杭州大学胡振珠
何建东指导老师
班级类型
新讲座
班级
1课时
年级
8年级
设计理念
科学实验作为一门以实验为基础的学科，是科学课程教学中的重要环节。 他们不仅可以巩固科学知识，验证科学推论，还可以培养中学生的科学心态和科学精神。 为此，班主任在教学活动中，应以中学生为主体，选择贴近生活的实验，丰富课堂教学，为新课程增添时代的源泉和生命的活力，激发中学的活力。激发学生的求知欲，激活科学的课堂教学，使中学生从书本知识向实践能力的转变，促进中学生的全面发展。
本课程围绕从生活走向科学、从科学走向社会的概念展开。 班主任以问题拓展教学推进课堂过程，使中学生从感性认识逐步上升到理性认识，培养中学生主动探索的能力。 以中学生为主体，把课堂交给中学生。 本课程的所有推论都是通过演示实验或实验探索获得的。 过程中，引导中学生观察实验现象，分析实验结果，帮助学生理解流体浮力与流速的关系及应用； 将生活、科学和社会有机地结合起来。 让科学教学从生活中出发，在生活中实践流体压强与流速的关系原理，引导中学生用科学知识解释生产和生活，不断追赶生活。
教材分析
“流体浮力与流速的关系”是浙江教育版科学8年级教材第2卷第2章第3节第3课内容。 本节将大气浮力作为延伸和必要的补充，是对二氧化碳和液体浮力的进一步研究。
二氧化碳浮力和液体浮力存在的重要原因之一是它们具有流动性，即它们可以形成一定的流速。 本课主要内容是探讨流体浮力与流速的关系，加深中学生对二氧化碳浮力和液体浮力的理解。 “流体流速越大，浮力越小”所造成的现象在日常生活中经常见到。 课程根据中学生求知欲强的特点，采用实验探索和模型展示的方式，激发中学生思考、探究化学规律、感悟人生。 常见现象及其背后的科学原理，学会运用科学知识解决实际问题。
学业情况分析
基础知识
中学生已经学习了与浮力有关的知识，知道了二氧化碳浮力和液体浮力形成的原因，对静止状态下二氧化碳浮力和液体浮力的特点有了一定的了解，知道了浮力和液体浮力的关系。力量。 生活中有很多关于流速和浮力的例子。 中学生很难解释这个现象，他们不知道流体浮力和流速之间的关系。
学习能力
本课的教学对象是初中八年级的学生。 他们具有一定的科学探索精神，具有一定的观察能力、逻辑思维能力和分析归纳能力，但对化学知识的理解和应用还停留在感性认识上，具体思维能力较弱，难以关联流体的浮力随流速的变化，这需要班主任的重点指导。
学习心理学
八年级中学生好奇心强，喜欢思考流体压强与流速的关系原理，对一些奇怪的现象容易形成兴趣，有强烈的探索求知欲，对实验的趣味性要求高。 要求班主任不断改进和创新实验。 让实验更有趣。
教学目标
知识和技能
了解流体的概念和流体浮力与流速的关系。
理解并能够解释日常生活中与液体浮力相关的现象。
流程与技巧
通过观察和实验，了解和总结流体浮力与流速的关系。
通过实验，让中学生学会运用归纳、类比、逆向思维等方法，培养中学生观察、猜测和科学推理的能力。
面对现实生活中的流速和浮力现象，中学生可以运用所学知识进行分析和解释。
情绪心态和价值观
观察流体浮力差异形成的现象，领略大自然的神奇，激发好奇心和求知欲。
通过对轻轨安全线路等现象的讲解，提高安全常识。
体验科学的实用性，提高学习科学的成就感。
教学难点
通过实验探索得到流体浮力与流速的关系； 利用流体浮力和流速之间的关系来解释日常生活中的现象。
教学方法
教学方法主要有讲授法、探究式教学法、启发式教学法和视觉演示教学法； 学习方法主要有实验探究法、合作交流法和自主学习法。 最终达到教与学的疗效。
物料计划
多媒体讲义、A4纸、吹风机1个、自制纸飞机1架、“纸屑飞翔”教具（含弧形胶管和轻型纸屑）、“乒乓球赛”教具（透明水管3个、棋子网球3个） )、《小瓶塞水下游泳》教具（包括细线、50毫升针头、盛水容器和2个塑料瓶塞）、自制液体流速仪（10毫升、20毫升、50毫升各1个）针、3 根透明吸管、1 个塑料瓶）。
教学过程
第 1 节：流体客机，准备就绪 - 创建场景并介绍主题（3 分钟）
创想情景 明天，老师给小伙伴们带来了一架神奇的客机——“流体”飞机。 老师可以在不触及“流体”平面的情况下让它上升。 请仔细观察，想一想原因。
班主任进行了示范实验。 他把事先做好的“流体”飞机放在讲台上，用吹风机吹客机的顶部，发现客机在向下上升（图1）。 问个问题：“流体号”飞机为什么能上去？
图1
中学生回答预设大气压使“流体”飞行器下降。
班主任指导大气压如何让“流体”平面上升，中间发生了什么？ 带着这个疑问，我们踏上了探索之旅。
班主任问大家有没有好奇为什么这架客机叫“流体”。 你知道什么是液体吗？
中学生回答预设的流动液体。
在班主任的带领下，中学生们思前想后。 班主任逐步引导中学生，激发中学生思考，树立流动性观念。
黑板液=液体+二氧化碳。
设计意图源于实验，操作简单，现象明显，符合中学生的知识基础； 设疑不解疑，能激发中学生的好奇心和求知欲，营造良好的课堂氛围； “流体”飞机的引入可以更自然地引入流体的概念。 在前期学习中，班主任会逐步引导中学生了解“流体”飞机起飞的真正原因，从而实现端到端的呼应式教学。
第二节：风起云涌，彩纸飞扬——科学推理，猜想（10分钟）
班主任进行了演示实验，将事先做好的“五彩纸屑飞舞”教具放在讲台上，用电吹风沿管一端的弧光管口水平吹出气流（图2） . 提出问题：五彩纸屑会从哪个喷口飞下来？ 为什么能飞下来？ 针对“流体”飞机起飞的原因，小组进行了讨论并提出了猜测。
图 2
中学生讨论交流中可能存在的困难：无法将流速与浮力、压力与力、力与运动状态联系起来。
班主任灵机一动问 ①老师把彩色纸屑从静止变成了移动是怎么回事？ ②鼓风机吹有什么影响？ ③周围的空气动了，彩色的纸屑为什么飞了下来？ ④大小力能说明问题吗？ ？ ⑤ 猜猜风速与浮力的关系。
中学生预设答案①用吹风机吹弧光管左侧。 ②吹风机周围的空气也向上流动。 ③受力影响：弧管口受力较小，弧管内侧受力较大。 ④从公式P=F/S可以看出，圆弧喷口受力较小，说明这部分的浮力比较小。 ⑤ 气流速度越大，浮力越小。
黑板的流速越大，浮力越小。
设计用意是用五颜六色的纸屑，现象明显，疗效显着，能引起中学生的注意。 通过层层提问，引导中学生将运动与力、力与浮力、压力与流速联系起来，最终推断出气流速度与浮力的关系； 教中学生以科学推理的形式分析问题，并指出分析的结果只是初步的推论或推测，最终的推论要经过大量的实验验证才能得出。
第 3 节：有趣且大开眼界——实验探索和推理（12 分钟）
实验活动一 让同桌的2个人进行一个实验。 一个人将两张A4纸垂直平行放置，另一个人用嘴向纸中间吹气，观察现象。 随后，班主任借助事先做好的教具，将两根铁管平行旋转，使两张A4纸平行放置，并保持一定的间隙（图3）。 吹气，你会发现两张纸逐渐靠在一起（图4）。 引导中学生认识，这一现象印证了上述推测。
图 3
图 4
实验活动2 用玻璃胶固定3根透明水管，每根水管内放置一个乒乓球（图5）。 实验开始前，将三个乒乓球推到同一侧的同一位置，然后用吹风机吹另一侧的空气（图6），观察三个乒乓球的运动情况。 问一个问题：三个乒乓球为什么会这样运动？ 能否得出其他新的推论？
图 5
图 6
中学生的答案预设气流速度越大，浮力越小； 流速越小，浮力越大。 最上面的乒乓球离吹风机最近，所以空气流速最大，浮力最小，所以乒乓球运动速度最快； 空气流速越低，浮力越小，乒乓球运动越慢。
班主任提问 我们已经知道，二氧化碳的流速和浮力是有关系的：二氧化碳流速越大，浮力越小；二氧化碳流速越大，浮力越小。 二氧化碳的流速越小，浮力越大。 你能试着分析一下“Fluid”飞机上升的原因吗？
中学生的答案假设因为鼓风机的存在，“流体”飞行器上方的二氧化碳流速较高，浮力较低，而下方仍为原大气压，浮力为可怜，所以“流体”飞机升起。
设计意图实验1中电吹风的气流可以持续吹出，实验现象可以连续呈现，生动直观，便于中学生持续观察。 传统教学中，班主任做的实验大多只验证了二氧化碳流量越大浮力越小，而忽略了二氧化碳流量越小浮力越大这一推论的验证. 非常有趣的实验活动2 目测验证二氧化碳浮力与流速的关系。 据悉，引导中学生借助二氧化碳流速与浮力的关系，解释“流体”飞行器上升的原因，做到前后呼应。
4：沉浮相吸，水的青春——知识传递、巩固与提升（12分钟）
班主任问流体不仅是二氧化碳，还有液体。 请推测：液体的流速与浮力有什么关系？
中学生的答案应该和二氧化碳一样，流速越大，浮力越小； 流速越小，浮力越大。
实验活动 1 在水槽中加入适量的水，然后在水槽的两端各放上两个大小相同的盖子（图7）。 此时盖在水底垂直向下，然后用针在两盖上加盐。
图 7
班主任问用针往两盖上加盐时，两盖会有什么动作？
中学生回答预设2个盖子逐渐合拢（图8）。
图 8
实验活动二：在事先做好的教具中注入适量的蓝色水，用夹子夹住进水口。 此时三个火柱的水位处于同一高度，说明同一深度的浮力相同，然后取下进水口的夹子。 观察现象。
班主任问三个火柱里的水位高度不一样，这是为什么，朋友们试分析诱因。
中学生的回答预设火柱在断面大、水流缓慢的地方水位相对较高，说明在流速慢的地方浮力相对较大，水在断面小，水流速度快的地方火柱的高度相对较低，说明水流快的地方浮力比较小，也就是说在液体中，浮力在流速大的地方小。
黑板上的流速越小，浮力越大。
设计意图从二氧化碳入手，引导中学生推导出液体的流速与浮力的关系。 通过一系列有趣的实验来检验猜想，产生最终的探究推理。 整个实验探究活动培养了中学生的学习迁移能力和解决实际问题的能力。
第五节：科学生活，生命科学——学以致用，加深理解（8分钟）
班主任问，坐轻轨或火车时，会听到红色警示线（图9），能不能用学到的知识分析一下为什么设置这条线？
图 9
中学生的回答假设火车行驶时会把周围的空气推上去。 黄线内浮力小，黄线外浮力为大气浮力。 如果越过红色警戒线，人们很可能会被卷进去。
班主任引导你越过黄线是很危险的，希望你能遵守交通规则。
新闻分析 1912年，当时世界上最大的远洋客轮之一“奥林匹克号”正在海上航行。 在距离它大约一百米的地方，有一艘体积小得多的铁甲巡洋舰“豪克”号与它平行飞驰。 “豪克”号向“奥林匹克”号冲去，最终两舰翻覆（图10）。 提出问题：为什么正常的 2 艘船会倾覆？
图 10
中学生的回答预设了当2艘船接近平行行驶时，两艘船之间的水会被挤压在一起。 一起。
家庭作业作业练习； 找生活中其他证明流体浮力与流速之间关系的例子，并尝试解释其原理。
设计意图首先，利用轻轨安全线的例子可以提高中学生的安全意识； 其次，由于与液体流速规律相关的现象在生活中并不常见，为了加深中学生的理解，加入双船倾覆的新闻，通过对新闻的分析，让中学生感受科学知识与生活的联系，感受科学知识的价值，提高运用科学知识解决实际问题的意识。
黑板设计如图 11 所示。
图 11
教学评价
它由 3 个部分组成，见图 12。
图 12
教学流程图如图13所示。
图 13
本作品获“第九届省科学教育专业教师学生教学技能创新示范活动”教学设计创新奖
评论：
教学设计符合理科课程的教育理念。 教学过程围绕目标难点，选择合适的教学方法，在教学过程中创设正统教具，进行有效探索，高效完成教学目标，突出重点，突破难点。 最后附上飞机造型的黑板设计图。 整个设计是有根据的和集成的。
——武汉城市职业大学草莓副校长
原文发表于2022年第6期《中国科技教育》科教展厅。作者：胡珍珠/宁波大学，导师：何建东。 中国中学生科技辅导员商会会员可点击“阅读原文”登录本刊官网免费浏览全文。