第九章 第4节 跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（教学设计）-2024-2025学年度人教版（2024）物理八年级下册

第九章第4节跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（教学设计）-2024-2025学年度人教版（2024）物理八年级下册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第九章第4节跨学科实践：制作简易活塞式抽水机（教学设计）-2024-2025学年度人教版（2024）物理八年级下册设计思路本节课以人教版八年级下册物理第九章第4节“跨学科实践：制作简易活塞式抽水机”为主题，通过引导学生动手实践，将物理知识与实际生活相结合，培养学生的创新能力和实践能力。设计思路围绕课本内容，注重理论与实践相结合，使学生通过制作抽水机，深入理解活塞原理，提高学习兴趣。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究精神、创新实践能力和跨学科综合运用能力。通过制作简易活塞式抽水机，学生能够运用物理知识解决实际问题，提高动手操作能力和团队合作意识，同时增强对科学技术的兴趣和尊重。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已具备一定的物理基础知识，了解简单机械原理，如杠杆、滑轮等。在八年级上学期，他们学习了流体力学的基础知识，包括压力、流速和压强之间的关系。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对物理实验和实践活动表现出较高的兴趣，喜欢动手操作和解决问题。他们的学习能力较强，能够通过观察、实验和讨论来理解新概念。学习风格上，部分学生偏好视觉学习，通过图表和模型理解物理现象；部分学生则更倾向于动手操作和实验验证。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在理解活塞原理和流体动力学时可能遇到困难，如对流体压强变化的直观理解不足，或者在实际操作中难以精确控制活塞运动。此外，由于缺乏实践经验，学生可能在制作抽水机时遇到材料选择、组装技巧等方面的挑战。教学方法与策略1.采用项目导向学习法，引导学生通过小组合作完成抽水机的制作，提升团队协作能力。

2.结合讲授与实验，通过演示实验和互动讨论，帮助学生理解活塞原理和流体力学。

3.使用多媒体教学，展示抽水机的工作原理和制作步骤，提高学生的学习兴趣和直观理解。

4.设计实践操作环节，让学生在动手制作中体验物理知识的应用，强化知识迁移能力。教学过程【导入】

同学们，今天我们要一起探究一个有趣的物理现象——流体力学在生活中的应用。请大家回忆一下，我们在之前的课程中学到了哪些关于流体的知识？（学生回答）很好，今天我们将通过制作简易活塞式抽水机，来更深入地理解活塞原理和流体压强的变化。

【新课讲授】

1.**活塞原理讲解**

-老师首先向学生介绍活塞的基本原理，通过PPT展示活塞的工作示意图，讲解活塞如何通过移动来改变内部压强，从而实现抽水功能。

-学生通过观察和聆听，初步了解活塞原理，为后续实践操作打下基础。

2.**流体压强分析**

-接下来，老师讲解流体压强的概念和影响因素，通过实验演示流体压强与流速的关系。

-学生分组进行实验，观察水流速度变化对压强的影响，加深对流体压强的理解。

3.**材料与工具准备**

-老师引导学生讨论制作抽水机所需的材料和工具，如塑料瓶、橡皮塞、橡皮筋、玻璃管等。

-学生根据讨论结果，自主选择合适的材料和工具，为制作抽水机做好准备。

【实践操作】

1.**小组合作制作**

-学生以小组为单位，开始制作简易活塞式抽水机。老师巡回指导，解答学生在制作过程中遇到的问题。

-学生在操作过程中，遇到的主要问题可能包括橡皮塞的密封性、活塞运动的顺畅性等。

2.**实验验证**

-制作完成后，学生进行抽水实验，观察抽水机的性能，分析实验结果。

-学生通过实验，验证活塞原理和流体压强变化在实际操作中的体现。

【课堂总结】

1.**回顾与反思**

-老师引导学生回顾本节课所学内容，总结活塞原理和流体压强的知识。

-学生分享自己的制作过程和实验心得，反思在制作过程中遇到的问题和解决方法。

2.**拓展延伸**

-老师提出一些拓展性问题，如如何改进抽水机的性能，如何在现实生活中应用活塞原理等。

-学生结合所学知识，思考并讨论这些问题，提高对物理知识的运用能力。

3.**布置作业**

-老师布置作业，要求学生撰写一篇关于简易活塞式抽水机的制作报告，包括材料选择、制作过程、实验结果和心得体会等。

-学生根据作业要求，整理制作过程和实验数据，为完成作业做好准备。

【教学反思】

本节课通过制作简易活塞式抽水机，让学生在实践操作中深入理解活塞原理和流体压强的知识。在教学过程中，注重引导学生主动探究、合作学习，培养学生的创新能力和实践能力。同时，通过拓展延伸和作业布置，帮助学生巩固所学知识，提高物理素养。在今后的教学中，将继续探索更加有效的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高教学质量。知识点梳理1.**活塞原理**：

-活塞的基本结构：活塞、活塞杆、气缸等。

-活塞的工作原理：通过活塞的往复运动改变气缸内的压强，实现抽水或压缩气体的目的。

-活塞的密封性：活塞与气缸之间的密封性对抽水机的性能至关重要。

2.**流体压强**：

-流体压强的定义：流体对容器壁或物体表面的压力。

-流体压强的单位：帕斯卡（Pa）。

-流体压强的影响因素：流体密度、流速、深度等。

3.**流体流速与压强的关系**：

-流体流速增加，压强减小（伯努利原理）。

-实验验证：通过水流实验，观察水流速度变化对压强的影响。

4.**简易活塞式抽水机的制作材料**：

-塑料瓶：用于制作气缸。

-橡皮塞：用于封闭气缸，并插入活塞。

-橡皮筋：用于固定活塞，使其在气缸内运动。

-玻璃管：用于连接抽水机和水源。

5.**简易活塞式抽水机的制作步骤**：

-准备材料：选择合适的塑料瓶、橡皮塞、橡皮筋、玻璃管等。

-制作气缸：将塑料瓶剪去底部，形成气缸。

-制作活塞：在橡皮塞上打孔，插入玻璃管作为活塞杆。

-安装活塞：将活塞插入气缸，用橡皮筋固定。

-实验验证：将抽水机放入水源，观察抽水效果。

6.**实验注意事项**：

-确保气缸密封性良好，避免气体泄漏。

-活塞运动要顺畅，避免卡住。

-实验过程中注意安全，避免水流喷溅。

7.**拓展应用**：

-如何改进抽水机的性能：优化活塞设计，提高密封性；增加抽水机功率等。

-活塞原理在现实生活中的应用：汽车发动机、压缩机、水泵等。

8.**作业要求**：

-撰写制作报告：包括材料选择、制作过程、实验结果和心得体会等。

-思考拓展性问题：如何改进抽水机的性能，如何在现实生活中应用活塞原理等。课后作业1.**实验报告撰写**：

-请根据本节课制作的简易活塞式抽水机的实验过程，撰写一份实验报告。报告应包括以下内容：

-实验目的

-实验原理

-实验步骤

-实验数据记录

-实验结果分析

-实验结论

-实验反思

2.**设计改进方案**：

-假设你的简易活塞式抽水机在抽水时存在效率不高的问题，请设计一个改进方案，并简要说明改进的理由。

3.**实际应用思考**：

-请思考活塞原理在现实生活中有哪些应用，列举至少三个例子，并简要说明其工作原理。

4.**流体压强计算**：

-已知流体密度为1000kg/m³，流速为5m/s，计算流体在某一位置的压强变化。

5.**流体动力学问题解答**：

-一个直径为0.1m的圆管中，流速为2m/s的水流过。如果水的密度为1000kg/m³，计算水流对管壁的压强。

答案示例：

1.实验报告撰写（示例）：

-实验目的：验证活塞原理，观察流体压强变化对抽水机性能的影响。

-实验原理：根据活塞原理，通过改变气缸内的压强，实现抽水功能。

-实验步骤：...（此处省略具体步骤）

-实验数据记录：...（此处省略具体数据）

-实验结果分析：...（此处省略具体分析）

-实验结论：...（此处省略具体结论）

-实验反思：...（此处省略具体反思）

2.设计改进方案（示例）：

-改进方案：增加活塞直径，以提高抽水效率。

-改进理由：活塞直径增加，可以增加抽水机的抽水量，提高整体效率。

3.实际应用思考（示例）：

-应用例子1：汽车发动机中的活塞，通过往复运动实现燃油的燃烧和动力的产生。

-应用例子2：压缩机，利用活塞原理压缩气体，用于空调、冰箱等制冷设备。

-应用例子3：水泵，利用活塞原理抽水，用于农田灌溉、城市供水等。

4.流体压强计算（示例）：

-压强变化=流体密度×流速²/2=1000kg/m³×(5m/s)²/2=12500Pa

5.流体动力学问题解答（示例）：

-水流对管壁的压强=流体密度×流速²/2=1000kg/m³×(2m/s)²/2=2000Pa教学反思今天这节课，我们通过制作简易活塞式抽水机，让学生们亲身体验了物理知识在生活中的应用。回顾一下这节课，我觉得有几个方面值得反思和总结。

首先，我在导入环节的设计上，尽量贴近学生的生活实际。我注意到，有些学生对物理实验和实践活动比较感兴趣，所以我通过提问的方式，引导他们回忆之前学过的流体力学知识，这样既能激发他们的学习兴趣，又能帮助他们复习旧知识。我觉得这一点做得还不错，学生们在课堂上表现得非常积极。

其次，在讲授活塞原理和流体压强时，我采用了多种教学方法。我不仅通过PPT展示原理图，还结合了实验演示，让学生直观地看到流体压强的变化。我发现，这种直观的教学方式对学生理解物理概念非常有帮助。不过，我也注意到，有些学生对于流体压强这个概念还是有些难以理解，他们在实验中难以把握流速和压强的关系。这可能是因为他们对流体力学的基础知识掌握得不够扎实。因此，在今后的教学中，我需要更多地关注基础知识的巩固，同时也要想办法让复杂的概念更加直观易懂。

在实践操作环节，我让学生们分组合作，共同完成抽水机的制作。这个环节的设计，旨在培养学生的团队协作能力和动手实践能力。我看到，学生们在制作过程中互相帮助，共同解决问题，这让我感到非常欣慰。但是，我也发现，有些学生在动手操作时显得有些慌乱，这说明他们在实际操作技能上还有待提高。在未来的教学中，我可能会考虑增加一些基础的手工技能训练，帮助学生更好地掌握操作技巧。

课堂总结环节，我让学生们分享自己的制作过程和实验心得。这个环节让我看到了学生们对知识的理解和运用能力。他