資源簡介

教科版八年級物理下冊跨學科實踐潛艇教學設(shè)計
一、教學目標：
【物理觀念】能在潛艇實踐活動中綜合認識二力平衡、阿基米德原理和物體沉浮條件等知識；能用物理學及材料科學、仿生學等多領(lǐng)域知識探索潛艇中的工程與技術(shù)問題，初步具有運用跨學科知識解決簡單問題的能力。
【科學思維】能在潛艇模型制作中嘗試探究影響潛艇性能的主要因素；能對控制潛艇的沉浮方式進行推理，并獲得結(jié)論；能在潛艇模型制作的比賽中，基于證據(jù)說明潛艇的設(shè)計思路和模型制作的合理性；能在潛艇模型的思路構(gòu)想、圖紙設(shè)計和實際制作中獨立思考，提出自己的見解。
【科學探究】能基于控制雞蛋的沉浮提出如何控制潛艇沉浮的科學探究問題；能設(shè)計簡單的潛艇模型制作方案，能通過查閱資料的方式收集信息；能對潛艇的設(shè)計思路、圖紙設(shè)計和模型制作等實施過程及結(jié)果進行解釋；能與他人共同實施方案，交流潛艇模型制作中存在的問題和需要改進的地方，并依據(jù)評價表對實踐活動進行評價，完成比賽任務。
【科學態(tài)度與責任】了解中國潛艇在海洋科學研究等領(lǐng)域的應用和黃旭華的相關(guān)事跡，體會物理學對工程技術(shù)和社會發(fā)展的促進作用；經(jīng)歷潛艇的設(shè)計與制作過程，培養(yǎng)樂于思考與實踐、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學態(tài)度；關(guān)心中國潛艇的科技發(fā)展成就，為中華民族的科技成就感到自豪，增強科技強國的責任感和使命感。
二、教學重難點：
（一）教學重點：利用沉浮條件解釋潛艇的原理。
（二）教學難點：實踐完成可控制沉浮的潛艇模型。
三、教學過程：
（一）新課引入。
播放我國核潛艇的相關(guān)視頻。
師生共同觀看后，提出問題：核潛艇的威力如此強大！從物理學角度上說，潛艇是利用什么原理控制沉浮的呢？你想不想制作一個簡單的潛艇呢？
學生觀看與傾聽的同時，進入老師創(chuàng)設(shè)的情境，融入課堂。
設(shè)計意圖：讓學生感受祖國國防科技的發(fā)達，增強民族自信。
（二）新課教學。
問題一：潛艇的沉浮。
1．演示實驗：
教師演示潛艇模型的沉浮情況。
教師邊演示邊介紹懸浮、下沉、上浮、漂浮。
學生觀察并認識潛艇的幾種浮沉狀態(tài)，結(jié)合教科書的圖片思考潛艇是如何實現(xiàn)沉與浮的。
2．討論交流：
師：控制潛艇的沉浮與上一節(jié)控制雞蛋的沉浮采取的方式有什么不同？
學生討論交流并進行對比分析。
3．理解潛艇的浮沉原理。
潛艇在水面時，如果重力大于浮力，則艇體會自動下沉，浸沒在水中的體積增大，浮力增大，達到新的平衡狀態(tài)；反之，如果重力小于浮力，則艇體會自動上浮，浮力減小，同樣可達到新的平衡狀態(tài)。所以，水面的潛艇在一定范圍內(nèi)具有自動調(diào)整平衡狀態(tài)的能力。
潛艇在水下，如果受到的重力或浮力有變化，將會破壞它的平衡狀態(tài)，從而引起潛艇的下沉或者上浮，即水下的潛艇不具備自行調(diào)整平衡的能力。當潛艇潛入深水時，由于不同區(qū)域海水密度差異，浮力也會不同。此時，必須精確地調(diào)整潛艇水艙中水的多少，改變潛艇整體所受的重力，使之與浮力相等，才能達到新的平衡，從而保持懸浮狀態(tài)。
總結(jié)：精確控制潛艇重力，是潛艇正常工作的關(guān)鍵。
問題二：了解我國的軍用潛艇。
軍用潛艇是國家海軍的戰(zhàn)略性武器。潛艇空間分為人員與設(shè)備艙和水艙。工程師通過調(diào)節(jié)水艙內(nèi)水的多少控制潛艇沉浮，依靠電力驅(qū)動馬達推動螺旋槳前進，利用聲吶、潛望鏡、雷達等設(shè)備充當潛艇的“耳朵”和“眼睛”，還設(shè)置了導彈、魚雷等武器系統(tǒng)。潛艇的設(shè)計與制造以物理學原理為基礎(chǔ)，結(jié)合機械動力、電子技術(shù)、材料科學、仿生學等多個領(lǐng)域的知識，是十分復雜的工程技術(shù)。
我國潛艇的發(fā)展史是一部奮斗史、創(chuàng)新史。
觀看視頻并了解我國工程院院士、共和國勛章獲得者、國家最高科學技術(shù)獎獲得者黃旭華的事跡。
設(shè)計意圖：進一步使學生感知我國國防科技的強大，增強民族自豪感。
問題三：制作潛艇。
通過剛才的學習，同學們已經(jīng)知道了一些潛艇的相關(guān)知識。
你想不想制作一個潛艇呢？怎樣制作一個簡單的潛艇？需要哪些器材？學生思考并逐一作答。
1．制作潛艇：
要求：（1）人員與設(shè)備艙和水艙各自獨立；（2）人員與設(shè)備艙大于水艙。
學生四人一組，每組配備帶蓋的大小飲料瓶、配重物、注射器、塑料管、膠槍（包括熱熔膠）、剪刀、透明膠等。
2．執(zhí)行比賽任務。
要求：（1）完成從水面下潛到指定位置懸浮；（2）完成從水下上浮到指定位置。
3.展示、交流與評價。
（1）各小組介紹本組潛艇的設(shè)計思路，展示設(shè)計圖紙和制作的潛艇，交流存在的問題和需要改進的地方。
（2）設(shè)計本組的評價表，對實踐活動進行評價。
（3）小組相互打分，評出優(yōu)秀的潛艇。
（4）教師給各組作品打分，評出一、二、三等獎，并頒發(fā)獎狀。
（三）課堂小結(jié)：
1.潛艇的沉與浮：在深水區(qū)，精確地調(diào)整潛艇水艙中水的多少，改變潛艇整體所受的重力，使之與浮力相等。
2.軍用潛艇：軍用潛艇是國家海軍的戰(zhàn)略性武器。

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