《密度的測定》教學(xué)設(shè)計(jì)

魏櫻

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)極為重要的組成部分，本文以《密度的測定》教學(xué)設(shè)計(jì)為例，從教法與學(xué)法，教具，教學(xué)過程，課堂小結(jié)，教學(xué)反饋，布置作業(yè)，課后思考等幾個方面進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：密度的測定;物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)設(shè)計(jì)

“密度的測定”是《物理學(xué)實(shí)驗(yàn)》（化學(xué)工業(yè)出版社）教材中的第一個實(shí)驗(yàn)，它是本學(xué)期所有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，學(xué)好這部分實(shí)踐知識對培養(yǎng)學(xué)生動手能力，分析問題的能力，實(shí)驗(yàn)計(jì)算的能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力，探索求真的精神都有著重要的意義，并且為以后其它實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐作好鋪墊。

1 教法與學(xué)法

1）學(xué)情：教學(xué)對象是大一新生，95%以上是男生;80%左右學(xué)生在理論課堂基礎(chǔ)較弱，但對實(shí)驗(yàn)操作有著很濃的興趣。

2）學(xué)法：幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變觀念，來到實(shí)踐課堂，學(xué)生就是主體。思想上必須重視，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”。

3）教法：本節(jié)課的教學(xué)方法采用：多媒體教學(xué)法、討論法、演示實(shí)驗(yàn)法、實(shí)踐法等。由于本節(jié)課是新生第一次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，所以要對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行安全教育，對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫進(jìn)行學(xué)習(xí)態(tài)度教育，對實(shí)驗(yàn)中可能遇到的操作問題進(jìn)行演示教育，告訴他們該怎么做，不該怎么做。一定要灌輸“我能行”，“我最棒”的思想，打好實(shí)驗(yàn)課的第一槍，把第一個實(shí)驗(yàn)做好！

2 教具

多媒體課件、彈簧秤、量筒、燒杯、水、細(xì)線、物理天平、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等。

3 教學(xué)過程

1）課題引入：視頻引入課題。播放密度測定的小短片，引發(fā)學(xué)生好奇，引出課題——《密度的測定》。

2）課堂教學(xué)：首先檢查預(yù)習(xí)作業(yè)完成的情況，由學(xué)生回答測量儀器使用中，應(yīng)該注意的事項(xiàng)。學(xué)生回答完畢，教師總結(jié)出：游標(biāo)卡尺、千分尺、物理天平等測量工具在測量時的注意事項(xiàng)。接著復(fù)習(xí)提問：（1）什么是密度？（2）密度的定義式是什么？（3）測定物質(zhì)密度的原理是什么？（4）實(shí)驗(yàn)室常用什么儀器測物體質(zhì)量？什么儀器測物體體積？（5）能夠測出物體質(zhì)量和體積的儀器是否就只有天平和量筒嗎？

強(qiáng)調(diào)密度測定的原理公式ρ=m/v

出示例題1：為了測定一小正方體小木塊的密度（不吸水），可選用的器材有：托盤天平（含砝碼）、量筒、刻度尺、大頭針、水，請你設(shè)計(jì)幾種不同的方案，要求寫出每種方案所選的器材，實(shí)驗(yàn)步驟，并用所測物理量表示物質(zhì)的密度。

提問：實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗恳龑?dǎo)學(xué)生分析討論得出：

能測出木塊質(zhì)量的儀器有：（1）天平（2）量筒和水

能測出木塊體積的儀器是：（3）量筒、水、大頭針;（4）刻度尺

分析得出四種最基本的方案組合：

1、（1）（3）? 2、（1）（4）? 3、（2）（3）? 4、（2）（4）

提問：在確定每種實(shí)驗(yàn)方案所選器材后，接下來就要確定實(shí)驗(yàn)步驟，那么一個最簡單的但又是完整的實(shí)驗(yàn)步驟包括哪幾部分組成呢？（實(shí)驗(yàn)器材、被測物體、被測物理量和被測物理量的字母符號）。

指導(dǎo)學(xué)生分組討論完成實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的確定以及用所測物理量字母符號表示物質(zhì)密度ρ的表達(dá)式，并將結(jié)果完成，填寫在當(dāng)堂復(fù)習(xí)研討課學(xué)案上，對于學(xué)生回答中存在的問題則由同組伙伴合作幫助解決。

方案1

器材：天平、水和量筒、大頭針

步驟：1）用天平測出木塊的質(zhì)量m

2）在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

3）將木塊放入量筒水中，用大頭針將其全部沒入水中，記下水面所對的刻度值V2

4）密度表達(dá)式：ρ=m/V2-V1

方案2

器材：天平、刻度尺

步驟：1）用天平測出木塊的質(zhì)量m

2）用刻度尺測出木塊的邊長a

3）密度表達(dá)式：ρ=m/a3

方案3

器材：量筒、水、大頭針

步驟：1）在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

2）將木塊放入水中漂浮，記下水面所對的刻度值V2

3）用大頭針將木塊壓入水中，記下水面升至的刻度值V3

4）計(jì)算V木=V3-V1

漂浮G=F浮=ρ水g（V2-V1）

m=G/g=ρ水（V2-V1）

密度表達(dá)式：ρ=ρ水（V2-V1）/V3-V1

方案4

器材：量筒、水、刻度尺

步驟：1、用刻度尺測出木塊的邊長a

2、在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

3、將木塊放入量筒水中漂浮，記下水面所對的刻度值V2

4、計(jì)算 漂浮G=F浮=ρ水g（V2-V1）

m=G/g=ρ水（V2-V1）

密度表達(dá)式：ρ=ρ水（V2-V1）/a3

設(shè)置情景引入思考題1，引導(dǎo)學(xué)生討論得出解決問題的實(shí)驗(yàn)方案及密度表達(dá)式。

思考題：

1、在本實(shí)驗(yàn)中若只給刻度尺、水、大燒杯，能否測出小正方體木塊的密度？

步驟：1、用刻度尺量出木塊的邊長為a

2、木塊放在量筒的水里，用刻度尺量出露出水面的高度為h

計(jì)算 漂浮 G木=F浮

ρ木gV木=ρ水gV排

ρ木gSa=ρ水gSh排

密度表達(dá)式：ρ木=h排ρ水/a=（a-h）ρ水/a

引導(dǎo)學(xué)生思考除了以上例題1可以用天平、量筒和水測出物體質(zhì)量外，還有什么實(shí)驗(yàn)器材可以測出物體的質(zhì)量？

引出例題2：為了測定小塊橡皮泥的密度（密度大于水），可選用的器材有：彈簧秤、量筒、水、細(xì)線、燒杯，請?jiān)O(shè)計(jì)三種不同的方案。

方案1

器材：彈簧秤、量筒、水、細(xì)線

步驟：1、用細(xì)線將橡皮泥掛在彈簧秤下，記下讀數(shù)G

2、在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

3、將橡皮泥浸沒在水中，讀出水面所對的刻度值V2

4、密度表達(dá)式：ρ=G/g（V2-V1）

方案2

器材：彈簧秤、燒杯、水、細(xì)線

步驟：1、用細(xì)線將橡皮泥掛在彈簧秤下，記下讀數(shù)G

2、將掛在彈簧秤下的橡皮泥浸沒于水中，記下彈簧秤的讀數(shù)F彈

3、計(jì)算? m=G/g

F浮=G-F彈=ρ水gV

V= G-F彈/ρ水g

ρ= Gρ水/G-F彈

方案3

器材：量筒、水

步驟：1）在量筒中放入適量的水，讀出體積V1

2）將橡皮泥捏成一個小碗，讓它漂浮在水面上，記下水面所對應(yīng)的刻度值V2

3）將橡皮泥再捏成一個實(shí)心小球，使其浸沒水中，記下水面所對的刻度值V3

4）數(shù)據(jù)處理：漂浮 G=F浮

∴mg=ρ水g（V2-V1）

m=ρ水（V2-V1）

V=V3-V1

ρ=ρ水（V2-V1）/V3-V1

為了加深學(xué)生的感性認(rèn)識及有更深的課堂體驗(yàn)，用小鋁塊代替橡皮泥要求每組學(xué)生任選實(shí)驗(yàn)方案1和2完成實(shí)驗(yàn)步驟的操作。

課堂小結(jié)：

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)通過本堂課學(xué)習(xí)所掌握的測固體物質(zhì)密度的方法：

測固體密度

1）可以用天平或彈簧秤很容易測出固體物質(zhì)質(zhì)量，還可以讓其漂浮在水面上利用G=F浮計(jì)算其質(zhì)量。（借助刻度尺、鉤碼和細(xì)線利用杠桿原理也可以測出固體物質(zhì)質(zhì)量）。

2）測體積可以利用量筒和水、刻度尺、彈簧秤。

3）利用實(shí)驗(yàn)原理公式ρ=m/v得出結(jié)果。

（四）教學(xué)反饋：

思考題：

1、請你設(shè)計(jì)一個方案：利用量筒、水、小燒杯（杯口直徑小于量筒直徑）測金屬球的密度。寫出主要步驟和密度的表達(dá)式。

2、請你設(shè)計(jì)一個方案：現(xiàn)有十枚壹元硬幣，如何只用天平（含砝碼）、燒杯、水測出硬幣的密度。寫出主要步驟和密度的表達(dá)式。

（五）布置作業(yè)（完成當(dāng)堂課未完成的復(fù)習(xí)研討題并思考如何測定液體物質(zhì)的密度）。

（六）課后思考

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生主體地位的確立，不能總是依賴于書本的實(shí)驗(yàn)步驟，要自己去思考與實(shí)施。有些學(xué)生不喜歡主動設(shè)計(jì)方案，沒有養(yǎng)成好的思考習(xí)慣。基礎(chǔ)課程要為專業(yè)課程服務(wù)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是一個永恒的話題。只要一天在授課的陣地上，一天就不能忘記教學(xué)改革的使命。學(xué)生在進(jìn)步，老師更不能松懈，要設(shè)計(jì)出更好的教學(xué)模式和方法，適應(yīng)不同層次的學(xué)生主體。