30 跨学科实践“制作‘龙骨水车’模型”（教学设计）2024-2025学年初中物理项目化课程案例

30跨学科实践“制作‘龙骨水车’模型”（教学设计）2024-2025学年初中物理项目化课程案例主备人备课成员教学内容教材：《初中物理》

章节：八年级上册，第五章《机械运动》

内容：本节课围绕“龙骨水车”模型制作，引导学生运用所学物理知识，理解杠杆原理在生活中的应用，培养学生的动手实践能力和创新思维。核心素养目标1.科学探究：通过观察、分析、实验，培养学生的探究精神和科学思维。

2.实践创新：在制作模型过程中，提升学生的动手操作能力和创新设计能力。

3.知识运用：运用物理知识解决实际问题，增强跨学科知识整合能力。

4.人与自然：认识自然规律，体会科学与生活的紧密联系，增强环保意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本课程前，已学习了基础的物理知识，包括力、运动、机械能等概念，以及杠杆原理、功和功率等原理。这些知识为理解龙骨水车的工作原理和制作过程提供了基础。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

初中生普遍对动手实践类活动感兴趣，这有助于提高他们的学习积极性。学生们的动手能力、空间想象能力和解决问题的能力各不相同。部分学生可能对物理实验和制作活动有较强的兴趣和天赋，而另一些学生可能对此感到陌生或缺乏自信。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在制作龙骨水车模型的过程中，学生可能会遇到以下困难：理解杠杆原理在实际应用中的复杂关系；精确测量和切割材料；组装过程中的精细操作；以及可能出现的实验失败。此外，部分学生可能因为缺乏经验而难以克服心理障碍，对挑战感到畏惧。因此，教师需要提供适当的指导和支持，帮助学生克服这些挑战。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《初中物理》教材，特别是第五章《机械运动》的相关内容。

2.辅助材料：准备与龙骨水车相关的图片、图表和视频，帮助学生直观理解杠杆原理和模型制作过程。

3.实验器材：准备龙骨水车模型制作所需的材料，如竹条、绳子、齿轮等，并确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区和实验操作台，方便学生分组合作和进行实际操作。教学过程一、导入新课

1.老师提问：同学们，你们知道什么是龙骨水车吗？它有什么作用？

2.学生回答，老师总结：龙骨水车是一种古老的提水工具，利用杠杆原理将水从低处提到高处。

3.老师引入课题：今天我们将一起探究龙骨水车的制作，了解杠杆原理在生活中的应用。

二、新课讲授

1.杠杆原理介绍

a.老师讲解杠杆原理的基本概念，如支点、动力臂、阻力臂等。

b.学生跟随老师一起画出杠杆示意图，加深理解。

c.老师举例说明杠杆原理在生活中的应用，如剪刀、钳子等。

2.龙骨水车结构分析

a.老师展示龙骨水车结构图，讲解各个部件的功能。

b.学生观察结构图，提出问题，老师解答。

c.老师总结：龙骨水车主要由杠杆、齿轮、水轮等部件组成，利用杠杆原理实现提水。

3.龙骨水车制作步骤

a.老师讲解制作龙骨水车的步骤，包括材料准备、部件切割、组装等。

b.学生跟随老师一起完成制作步骤，边做边思考。

c.老师强调制作过程中的注意事项，如精确测量、安全操作等。

4.实验操作

a.学生分组进行实验操作，老师巡回指导。

b.学生在操作过程中遇到问题，老师及时解答。

c.老师观察学生实验结果，确保实验成功。

三、课堂练习

1.老师提出问题：如何改进龙骨水车，使其提水效率更高？

2.学生分组讨论，提出改进方案。

3.老师点评学生方案，总结改进要点。

四、课堂小结

1.老师回顾本节课所学内容，强调杠杆原理在生活中的应用。

2.学生总结制作龙骨水车的体会，分享自己的收获。

3.老师鼓励学生在日常生活中发现物理现象，运用所学知识解决问题。

五、作业布置

1.老师布置作业：查阅资料，了解其他利用杠杆原理的发明。

2.学生根据作业要求，自主完成作业。

六、板书设计

1.杠杆原理

-支点

-动力臂

-阻力臂

-动力×动力臂=阻力×阻力臂

2.龙骨水车制作步骤

-材料准备

-部件切割

-组装

-实验操作

七、教学反思

1.本节课通过制作龙骨水车模型，让学生直观地了解杠杆原理在生活中的应用，提高了学生的动手实践能力和创新思维。

2.教师在教学中应注重引导学生主动思考、合作交流，培养学生的探究精神和科学素养。

3.在今后的教学中，要继续关注学生的个性化需求，提供更多实践机会，激发学生的学习兴趣。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《中国古代科技成就》：介绍中国古代的杠杆原理应用，如鲁班锁、天平秤等，让学生了解杠杆原理在古代科技中的重要性。

-《物理实验手册》：提供一些简单的物理实验，如杠杆平衡实验、滑轮组实验等，让学生通过实验加深对杠杆原理的理解。

-《生活中的物理》：收集生活中运用杠杆原理的实例，如自行车、剪刀、钳子等，让学生认识到物理知识就在身边。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试设计并制作其他利用杠杆原理的工具或机械，如简易起重机、杠杆秤等，通过实践加深对杠杆原理的认识。

-学生可以查阅资料，了解杠杆原理在其他学科中的应用，如数学中的几何证明、生物学中的肌肉运动等。

-学生可以观察生活中的物理现象，如桥梁、建筑物的结构设计，思考如何运用杠杆原理来解释这些现象。

-学生可以参与学校或社区的科学活动，如科技展览、科普讲座等，拓宽视野，激发对物理学科的兴趣。

3.知识点拓展：

-杠杆的分类：一级杠杆、二级杠杆、三级杠杆，以及它们在不同场景下的应用。

-杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，以及在实际应用中的调整和优化。

-杠杆原理在其他领域的应用：如机械设计、建筑设计、航空航天等。

-杠杆原理与滑轮组的结合：了解滑轮组在提升重物时的作用，以及如何优化滑轮组的设计。

4.实用性练习：

-学生可以尝试设计一个简易的杠杆工具，如撬棍，并分析其工作原理。

-学生可以观察家中或学校中的机械装置，分析其是否运用了杠杆原理，并解释其作用。

-学生可以尝试改进一个日常用品，如剪刀，使其更符合杠杆原理，提高使用效率。课堂1.课堂提问：

-通过提问，检查学生对杠杆原理的理解程度。例如，提问学生：“如何判断一个杠杆是省力杠杆还是费力杠杆？”或“在制作龙骨水车时，我们应该如何调整动力臂和阻力臂的比例？”

-观察学生的回答，评估他们的思考深度和解决问题的能力。

2.观察学生参与度：

-在实验操作环节，观察学生是否积极参与，是否能够按照步骤正确操作。

-在小组讨论中，注意学生的互动情况，看他们是否能够有效沟通，共同解决问题。

3.实验结果测试：

-通过实验结果来评价学生对杠杆原理的应用能力。例如，测试学生制作的龙骨水车是否能有效提水，以及提水效率如何。

-分析实验数据，了解学生在实验过程中的操作是否规范，是否能够根据实验结果调整设计。

4.课堂表现评价：

-评价学生在课堂上的表现，包括出勤率、课堂纪律、参与度等。

-对于表现积极、勇于尝试的学生给予表扬，对于表现不佳的学生给予适当的指导和鼓励。

5.作业评价：

-对学生的作业进行认真批改，包括实验报告、设计图纸、改进方案等。

-评价作业的完成质量，包括准确性、创新性、美观性等。

-通过作业反馈学生的学习效果，指出他们在学习过程中的优点和不足。

6.评价反馈：

-及时将评价结果反馈给学生，帮助他们了解自己的学习状况。

-对于表现优秀的学生，给予正面的评价和鼓励，增强他们的自信心。

-对于表现不佳的学生，给予具体的改进建议，帮助他们找到学习上的问题并加以改正。

7.评价工具和方法：

-课堂提问和观察：通过提问和观察，实时了解学生的学习情况。

-实验报告和作品展示：通过实验报告和作品展示，评估学生的实践能力和创新思维。

-作业和考试：通过作业和考试，检验学生对知识的掌握程度和应用能力。

-学生自评和互评：鼓励学生进行自我评价和互评，提高他们的反思能力和团队合作精神。

8.评价记录：

-记录学生的课堂表现、作业完成情况、实验结果等，作为评价的依据。

-定期回顾评价记录，分析学生的学习趋势和进步情况，为后续教学提供参考。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《物理世界中的杠杆原理》

这本书详细介绍了杠杆原理在物理世界中的应用，包括日常生活中的例子和科学实验中的应用，适合学生深入理解杠杆原理的广泛影响。

-视频资源：《杠杆原理动画演示》

一段动画视频，通过动态演示，展示杠杆原理在不同场景下的应用，帮助学生直观地理解杠杆原理的运作机制。

2.拓展要求：

-学生在课后阅读《物理世界中的杠杆原理》，选择其中几个感兴趣的案例进行深入研究，并撰写简短的读书报告。

-观看《杠杆原理动画演示》视频，记录下动画中展示的不同类型的杠杆，并思考它们在实际生活中的应用。

-鼓励学生尝试在家中或学校周围寻找杠杆原理的实际应用实例，如自动门、自行车刹车等，并拍照或绘图记录下来。

-教师可以提供以下指导：

-对于阅读材料，教师可以推荐一些相关的在线资源，如物理教学网站上的相关文章或视频。

-对于视频资源，教师可以组织学生进行小组讨论，分享他们对动画演示的理解和感受。

-对于寻找实例的活动，教师可以提供一些线索，如学校设施、家庭用品、公共设施等。

-教师应鼓励学生提出问题，并在课堂上或通过电子邮件等