,一个硬币它的质量是m体积是v,那两块硬币的质量就是2m体积就是2v,我一块一块叠上去,学生可能会由于这个问题的铺垫可能觉得质量和体积是成正比的,也有同学直接说成正比,这时老师就可以问既然成正比你有证据吗?这样就引导学生设计一个实验,怎么样想办法证明物体的质量与体积就是成正比,在设计实验中学生可以提出很多方法,书上也提供了一个探究案例,其实这节课大多数学生鉴于他们的学习能力很可能是选择书上的方法,把质量用天平测出来,把体积用量筒量出来。然后由同学们搜集完实验证据,填入表格,随着质量的增加体积增加,由于数据并不是非常精确学生做的实验不会是完全的正比实验,老师可以利用这个表格对实验结果加以分析,提炼出即使在数据不完全正确的情况下,可以大致的提炼出这么一个规律,就是物体的质量与体积成正比。接下来学生在老师的领导下最后得出结论,木块的质量和体积的比值是一定的,木块体积增大几倍,它的质量就增大几倍,即同种物质的质量与体积成正比。然后老师在引导学生用另外一种材料比如铝块铜块等等,都来做这个实验,最后就发现虽然对于同种物质它的质量与体积成正比,对不同物质这个比值是不一样的,于是就发现,最开始我们提到的铁块比棉花重这话其实想表达的是什么意思?这时候学生就可能会反映出来,应该是铁块的密度比棉花的大,接下来就介绍密度的公式,密度的单位,这个基本上纯粹由老师讲解,密度单位之间的换算一直是初中学生的一个难点。另外,密度单位是一个比较复杂的复合单位。很多学生会以为密度和质量是一回事,单位会丢掉,这方面可以让学生多练习。最后为了让学生进一步体会密度是物质本身的特性,强化对密度概念的了解,进一步组织学生讨论两个问题。第一个问题:一滴水和一桶水哪个密度大?第二问题:将铁块压成铁饼,铁的密度变大还是变小?通过讨论让学生认识到,密度是物质本身的特性,与质量、体积和形状无关。最后对书上的例题加以讲解,让学生对密度的理解更深刻。最后简单的总结一下,我们这节课到底讲了什么问题,第一个利用比值的方法可以研究物理概念,第二引导学生进行对本课知识的归纳,针对本课内容进行分层次的练习,教师进行巡视,收集问题,及时点评。这就是我对这一节课的设计。
赵保钢老师:各位老师,刚才赵逸庶老师和张勇老师分别就他们对密度这一节的教学设计做了一个简要的介绍,下面我们就围绕两个老师的介绍做一个简单的讨论。
张勇老师:这节课我备课的时候其实有一个很难的问题,密度是一个物理的概念,如果说我们针对的是初二的学生,实际他们前概念里头对密度是有一定的了解的。我们常常说哪个重哪个轻,我们说铁轻铜重,实际上已经牵扯到密度的概念了,所以呢这节课要处理成科学探究课时完全可以的。不但如此而且还能够让学生产生一种对周围很强的探究的愿望。因为我们周围的物质密度都不一样。所以在设计这节课的时候,我就从轻重入手去引入这节课,但是在引入以后我遇到几个比较困难的地方。第一个就是,我们说奥比较物质的密度,实际上相同的体积比质量,是一个比较容易接受的概念,而且在介绍的时候还可以联系前面的刚刚学过的速度的概念,实际上利用比值的方法定义物理量在物理学上是非常常见的。因此,这节课我觉得探究的重点,可能就应该放在为什么可以用这个比值来表达物质探究的这种特性。因此,在设计的时候我就想办法让学生了解到由于物质的质量与体积是成正比的,所以用质量与体积的比值能够表达物质的这种特性,所以在表达的时候就大致的设计是这样的想,但实际上在设计这个探究实验的时候,有遇到难处,第一,我觉得探究实验与课堂的逻辑关系不太容易整合。第二,这个实验虽说是探究实验但是我觉得可能单评学生去探究就有可能出现两种问题,第一个学生探究不知道怎么办,他不知怎么去做,怎么探究,。如果老师一讲有些比较聪明的学生一看书上的公式,他就按着样子比着样子就做下来了。这样我觉得学生在做这个实验的时候就没有经历所谓的猜想过程,更多的是老师已经把前面的结论告诉他了,他拿着这个直接做就行了。第二个就是在上课的时候我为什么要做质量与体积的关系的实验,或者说做这个探究行实验学生很难理解。他很难理解老师为什么要这么做。而实际上我本人也觉得做这个实验在课堂上完全给学生讲清楚,为什么要做这个实验,实际上是很困难的。因此,我在备这节课的时候这是我最大的困惑。第二,本节课还有几个难点,第一就是密度单位的换算,它是第一个学生遇到的复合单位,前面有一个速度单位是m/s
虽然是复合单位,学生直接就背过去了,而这里由于牵扯到质量和体积和密度的关系,这三者的关系,往往比结论要复杂的多。后面这节课设计完后还有一个难点就是密度的应用有没有时间去讲,因为公式的应用虽然看起来好像是三个物理量,对于初二学生来言是极其困难的,现在我想很可能这节课就合成两节课来讲,一节课主要探究密度的概念和物体质量与体积的关系,第二节课可能有机会处理密度公式的应用和密度表这些物理量的了解。
赵保钢老师:刚才听了张老师的介绍,我觉得我没有听懂很复杂,你的整个设计很复杂,这个复杂我觉得有几个因素,一开始你强加给学生一个问题,而且要学生急于回答,这样的一个问题又像是一个脑筋急转弯的问题。因此,你希望学生引出一个冲突,但是你引入冲突容易,从你刚才的分析我们可以看出你找到解决的办法那个太难。因此,在一开始就把学生陷入到很困难的一个情境,我觉得作为引入过难了,而且你引的问题很远,你就讲了半天就过不了你要做实验的这一关,就是引不过来,而且在非常复杂的过程后把它引过来,也就是你要做很多的分析,因此,我觉得这个引入的话题过于困难了。这就导致你在后面整个逻辑的推理显得有些牵强。而且,衔接也显得不是那么自然。因此,我觉得核心的问题可能就在引入的这个问题上,你希望追求一个矛盾和冲突,而让学生解决这个矛盾和冲突,从而引出密度这个研究的课题,但是这个冲突从你的表述可以看出学生要过度到这有些困难。实际上一个好的问题它可能会引出一个好的开端,问题复杂了那么整个逻辑顺序就有些困难。
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廖伯琴老师:我想这个教材编写的时候,应该是有你后面说的这个考虑,如果说你要沿着你后面设计的这个,比如说探究物质的质量和体积的关系,接下来假设探究出来它是一个正比,而这个比值我们确定它是某一个量,就是我们讨论的这个量。我想可能是这个教材编写者的一个意图,因为你后面不是要讨论不同体积情况下它的质量怎么变化,那么,你可以说一块大的铁盒一块小的铁谁中?当然是大的铁重,那么它们的关系是怎样的?要牢牢围绕体积变化质量变化这样一个探索的链条,引出你的导入,你刚刚讲的那个导入比较适合另外一个教材讲的那种类型。比如说相同体积铁和相同体积的棉花它们的质量是不一样的,它们有不同的比值,然后这个时候探究分别的比值。
张勇老师:用比值来表达它们的这个区别。
廖伯琴老师:对呀。两个探索是不一样的,比如说你刚刚讲的探索,它实际上是首先学生心里边已经有这个概念,就是同样的一个物质体积大的一般比较重一些,到底它是怎样的一个变换规律呢?学生们已经基本知道,随着体积的增大,同种物质的质量都要增大。大的一桶水和小的一杯水,假设是同样的水,显然桶里面的水重些。这个概念应该已经有了,但是它是怎样一个变化呢?这个概念没有,现在是要探索它是怎样的一个变化规律,因为你再让他探究,随着体积的增大质量在增大,这个已经没有意义了,应该说已经知道了。然后他探究出一个这样的正比关系,图像法。而这个比值就是我们要讨论的。我们要得到这个量,也就是你要科学探究物质的密度,密度这个概念也出来了。不同的物质它这条直线的斜率是不同的,就代表是说同种物质的斜率是一样的,不同种物质斜率是不一样的。我想可能有这样一个含义,应该这样就可以顺下来了。另外还有一种设计,是金条还是铜条,这个导入也比较精彩,学生很难判断出来。比如说这里还有是有机玻璃还是玻璃?是不锈钢还是银器?是自来水还是海水?这些他不能只是根据它的重力来判断还是很难判断的。好,那么接下来就要探究,比如像另外一本教材它是另外的一种探究的形式,首先,怎样识别物质?它的导入时怎样的?拿出一个黄色的固体,是金条还是铜条?然后是银色的器具,是铝制的还是银器?像这种还是跟生活结合的比较紧。接下里才继续往下走,我们怎样来判断这些物质呢?它有什么特点呢?据往下走下去了。走下去就有了探究性的实验,有开始的猜想假设,然后后面有相应的制定计划,而这个探究重点在“测出若干杯不同的纯水的质量与体积”、“测出若干个体积不同的铁块的质量与体积”,然后接下来是铜块的质量和体积、铝块的质量和体积,测出之后会发现体积不同的纯水它们的质量和体积的比值是近似相同的,铁块的质量和体积的比值也近似相同,铜块、铝块都有相似的特点,那就有一个共性,这些物质它们都有一个量是不变的。同种物质这个量是什么呢?就把它命名为密度。接下里密度的概念就引出来,就是这个比值问题。接下里就有后面的讨论,探究这块的实验设计,我认为后面这种设计也一目了然。
张勇老师:我非常倾向于这种设计,这种设计学生在认识密度的中间能很容易的感受到不同的物质密度是不一样的。然后老师在给他说密度是物质的特性,不同物质密度不一样,学生很容易理解。
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廖伯琴老师:对啊,它还可以反过去,我们怎样判断着黄色的物体是金的还是铜的。那我们就看这个量是怎样的一个量,它的密度是黄金的那么这个密度就属于黄金的密度。我们可以算出来,铜的它的比值又不一样,这个可以区别固体到底是什么物质。
张勇老师:我很同意这一点,因为特性这两个字在中学教材中经常出现后面的比热容、电阻率都是特性,那么如果在密度这个地方我们嫩更让学生清晰的感觉到特性到底指的是什么意思,学生可能在后面的学习中感到非常轻松。我觉得这节课还必须要探究性实验做这个。
赵保钢老师:那不一定。这节课不一定得用探究来上,实际上,我就可以告诉学生这样一个概念,告诉学生之后,我让他反复的做一些练习,包括习题也包括回答一些问题之后来巩固这个概念,也就是这个概念在反复的练习、反复的应用的过程之中,逐步的掌握逐步的熟悉,最后逐步的理解,这也是可以的。有时候你都要用探究来做,如果你能够很自然的把它探究出来,这是可以的。但是,你不能够很自然的,让他做完之后他也不理解,最后你反而浪费了时间,也还不注意让他理解这个问题。
廖伯琴老师:当然这个从课标来就讲的话,我们看看课标上的要求,通过实验理解密度的概念,尝试用密度知识解决问题,能解释生活中一些与密度有关的物理现象。至于后面两个标准你们都涉及到了。只是前面这条,通过实验理解密度的概念,张勇老师希望通过探究性实验,这个物质当体积不一样的时侯它的质量也不一样但是两者的比值是一样的,另外一种物质这个比值基本上是一样的,由此,不同的物质它总是有一个量,不管体积怎么变化,质量怎么变化,这个量对同种物质而言,几乎是不变的。由此引出密度的概念,你认为这是一种探究的方法,那也是可以的。但是那种传授式如果按照课程标准来讲的话,通过实验,至于用验证性的实验还是概念学习式的实验都是可以的,这个不强行一定要用探究。当然这个密度的概念你是怎么给学生?
赵逸庶老师:我也是通过实验得出这个不同物质它的质量和体积的比值是不同的。然后同种物质这个比值是相同的,那么这个相同的比值就反应了它的特性,我们把这个特性就叫做密度。我就是准备直接告诉他们我们把这个比值叫做密度。
赵保钢老师:我觉得你们两个的设计从本质上来看是一样的,知识张勇老师在前面让它搅了一个问题,之后你还是让他做这个实验,赵逸庶的实验是很简单的给你说了一个怎么去判断一个锅是不锈钢过还是铝锅,之后就直接去做这个实验而引出密度这个概念,最后在通过一定的练习来巩固学生对这个概念的认识。我觉得一个探究实验的设计,就是你的这样的设计,虽然是一个问题,但是,它解决问题的这种方式不清晰,最后还是呀你给他做这个事,所以。从这来看,一个探究的教学设计显然要寻找一个很好的切入点,让它真的寻思去解决这个问题。
廖伯琴老师:这说明我们在教学过程当中,一个探究性的实验设计或者一个传授式的教学设计它都不是纯粹的,它有互相的交融,比如像探究式的可能也有一些传授式的元素在里面,而传授式的教学也有一些探究的元素在里面,所以还是多种教学方式融合。但有时候说这堂课是探究式课有可能是它探究式的特征比较明显一点,是传授式的课可能传授式的特征比较明显些。所以,在一节课中多种方式都是有可能的,这也是正常的。就看侧重在哪里。
张勇老师:这本教材里头,课堂上实验的设计的确是一个探究性的实验,它把整个的实验方案已经探出来了。但基本上是按照让学生思考的步骤,教材设计的时候可能充分考虑到学生的情况。
廖伯琴老师:所以引导学生一步一步的探究。有些探究是有一些引导的,有的探究引导就比较少,就是说一个探究的开放性和相应的引导性有一个度的问题,可能猜想假设、制定计划、进行实验这些都不写,它就是一个完全开放的实验,什么都要学生去做,但这种实验也可以设计,假设学生已经有了基础,那么就让学生去自己设计,自己进行实验。当学生没有基础的时候,我们可以引导,比如说哪些因素是我们引导走的,但某一个要素可能更多的是让学生自己动手。因此,在一堂探究课里不一定每个要素都完全是开放的,可能有些要素涉及到的内容就基本上给他写出来了。可能像这些写出来的内容在这节课里探究的氛围就不明显,而有的内容就没有写出来,有前面的引导之后学生动手的这个环节可能就是它的重点,探究更强调的地方。
赵保钢老师:其实刚才已经讨论的比较多,也有不同的一些看法,而切这两个课也都所长,下去之后可以把它修改的更加清晰些。在这样的基础之上,可能才便于把它打造的更简洁更好。好,各位老师我们刚才围绕两个老师的教学设计进行了讨论,接下来两位老师都将会根据讨论及其下来之后的思考来修改自己的教学设计,我们期待下次看到他们变化了的教学设计。谢谢大家。
赵逸庶老师和张勇老师修改后的教学设计:
赵保钢老师:各位老师,上一次课我们谈论了赵逸庶老师和张勇老师的教学设计,赵逸庶老师和张勇老师根据老师们的讨论回去修改了教学设计,现在我们再次就赵逸庶老师和张勇老师的教学设计进行讨论。首先,请赵逸庶老师介绍它的教学设计。
赵逸庶老师:我的教学设计根据昨天老师们的讨论和建议我做了一些调整,密度概念从最开始区分物质概念的时候我就把它提出来了,一开始就明确我们今天要介绍物质的一种特性就是密度,我是从这里开始,介绍了特性之后就做实验验证一下物质密度的这种特性。下面我就具体的展示一下。
赵逸庶老师修改后的教学设计这里不再展示了。
赵保钢老师:下面我们请张勇老师来介绍他的教学设计。
张勇老师:各位老师,昨天我做的教学设计有一些需要改进和更正的地方,经过各位专家的指导和指正,我又对这节课进行了一番新的修改,不对之处还请大家多多批评。
张勇老师修改后的教学设计:
张勇老师:我引入是这么想的,首先我拿出来金属块,我就明白的告诉大家,老师手里的一个是铁块一个是铝块,大家看哪个是?这个学生很快能回答出来,因为铁块是生锈的一看就知道。接着我就说生锈的那个是铁,另外一块是铝。然后再拿出两块亮的白色的金属,哪个是铁块哪个是铝块?这个为题抛下去后,就请同学们自己设计实验区分这两块东西。实际上在这学生提出的方案有可能是很多的,不一定会想到密度上去,因为实际区分铝块和铁块还有不同的方法,让学生拿下去分析直接攥到手里看,看完后,我就问有方法的都上来说。我在这节课之前专门做了个学生的调查,大多数学生很容易看出来一个轻一个重,这个时候我就说刚才大家提出了很多解决办法来区分这两个金属,这两个金属有一个特点,一个轻一个重这是掂出来的,它还有一样东西是一样的是什么?很明显看出它们的体积一样,然后提问当前这两块金属重力不同体积一样,我们有什么办法使它们重力一样?学生会说,可以让这个体积大点,于是这就造成一个矛盾,我们想让质量一样体积就不能一样,要想体积一样质量就不一样,很明显这两个金属之间存在一个本质的差异。这个差异是什么呢?接着由于刚才得出的结论很明显,学生会说,体积一样的时候质量就不一样,质量一样的时候体积就不一样,那现在我们看看这个结论在这是正确的。那么,是不是体积一样质量就一定不同呢?接下来就出示这两个物块,两个颜色差不多,请同学上来甄别这两个颜色一样的两个物块是不是一种东西?学生有了前面的经验以后,会去称量这两个物块,发现者两个物块虽然体积是一样的可是居然质量不一样,这时告诉学生这两个物块就不是同一种东西,一个是铁,一个是铜。此时,学生已经发现三种东西,第一铝块,第二铁块,第三铜块。它们三个体积一样质量不同。这时加以猜想是不是不同的物质在体积一样的情况下质量就不一样呢?这个结论对吗?这个时候让学生去思考,是不是只要是体积相同的物质质量就一定是不一样的?在课堂上在准备一些其他的物质,比如石头,砖块,方解石。然后,在研究完三种物体以后,由学生对我们提供的石头,砖块,方解石这三种物质再次进行研究,发现体积相同的这三种物质质量也不一样,这时可以提出这么一个猜想:是不是说我们现在的证据已经能够证明所有的固体只要是不同的物质相同体积下质量就不一样吗?学生已经看到我们举出的例子,可能会说是一样的,这时候老师要适时的加以纠正,我们只举出了几个没有举出所有的物质,我们只能是猜测,不同的物体相同的体积的情况下质量是不一样的。要液体中是否也成立呢?接下来出示两杯水,一杯纯水一杯盐水,提问学生有没有办法证明相同体积的不同的液体质量不一样,学生应该比较容易想到,应该去测同体积的盐水和纯水的质量。由此经过实验以后我们得出第二个结论,相同体积的不同的液体的质量也不一样。接下来,老师加以小结。刚才我们已经讨论了一部分固体与液体,我们的结论已经有了,相同体积的不同物体质量可能是不一样的。这时不能说一定就不同,因为实际上我们只举了几种例子。也就是说,不同的物体质量与体积的比值可能是不一样的。眼下我们虽然给同学们投下一个暗暗的感觉,但是,好像只要是不同的物质它们质量与体积的比值就不一样,但是还缺一个论据。万一有这么一种情况出现呢,同种物质它的质量与体积的比值也不一样。比如说一个大铁块质量与体积的比值比一个小铁块质量与体积的比值要大一些,这个结论我们怎么把它排除掉?这个时候就提出第二个问题,请同学猜想一下如果说一个大铁块和一个小铁块它们是同种物质,他们质量与体积的比值是不是一样呢?这个实验就由学生自己去完成,这个实验虽然在书上写成是探究实验,但我觉得更像是一个分组实验,因为探究的目标已经拿出来了,但是,学生可以思考需要一些什么器材,步骤等等。此时给出一个表格,这个表格就是研究同种物体的质量与体积的比值的关系,我们选那些为研究对象。
下面讨论两位老师的教学设计:
赵保钢老师:刚才听到两位教师的教学设计,就密度这个主题两个老师的设计完全不一样,赵逸庶老师直接就给出密度这个概念,之后通过一个实验来巩固这个概念,再进行一定的练习,使学生能够逐步理解密度。总的来说,这样让学生来学习密度概念。应该说学习好的学生能够理解密度的概念,但是怎么去学会研究问题的方法有所欠缺。这也是传授课的一个特点。反过来张勇老师希望通过对实际的一个问题的思考逐步的让学生建立密度的概念,逐步体会密度是物质的一个属性,从这个过程我还是感觉到,第一,你的教学设计比上一次的在引入问题上简化了也清晰了,但是,还是感觉到有些问题,首先就让学生比较两种不同物质的区分,在学生还没有密度概念的情况下,他怎么会想到密度概念这里去呢,怎么会想到同种物质的密度是相同的,不同种物质的密度是不相同的,从而我们可以同密度的不同来比较物质。让学生一开始就建立这个概念我还是觉得有一点困难。包括你在讲的介绍的过程当中,我也感觉这个概念你是最后给出,实际上要到这节课快要结束时,在这么一个漫长的过程当中,整个学生的线索不是太清晰,也许有些困难。你总在涉及两种物质的比较,甚至多种不同物质的比较,如果他已经有密度的这个概念还会容易些,但这个突破怎么来做?这课怎么上的简单一些,让学生理解的过程清晰一些。
廖伯琴老师:从赵逸庶老师和张勇老师的这个教学设计来看,设计传授式的课相对而言要容易一些,设计探究式的课有一定的难度也有一定的挑战性。张勇老师说课的风格截然不同,我想提出的是,由于你基于一种生动具体的像给学生上课的这样一种教案的展示,在这个过程中,你的整体的结构不够分明。虽然是在设计探究式的教学,也应该是有一个很清晰的结构,第一步要干什么怎么去实现它?第二步要干什么怎么去实现它?这个结构我觉得还要加强。由于你的结构不清楚所以在某些环节上总走不出来,我觉得有这样一个需要完善的地方。如果你这方面的特点生动了具体了,可能在结构上的要点上加以关注的话就更好了。还有就是,由于这是一个探究式的教学,在说难点的时候,除了让学生理解密度是物质的一种特性这是一个难点,你怎样进行探究式教学,比如说那个环节是你感到最困难的?这个应该是你探究教学的难点或者是教学的难点。因为不仅仅是理解密度的概念是学生理解的难点,还有你们在这堂课里让学生逐步从这些操作探索中来提炼出这样的规律出来,应该讲这是探究式教学很难的一个地方。而且,从你的表述来看,的确这也是个难点。在说课的时候还可以增加这一难点。如果增加了这个难点,后续的进行关注这个方面的关注度可能就会加强一些。接下来就进行你的探究式教学,开始的导入拿的实际的铜块铁块还有铝块都是很好的,比方说开始展示的两块金属,一个是生锈的铁一个是铝块,学生通过看就能判断它是不同的物质。这是容易判断的。接下来就展示的是不容易判断的,没有生锈的铁和铝块,这两个看起来相同,通过简单的视觉去判断是不行的。也不能闻。此时可能只能去掂量掂量感觉它的轻重,如果相差比较大的话还可以掂出来,通过这个可以判断出来这是两种不同的物质。到这里我认为导入就已经很精彩了。比如说它是不同的物质同样的形状,你掂出来的质量是不一样的,所以不同物质形状相同它的质量是不同的。已经通过这个引导可以得出这个结论了。后面再拿两个东西一个是铜一个是锈铁在来比较,与前面的功能重复了。因为课时的重点还在后面。后一段是可以略掉的,因为功能是相似的。一个展示有一个功能就可以了。
张正严老师:我觉得他的设计还是挺巧妙的,尤其是书上的进行实验与收集证据的地方。让学生分成四个组,测量体积不同的纯水、铁块还有铜块、铝块分别得质量与体积的比值。这个结论就可以得出,同种物质的质量与体积的比值是恒定的,不同种物质质量与体积的比值是不同的。比较了同种物质的质量与体积的比值,进一步可以引导出密度相同,同时也可以
进一步引导出不同种物质它的密度是不相同的。我觉得这个设计还是挺巧妙的。
赵保钢老师:各位老师,刚才我们对赵逸庶老师和张勇老师的教学设计进行了讨论,可以说老师们对这两个设计有所赞同也有自己的看法。那么,张勇老师和赵逸庶老师下去之后将会根据老师们的讨论对教案进行修改,最后会进行一节探究课和传授课的教学。那么,我们期待他们的教学。今天的讨论就到这,谢谢大家。??????????
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整理人:何晖
??????????????????????????????????????????? 校对人:陈飞飞,赵逸庶
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课程文本二


初中专题十? 集体备课(2).doc


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初中专题十
围绕“物质的密度”集体备课(同课异构)(2
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本集主要内容
1张勇老师的课堂教学实录
2赵逸庶老师的课堂教学实录
接下来请观看张勇老师的关于物质的密度课堂教学实录
张勇老师:在前面,我们已经学了质量,而且我们也学会了测量质量。大家说什么叫质量?
学生:物体所含物质的多少。
张勇老师:那怎么测质量呢?
学生:用天平
张勇老师:用天平,天平的使用法我们已经学过了,那么下面我想问这么一个问题:这儿有一个螺丝,还有一把剪子,有没有同学能想办法看出来两个分别是属于哪种金属呢?
学生:一个是铁的。。。
张勇老师:咱们再往下看,比如说:这儿有一个电池是黄的,对吧,这是用黄金做的,你们同意吗?
学生:不同意。
张勇老师:那有什么办法把它区分出来呢?我们实际上区分物质有很多种办法,而今天呢我先来问这么一个问题:这儿有两块金属,一块是铁,一块是铝,你们能告诉我那块是铁那块是铝吗?那么我藏着换一下,那块是铁那块是铝?
学生:左边是铝
张勇老师:为什么这块是铝?
学生:颜色,质量
张勇老师:因为这个已经怎样?
张勇老师:生锈了
张勇老师:看得出来,对吧?
学生:对
张勇老师:我说这也是一块铝一块铁,然后问:你们怎么知道那块是铁那块是铝?
学生:颜色
张勇老师:颜色深一点,那这回呢,一块深一点一块浅一点,这回那块是铁,那块是铝?
学生:右是铁,左是铝。
张勇老师:在这个时候单凭眼睛就不好区分了。如果今天让你蒙上眼睛或者说不给你颜色看,那谁有办法把这两个物体区分出来?那你来说(提问一个同学)
学生甲:把物体放在放在手里头看重量
张勇老师:那你上来试一下
学生:这个重一些这个轻一些
张勇老师:所以你把它区分出来了。那好,我这还有两块颜色差不多都是黄色,你来掂一掂?
学生:铜的稍微重一些贴的稍微轻一些
张勇老师:现在有三样东西,一块是铁,一块是铝,一块是铜。如果今天我用油漆吧它们刷成一个颜色,你们能不能很轻易的把它们区分出来?
学生:能
张勇老师:靠的的是什么?
学生:重量
张勇老师:靠的是轻重不同,对不对?
学生:对
张勇老师:轻重不同,那好这可是你们说的,这块重所以是铜的,这块轻所以是铝的,对不对?
张勇老师:为什么呢?颜色深一点,这回呢,有一块儿深一点,这块儿稍微浅一点,这回哪块是铁,哪块是铝?
学生:右是铁,左是铝。
张勇老师: 那块儿是铁,那块儿是铝?
学生:右是铁,左是铝。
张勇老师:在这个时候,单凭眼睛是不好区分的。现在,如果,今天让你蒙上眼睛或者说不根据颜色来,那谁有办法把这两个物体区分出来?你有办法吗?
学生:把两个物体放在手里,看哪个重,哪个轻?
张勇老师:哦,你说把两个物体放在手里头,哪个沉,哪个重?那你来看看
学生:这个重一些,这个轻一些
张勇老师:这个重一些,这个轻一些,所有你把它们区分出来了
张勇老师:好,那好,我这儿还有,这两块颜色差不多,都是黄的,你来掂量掂量。
学生:铜的稍微重一些,铁的稍微轻一些。
张勇老师:我们刚才实际看了三样东西,一块是铁,一块是铜,还有一块是铝,如果今天把它们用油漆刷成一个颜色,你们能不能很轻易的把它们区分出来?
学生:能
张勇老师;靠的是什么?
学生:轻重不同
张勇老师:轻重不同,对吧, 好,轻重不同,那好,轻重不同,这可是你们说的。这块重,所以是铜的,这块轻,所以是铝的,对不对?
学生:不对
张勇老师:为什么不对呢?重,你们不是说重的就是铁的么
学生:材料,质量
张勇老师:质量它大一些,你们不就是说质量大的就是铁,质量小的就是铝么,你能不能把你的区分方法说清楚一些,或者说你想到底怎么说?
张勇老师:我们心里头老想,我们区分,掂量掂量轻重就能区分出来,对吧,可是,我这明明是重的,重的就该是铜嘛,轻的就该是铝嘛,没错啊,为什么你不这么相信,不同意呢?
学生:因为我看它们两个的质量不同
张勇老师:质量是不同,它的质量是大一些嘛
张勇老师:我们仔细想一想,大家心里头到底是怎么想出来这个问题,为什么掂量轻重就能掂量出物体的种类来,刚才她直接说这个重,这个轻,重的是铁,我同意,可是呢,这里头有一个很重要的前提。这两个圆柱体底面积一样,高也一样,换句话说,实际我们在掂量这个物体的时候,是由于它们两个什么一样?体积一样。我们才根据这个,重的可能是铁,那么,世界上的东西,纷繁复杂,石头沉甸甸的,棉花轻飘飘的,这些现象都反映了我们看到的一个事实,是什么呢?我们先看这样一个问题,这三个物体,体积一样,如果今天我们测一测它们的体积,你们有办法测没有?
学生:有
张勇老师:用什么可以测?
学生:天枰
张勇老师:用天枰可以测得体积?
学生:不能
张勇老师:用什么测体积?
学生:量筒
张勇老师:用量筒可以测体积是吧。那好,现在我们就做一个小小的实验。首先,第一步,先把质量测出来,把你们测得的数据记录下来,把你们测得的数据记录下来
张勇老师:你是多少?
学生:17.2
张勇老师:你呢?
学生:78.7
张勇老师:还有没有别的答案?你多少?
学生:78.6
张勇老师:还有没有?你多少?
学生:27.4
张勇老师:还有没有?你多少?
学生:89.2
张勇老师:还有没有?你多少?
学生:27.1
张勇老师:这样,你说
学生:89.4
老师这样,你说
学生:89.6
张勇老师:我都在这里写着,结果我们发现,有这么一大堆数据,你们测出来不外乎这些,27.4,27.1,78.6,78.7,89.2,89.4,89.6,质量不一样,对吧, 那现在我们来试试这个,请大家来测下他们体积?体积要用量筒来测,使用量筒的的时候,要千万注意不要打破了。凡是拿着银色金属块的,你们测出来的体积多少?10立方厘米,黄色金属块的,多少?也是10,
还有没有?
实际上,大家算了半天,体积都是一样的,而我们刚才做的实验发现,凡是黄色金属块,质量大约是多少呢?在89点几,对吧,我们这里大概取个平均值,比如说89.4克,而那个颜色比较深一点,青色的金属块,质量大约是多少呢?78点几,78.6,至于那个银色,质量多少,27.2克,结果,通过刚才的实验,我们发现一个现象,好像不同的物体,如果体积一样,什么不一样?质量不一样。所以今天,我就说有一个金属块,10立方厘米,质量是89点几克,你们猜猜可能是哪个金属块?
学生:铁块
张勇老师:你们猜猜属于哪块?有一个金属块,体积10立方厘米,而测出质量是89点几克,估计是哪个?铁块.你说是铁块?
学生:铁块
张勇老师:你说的是铁块,你做的是铁块么?
学生:是
张勇老师:你测的是铁块么?你测的质量是多少?
学生:78点几
张勇老师:那你测的是78点几.我的是89点几,你没有做这个实验啊,哪位同学做了刚才,你的是多少?多少克?
学生:89点几。
张勇老师:那好,凡是测得89点几的举手有哪些,注意举手的时候把金属块也举起来,全是一个颜色对吧,对不对,同样,凡是得到78点几的那个呢?颜色是不是也是同一个颜色,那好,我们在这里讲了半天,老想实际上,它很明确的想吐露出一个东西来,什么东西呢,我们明确的说就是相同体积的物体,质量不一样,那么假如说,我想要让这三个金属块质量一样的话,那必然会造成一个什么后果?
学生:体积不一样
张勇老师:体积不一样,那我们该怎么样想办法向世人表达我们心里这种感觉呢?比如说这个金属块和这个金属块,他们两个要想质量一样,体积就不一样,体积一样,质量就不一样,你怎么样想办法说明它们两个之间最本质的区别,从本质上讲,我们把刚才那句话,稍微提炼一点,我们发现好像在这个地方得到这样一个感觉,那就是不同的物质,它们的质量与体积的比值是不一样的,看到没有,这个铜,黄色的物体是铜,它的比值是89.4除以10,等于多少呢?8.94 而第二个呢 7.87 第三呢 2.72 由于这个比值不一样,所以我们在物理学中,想了一个办法,用一个特殊的名字来命名它,这个名字什么呢,密度。不同的物体,它们的质量与体积的比值是不一样的,但是这带来一个问题,如果是相同的物体,它们的质量与体积的比值是不是都是相同的呢?同种物体,它们的质量与体积的比值是否相同呢?
学生:不一定
张勇老师:不一定,对不对,因为我们现在没有证据,谁有没有想办法给我做出,但是有没有可能是一样的呢,
学生:有
张勇老师:那怎么样想办法把这个结论给证明出来呢?谁能说说怎么办?我再把问题说一边,同种物体,虽然体积不一样,但是质量与体积的比值是一样的?不要怕,可能这个问题听起来很吓人,但是很简单。你说说看。
学生:还没有想出来
张勇老师:还没有想出来啊,那你坐,我这儿有把剪子,是铁做的,你看到没有,上面都生锈了,肯定是铁做的,它的体积和铁块是不一样的,我们只要怎么样,就能大致的证明某一个结果,你们猜一猜这个物体质量与体积的比值,和铁,这是铁做的呦,它的质量和体积的比值,和我们这个铁块质量与体积的比值是否是一样的呢?
学生:是
张勇老师:这个刚才大家说的不一定,但是现在我的问题是怎么把它证明出来?到底是不是一样,怎么办?刚才谁说的测量?你说的,你给我测一下。这还有一个铁钉,它的体积和剪刀是不一样的,对吧,谁测一下这个比值?
学生: 我来
张勇老师:谁手里还有铁东西?都拿出来,他拿了一个出来,我看着很像铁,你来测测,还有没有?我这还有一把钥匙,这把钥匙肯定是铁做的,为什么呢?因为我拿磁铁吸过,这儿还有一个,还有螺丝,需要大家很紧密的测量,测完以后请大家报出你测出的质量和体积,算出比值。还有哪组需要的,我可以送给他,这儿还有砝码,这砝码是用什么做的,你们自己测一下,这儿还有实验室用的螺丝,给你。还有没有同学要?还有一个球。还有没有哪个要?还没有哪个要?(学生实验)你们测出多少?(老师下去询问各组分别测出多少)
刚才我给了铁块的几位同学,你们测出的是多少?
学生甲:8.4
学生乙:12.3
学生丙:7.5
学生丁:6.9
张勇老师:好!今天这个实验,我们测了几组,得出的结论是怎样的?
学生:不同的
张勇老师:是各不一样的,这说明什么呢?说明我们手里拿着的东西,各种不同的东西,它们的比值不一样。而其中,这是铁架台上的螺丝,它是什么用做的?
学生:铁
张勇老师:而测出的结果是多少呢?7.5。这个比值和我们这地方这个青色的铁块的比值大致是相同的,所以我们想如果进行进一步研究,我们测出来它们的比值很可能是非常相近的。经过紧密的测量,我们发现:我们周围的物质,每种不同的物质,质量与体积的比值不一样;而同种物质,即是你改变了物质和体积,它的比值是一样的。所以我们可以用质量与体积的比值来表达物质的特性,这个呢叫做它到底是什么做的?你们有什么办法没?把它的质量测出来,体积测出来,求比值。这个比值只要跟谁的比值一样就可以?加入这个鼻子恰好跟铁的比值是一样的,那是用什么做的?
学生:铁
张勇老师:那你们看这个金属,它的比值是8.9,铜的质量与体积的比值也是8.9,所以它是什么做的?
学生:铜
张勇老师:换句话说,我们可以用密度来干什么?我们可以用密度来区分不同的东西,我们就可以利用这个来鉴别物质。换句话说,我们利用这样的方法既然可以鉴别物质,所以我把它称为:密度是物质的一种特性。
刚才通过两个小小的实验得出量结论来:第一个,不同的物质,质量与体积的比值是不一样的,这说明密度是物质的一种特性。所以我们鉴别物质的时候,只需要找出质量和体积,把比值一测,就能够像办法把物质区分出来。这种现象在生活中其实是经常见到的。所以我们下面看这么一个问题。我们说密度等于质量除以体积,那么质量的单位是什么呢?
学生:千克
张勇老师:而体积的单位,在国际单位制中,体积的单位是立方米,所以密度的单位就是什么呢?用千克除以立方米,所以密度的单位就是千克每立方米。而刚才我们做这个实验的时候,我们的小圆柱体,大家测出来那些铜块的质量是多少呢?大约是89.4克,而我们测出来的体积是多少呢?大约是十个立方厘米,那这个时候要测比值的话,它的比值是多少呢?
学生:8.93
张勇老师:但这个时候质量的单位用的是什么呢?
学生:克
张勇老师:我们天平测的质量是克,而我们测的体积是什么呢?
学生:立方厘米
张勇老师:于是这个时候,这个密度单位还可以写成:克每立方厘米。值得注意的是:表面看来千克每立方米和克每立方厘米好像是两个跟质量有关的单位,实际上呢,它表达的竟然是一个比值,所以这两个比值,这两个单位,它们大小是不一样的,你们猜猜,这两个单位哪个大?
学生:克每立方厘米
张勇老师:假如说有一个密度是1g/cm3 , 还有一个物体的质量是1kg/m3 ,这两个物体,哪个密度大?
学生:1g/cm3
张勇老师:你们怎么看出来的呢?
学生:把千克换成克,把立方厘米换成立方米
张勇老师:不过呢,大家的看法对。实际上,1g/cm3和kg/m3不一样大,它们的换算关系是一千,1g/cm3等于1000 kg/m3,这个大家可以去算,也可以直接记住就行了。
有一枚,第十一届亚运会纪念币,它的质量是11.1g,然后体积是1.8 cm3,问:制成这种纪念币的金属的密度是多少?
学生:11.1除以1.8
张勇老师:有办法算没?
学生:有
张勇老师:算下是多少啊?
学生:8.94
张勇老师:告诉我,它估计是用什么做的?
学生:铜
张勇老师:那么这样呢我们可以利用这种办法测出物体的质量。
我们今天做的实验,第一我们测出了固体的密度,可是我们今天实际上测了几种东西?每一组研究了几种东西?
学生:三种
张勇老师:三种。而周围世界不同的物质远远不止三种吧?因此今天得出的结论是不是一定是普遍结论呢?我们实际上,在多次试验中发现的确不同的物质密度是不一样的,对吧?但是如果有一天发现两种物质密度完全一样,那这个时候用密度的办法区分它们显然就不行啦,因此呢,我们今天说的东西呢只是今天得的结论,这是第一;第二,我们今天做的实验还有一个缺陷,你们觉得我们研究了固体,还有什么没有研究?
学生:液体
张勇老师:液体 没有研究,其原因很简单,我们今天没有这个实验条件去做这个液体的实验,另外还有什么没有研究?
学生:气体
张勇老师:气体也没有研究,但是呢,其他的科学家做了这个气体的实验,发现:不同的液体、气体,它们的密度也是不一样的,所以我们在平时学习的过程中,在研究一个东西的时候,不能贸然的下结论,做一个实验得一个结果就下结论,实际今天我们得的这个结论它的证据是不是就充分呢?并不是充分的,只不过我就告诉你由于别人做了很多实验,所以我们今天只做一两个,经历这么一个研究的过程而已,但实际上呢,今后我们再探究新的问题的时候,还是应该采取更加缜密,更急严格的思想,好不好?今天呢,我们就谈到这个地方。
接下来请看赵逸庶老师的关于物质的密度课堂教学实录
赵逸庶老师:我手里有两个勺,我想问一下:这个是不锈钢的呢还是铝的?这个勺是不锈钢的呢还是铝的?或者其它什么材料的?尝一下,捏一下,闻一下,打一下,怎么区分?
生:磁铁
赵逸庶老师:磁铁,注意,这个不锈钢的东西,很多不锈钢的东西磁铁都不能吸,铝的更不行啦,对吧?那么如果要区分不能摸的,不能闻的,也不能捏的,也没有味道的东西,怎么办?今天我们要学一个新的概念,密度。
这密度是个什么东西呢?它是物质的一种特性。所谓特性就是讲,如果这个东西是铝的,那么它的密度就一定是铝特的;如果这个是不锈钢的,那么它的密度就一定是不锈钢所特有的,这就叫特性。
那么下面我们就看一下,这密度的特性究竟是个什么特性。现在让我们看一下我手里三个小东西,螺丝钉。下面我想找个同学来测一下这个质量。我们可以先测一个铁定的质量,有个问题,大家在他做的时候也注意看下,使用天平首先应该干什么,首先应该调平,当然我这天平已经是调平了的,但是虽然是调平的,大家在操作的时候首先还是要调一调。他测的质量,然后我们再测这三个铁钉的体积,使用量筒测的时候应该注意什么问题啊?
生:要平视
赵逸庶老师:要平视。首先让我们测第一个,测一下它的体积是多少。大约是三个立方厘米。
大家观察一下这几组数据,它们有什么特点?每一个质量在增大,体积也在增大,那么质量增大和体积增大有什么关系?随着体积增大,质量在增大,这个很明显,还有什么规律?体积增大一倍,质量呢?几乎也增加一倍。体积是原来的三倍,质量也差一点是三倍,这个很正常,因为在测量过程中难免会有误差。那我们从这里大致可以看出来:随着物体的体积增大,它的质量也大致增大,而且它的质量和体积的比值是基本上是相同的,在没有误差的情况下,它应该是相同的。那么,我们再看一下这,我们可以看出一个什么问题?它的这个比值,从这里我们可以看出质量和体积的比值成正比,然后从这两个组对比来看,虽然都是正比,但是这个比值,这边是三点九多一点,这两个比值是不一样的。这两个比值不一样得出密度的定义就是一个物体质量和体积的比值。这个定义在我们物理学当中,用一个比值来确定一个物理量的定义的话还有一些,比如说,速度。初中的速度定义就是通过的路程与所用时间的比值。它也可以说单位体积的质量叫做密度。密度等于质量除以体积。这就是它的基本定义。那么,我们强调一下这三个基本量,这个读作“rou”是密度ρ,m是质量,体积是v。然后它的单位是什么?质量的单位是什么?国际单位是什么?
学生:kg
赵逸庶老师:常用单位当中也有用g的,体积的单位是?
学生:m3
赵逸庶老师:或者是立方厘米。刚才我们用的就是克和立方厘米。在这个常用单位当中,用的是kg/ m3,这个也不要大家费力的去背,质量是kg,体积是m3,所以它的单位是kg/ m3,它的常用单位还有g/cm3,这个读法要注意千克每立方米,不是千克每米立方,而是千克每立方米。大家注意这两个有什么区别?如果是千克每米立方就是这样的(kg/ m)3,希望大家不要记成这个样子,它的单位千克每立方米不用死记硬背,从公式应该很明显得到。那么,密度有什么用?我们先看一个东西,从这个表我们可以看出,不同的物质密度是不同的,在这个图中,密度最大的是什么?
学生:钴
赵逸庶老师:是钴吧?它的密度是21.5,世界上密度最大的东西叫做锷,它的密度达到了22.5×103kg/ m3,那么我们看一下这两个单位之间的换算有什么关系?千克每立方米和克每立方厘米,大家觉得哪一个更大一些?
学生:千克每立方米
赵逸庶老师:我们是试一下,1kg等于1000g,1 m3等于106cm3,这样计算下来。也就是说1 kg/ m3等于1//1000g/ cm3,跟我们想象好像有点不同,这个g/ cm3好像要大一些,而且要大的多。1 g/ cm3等于103kg/ m3。我们接着说这个黄金,它的密度是19.3×103kg/ m3是指的一小块黄金还是以大块黄金?
学生:一小块。
赵逸庶老师:这一小块黄金的密度19.3,那么,大块黄金的密度是多少?
学生:19.3
赵逸庶老师:那么这个密度指的是一大块还是一小块?
学生:都是
赵逸庶老师:我们最开始就讲了密度是物质的一种特性,既然叫特性就是不管是一大块还是一小块都是他这个密度,都是19.3。刚才我们讲密度学了它有用,比如说我们现在知道一种金属它的密度是2.7103kg/ m3,那么它是什么东西呢?
学生:是铝。
赵逸庶老师:刚才我给的水大约是50毫升,然后我把这个放进去,除了测它的体积还要测什么?
学生:质量
赵逸庶老师:还需要测质量。刚才大家注意了没有,是先测体积还是先测质量?
学生:先测质量
赵逸庶老师:为什么先测质量?如果你先测体积的话,难免有水,有水后质量测的时候就不准确,所以做得时候要先测它的质量后侧体积。那么刚才我们测的质量是多少?
学生:2,2g
赵逸庶老师:体积呢?
学生:0.9
赵逸庶老师:那它的密度等于?
学生:2.44多
赵逸庶老师:大约是2.8 g/ cm3,那这个材料大概是什么东西呢?反证不是金。这个表不全面,如果这个表全面些,测量的精确度在高一些,应该能够知道,这个好像应该是一种合金,也不是纯铝,如果是纯铝应该是2.7,如果有兴趣的话回去可以测一下,家里的勺子还有小锅,可以看一下是铝的还是不锈钢的。因为铝的和不锈钢的在生活中比较常见,而且确实要测一下才知道,都不生锈都是亮的,所以这个用密度测效果还比较好。
赵逸庶老师:我们再来看下,这是液体的密度。从这个上可以看出一个问题,液体的密度一般来讲都比较小,现在看一下气体的密度,可以看出什么问题?刚才液体密度虽然小是小但后面还有乘以十的三次方,这个十的三次方没有,从表上可以看出空气的密度是1.29,有兴趣的话可以算一下你家的空气质量是多少,知道了密度,你家的体积应该知道吧,那房子多长多宽多高,算一下然后可以知道空气的质量。这个图和前面的还有一个不同?专门在这里有个介绍,一个标准大气压。下面看一道例题,先说怎么算,密度是已知的,密度等于质量除以体积。质量等于?
学生:质量等于密度乘以体积。
赵逸庶老师:体积等于?
学生:体积等于质量除以密度。
赵逸庶老师:我们把这三个公式要记住。质量等于密度除以还是除以体积?
学生:乘以体积。
赵逸庶老师:对,质量等于密度乘以体积。也就是2.6×103×20等于5.2×104单位是千克。也就是说这个碑有52吨。再看下面这个例题,1.0×103kg/m3是什么意思?水的密度是1.0×103kg/m3是什么意思?就是1立方米的水质量是103千克。那么下面这一个。一杯水喝去一半,密度减半。对不对?
学生:密度不变。
赵逸庶老师:很好。密度不变。这个呢?密度跟质量成正比,跟体积成反比。对不对?
学生:错。
赵逸庶老师:从这个公式看上去是这样的。对还是错?这个需要我解释一下,从数学上来讲,这句话好像没错,但是我们物理不单是数学的公式,它有物理意义在了里面。这个公式只是表示密度的大小等于质量跟体积的比值。只是用这个来计算,并不表示它的物理意义。密度是物质的一种特性是不变的。不能说它跟质量成正比,跟体积成反比。这个要记住。只是这样的一种表达方式而已。下面我们看:常说铁饼比木头重?
学生:是密度大。
赵逸庶老师:是指它的密度大。刚才我们说的黄金和金币的问题,实际上金的物体它拿在手上沉甸甸的,也就是说金的物体比一般的要重些,真的是重一些吗?实际上是这个意思,是说同样一个小体积的物体金的要重,实际上就是说它的···
学生:密度重。
赵逸庶老师:对,是讲它的密度重。下面这道题说有个纪念币,纪念币中国银行每年都在发行,说它的质量是16.1kg,体积是1.8m3,问它的密度是什么,算算它的材料。这个大家算一下。大约是多少?
学生:8.9
赵逸庶老师:是8.9 kg/m3 是个什么东西呢?
学生:不知道
赵逸庶:不知道。不知道我们看一下密度表,是什么?
学生:铜
赵逸庶老师:这个纪念币是铜做的,实际上呢你们回去之后如果有兴趣的话可以测一下一元硬币是什么做的?以前我们把那个叫镍币,究竟是不是镍做的?你们可以自己测一下。这节课我们总结一下:第一,密度反应物质的特性。第二,它的定义式质量与体积的比值。单位体积的质量。第三,定义式,质量除以体积,单位是kg/m3或者g/cm3。还有一个小点,1 g/cm3等于多少kg/m3?
学生:1000
赵逸庶老师:实际上这有一个好处,如果我们测到一个密度是8.9,刚刚我们就做了这个,8.9 g/cm3,在这个表上单位是kg/m3,直接把103抹掉,它有这个好处。最后有兴趣的话做一下这个练习如何方便快速的知道一卷细铜丝的长度。
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