实 践 调研我国造船与航海方面的成就（教学设计）-2024-2025学年沪科版物理八年级下册

实践调研我国造船与航海方面的成就（教学设计）-2024-2025学年沪科版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）实践调研我国造船与航海方面的成就（教学设计）-2024-2025学年沪科版物理八年级下册课程基本信息1.课程名称：实践调研我国造船与航海方面的成就

2.教学年级和班级：八年级（1）班

3.授课时间：2024年11月5日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实践调研活动，提升学生观察、分析、解决问题的能力。

2.增强学生的历史责任感，让学生认识到我国造船与航海成就的历史意义和时代价值。

3.培养学生的团队合作意识，通过小组合作完成调研任务，提高学生的沟通与协作能力。

4.培养学生的创新思维，鼓励学生在调研过程中提出新观点、新想法，激发学生的创新潜能。教学难点与重点1.教学重点

①让学生深入了解我国造船与航海的历史发展脉络，特别是关键时期的技术突破和创新。

②引导学生通过实地调研，学会运用物理知识解释船舶设计中的科学原理，如浮力、流体力学等。

③培养学生运用科学方法进行数据收集、分析的能力，以及撰写调研报告的技能。

2.教学难点

①如何激发学生对我国造船与航海历史的兴趣，使之与物理学科知识相结合，形成有效的教学互动。

②在有限的课时内，如何引导学生进行深入的实践调研，确保调研活动的有效性和成果的质量。

③如何帮助学生克服在调研过程中可能遇到的困难，如信息收集不全、数据分析不准确等问题，确保学生能够获得真实的学习体验。

④如何在调研报告中体现物理学科的特点，使学生在撰写报告时能够运用所学知识，展示调研成果的科学性和逻辑性。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统介绍我国造船与航海的历史背景和科学原理，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：组织学生围绕特定问题进行讨论，激发学生的思维，培养批判性思维和表达能力。

3.实验法：通过模拟实验，让学生亲身体验船舶设计中的物理原理，增强实践操作能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示我国造船与航海的历史图片和视频，增强教学的直观性和趣味性。

2.网络资源：引导学生利用网络资源进行拓展学习，如在线查阅相关历史资料和科学报告。

3.教学软件：使用物理教学软件，模拟船舶设计和航海实验，提高学生的动手能力和创新意识。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习我国古代造船技术的特点和发展历程。

设计预习问题：围绕“我国古代造船技术的科学原理”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“古代船只在哪些方面体现了物理原理的应用？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过在线测试或课堂提问了解学生的预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解我国古代造船技术的特点和发展历程。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。例如，学生可能会提出关于古代船体结构设计的问题。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。例如，学生可以制作思维导图展示对古代造船技术的理解。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示古代船舶模型或视频，引出“我国古代造船与航海成就”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解古代船只在设计上如何运用浮力、稳定性等物理原理，结合实例帮助学生理解。例如，讲解古代船底龙骨的设计原理。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析古代船舶的设计特点，并尝试设计简单的船舶模型。例如，小组讨论古代船舶如何应对风浪。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。例如，解答学生关于古代船舶材料选择的问题。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验古代船舶设计的科学原理。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置设计一个具有古代特色的船舶模型的任务，巩固学生在课堂上学到的知识。

提供拓展资源：提供与古代造船技术相关的书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，如指出设计中的物理原理应用是否合理。

学生活动：

完成作业：认真完成设计任务，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的资源，进行进一步的学习和思考，如研究古代船舶的航海技术。

反思总结：对自己的设计过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。例如，学生可能会反思船舶模型在实际航行中的可行性。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

《中国古代造船技术史》

作者：张晓刚

出版社：中国船舶工业出版社

简介：本书详细介绍了中国古代造船技术的发展历程，包括船体结构、材料选择、航海技术等方面的内容，是了解中国古代造船技术的重要参考资料。

《船舶工程原理》

作者：刘永强

出版社：科学出版社

简介：本书系统介绍了船舶工程的基本原理，包括船体结构、船舶性能、船舶设计等方面的知识，有助于学生深入理解船舶设计中的科学原理。

《航海技术》

作者：李明

出版社：人民交通出版社

简介：本书介绍了航海技术的基本知识，包括航海仪器、航海图、航海规则等，适合对航海历史感兴趣的学生阅读。

《中国航海史》

作者：王晓明

出版社：上海人民出版社

简介：本书以历史为线索，讲述了中国航海的发展历程，包括古代航海家的故事、航海技术的创新等，有助于学生了解中国航海的历史背景。

《海洋工程》

作者：赵志刚

出版社：化学工业出版社

简介：本书介绍了海洋工程的基本知识，包括海洋资源开发、海洋环境保护等，适合对海洋工程感兴趣的学生阅读。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

（1）学生可以结合本节课所学的古代造船技术，自主设计并制作一个简易的船舶模型，通过实际操作来加深对物理原理的理解。

（2）鼓励学生查阅相关资料，了解中国古代航海家的故事，撰写一篇关于中国古代航海家的研究报告。

（3）组织学生参观当地的船舶博物馆或造船厂，实地了解现代船舶设计制造的过程，对比古代和现代造船技术的差异。

（4）引导学生关注海洋环境保护和海洋资源开发的相关问题，思考如何利用所学知识为海洋事业贡献力量。

（5）开展小组讨论，让学生就古代造船技术在不同历史时期的特点和影响进行深入分析。

（6）结合本节课所学内容，撰写一篇关于中国古代造船与航海成就的科普文章，提高学生的写作能力和科学素养。典型例题讲解1.例题：一艘木制古船在静水中以2米/秒的速度匀速前进，船头向右，船尾向左。若水流速度为1米/秒，水流方向与船头方向成60°角，求古船相对于岸边的速度和方向。

解答：首先，我们将船的速度分解为水平方向和垂直方向。水平方向的速度为船的速度与水流速度的合成，即：

\(v_{水平}=v_{船}\cos(60°)+v_{水}\sin(60°)\)

\(v_{水平}=2\times\frac{1}{2}+1\times\frac{\sqrt{3}}{2}\)

\(v_{水平}=1+\frac{\sqrt{3}}{2}\)

\(v_{水平}≈1+0.866\)

\(v_{水平}≈1.866\)米/秒

垂直方向的速度为船的速度与水流速度的合成，即：

\(v_{垂直}=v_{船}\sin(60°)-v_{水}\cos(60°)\)

\(v_{垂直}=2\times\frac{\sqrt{3}}{2}-1\times\frac{1}{2}\)

\(v_{垂直}=\sqrt{3}-0.5\)

\(v_{垂直}≈1.732-0.5\)

\(v_{垂直}≈1.232\)米/秒

接下来，我们使用勾股定理计算古船相对于岸边的速度：

\(v_{总}=\sqrt{v_{水平}^2+v_{垂直}^2}\)

\(v_{总}=\sqrt{(1.866)^2+(1.232)^2}\)

\(v_{总}≈\sqrt{3.464+1.502}\)

\(v_{总}≈\sqrt{4.966}\)

\(v_{总}≈2.24\)米/秒

方向可以通过反正切函数计算得出：

\(\theta=\arctan\left(\frac{v_{垂直}}{v_{水平}}\right)\)

\(\theta=\arctan\left(\frac{1.232}{1.866}\right)\)

\(\theta≈\arctan(0.657)\)

\(\theta≈33.7°\)

因此，古船相对于岸边的速度约为2.24米/秒，方向与船头方向成33.7°角。

2.例题：一艘古代帆船在静水中以4米/秒的速度向东行驶，若船帆受到的风力使其向东北方向产生一个恒定的加速度，加速度大小为0.5米/秒²，求帆船在风力作用下的速度和方向。

解答：由于帆船受到的风力使其向东北方向产生加速度，我们可以将加速度分解为东西方向和南北方向。由于加速度是恒定的，我们可以使用以下公式计算帆船在风力作用下的速度和方向：

\(a_{东西}=a\cos(45°)\)

\(a_{东西}=0.5\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{东西}=0.3536\)米/秒²

\(a_{南北}=a\sin(45°)\)

\(a_{南北}=0.5\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{南北}=0.3536\)米/秒²

使用匀加速直线运动公式计算帆船在风力作用下的速度：

\(v_{东西}=a_{东西}\timest\)

\(v_{东西}=0.3536\timest\)

\(v_{南北}=a_{南北}\timest\)

\(v_{南北}=0.3536\timest\)

由于帆船初始速度向东，因此：

\(v_{总}=\sqrt{v_{东西}^2+v_{南北}^2}\)

\(v_{总}=\sqrt{(0.3536\timest)^2+(0.3536\timest)^2}\)

\(v_{总}=\sqrt{2\times(0.3536\timest)^2}\)

\(v_{总}=0.3536\timest\sqrt{2}\)

方向可以通过反正切函数计算得出：

\(\theta=\arctan\left(\frac{v_{南北}}{v_{东西}}\right)\)

\(\theta=\arctan\left(\frac{0.3536\timest}{0.3536\timest}\right)\)

\(\theta=\arctan(1)\)

\(\theta=45°\)

因此，帆船在风力作用下的速度为\(0.3536\timest\sqrt{2}\)米/秒，方向与初始速度成45°角。

3.例题：一艘古代战船在静水中以5米/秒的速度向北行驶，若船受到水流的作用，使其向西北方向产生一个恒定的减速度，减速度大小为1米/秒²，求战船在减速度作用下的速度和方向。

解答：与例题2类似，我们将减速度分解为东西方向和南北方向，然后使用匀减速直线运动公式计算战船在减速度作用下的速度和方向。

\(a_{东西}=a\cos(45°)\)

\(a_{东西}=1\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{东西}=0.707\)米/秒²

\(a_{南北}=a\sin(45°)\)

\(a_{南北}=1\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{南北}=0.707\)米/秒²

使用匀减速直线运动公式计算战船在减速度作用下的速度：

\(v_{东西}=v_{初始}-a_{东西}\timest\)

\(v_{东西}=5-0.707\timest\)

\(v_{南北}=v_{初始}-a_{南北}\timest\)

\(v_{南北}=5-0.707\timest\)

方向可以通过反正切函数计算得出：

\(\theta=\arctan\left(\frac{v_{南北}}{v_{东西}}\right)\)

\(\theta=\arctan\left(\frac{5-0.707\timest}{5-0.707\timest}\right)\)

\(\theta=\arctan(1)\)

\(\theta=45°\)

因此，战船在减速度作用下的速度为\(5-0.707\timest\)米/秒，方向与初始速度成45°角。

4.例题：一艘古代渔船在静水中以3米/秒的速度向西行驶，若船受到的风力使其向西南方向产生一个恒定的加速度，加速度大小为0.3米/秒²，求渔船在风力作用下的速度和方向。

解答：使用与例题1类似的方法，我们将加速度分解为东西方向和南北方向，然后使用匀加速直线运动公式计算渔船在风力作用下的速度和方向。

\(a_{东西}=a\cos(45°)\)

\(a_{东西}=0.3\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{东西}=0.212\)米/秒²

\(a_{南北}=a\sin(45°)\)

\(a_{南北}=0.3\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{南北}=0.212\)米/秒²

使用匀加速直线运动公式计算渔船在风力作用下的速度：

\(v_{东西}=v_{初始}+a_{东西}\timest\)

\(v_{东西}=3+0.212\timest\)

\(v_{南北}=v_{初始}+a_{南北}\timest\)

\(v_{南北}=3+0.212\timest\)

方向可以通过反正切函数计算得出：

\(\theta=\arctan\left(\frac{v_{南北}}{v_{东西}}\right)\)

\(\theta=\arctan\left(\frac{3+0.212\timest}{3+0.212\timest}\right)\)

\(\theta=\arctan(1)\)

\(\theta=45°\)

因此，渔船在风力作用下的速度为\(3+0.212\timest\)米/秒，方向与初始速度成45°角。

5.例题：一艘古代运输船在静水中以4米/秒的速度向南行驶，若船受到水流的作用，使其向东南方向产生一个恒定的减速度，减速度大小为0.4米/秒²，求运输船在减速度作用下的速度和方向。

解答：使用与例题3类似的方法，我们将减速度分解为东西方向和南北方向，然后使用匀减速直线运动公式计算运输船在减速度作用下的速度和方向。

\(a_{东西}=a\cos(45°)\)

\(a_{东西}=0.4\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{东西}=0.283\)米/秒²

\(a_{南北}=a\sin(45°)\)

\(a_{南北}=0.4\times\frac{\sqrt{2}}{2}\)

\(a_{南北}=0.283\)米/秒²

使用匀减速直线运动公式计算运输船在减速度作用下的速度：

\(v_{东西}=v_{初始}-a_{东西}\timest\)

\(v_{东西}=4-0.283\timest\)

\(v_{南北}=v_{初始}-a_{南北}\timest\)

\(v_{南北}=4-0.283\timest\)

方向可以通过反正切函数计算得出：

\(\theta=\arctan\left(\frac{v_{南北}}{v_{东西}}\right)\)

\(\theta=\arctan\left(\frac{4-0.283\timest}{4-0.283\timest}\right)\)

\(\theta=\arctan(1)\)

\(\theta=45°\)

因此，运输船在减速度作用下的速度为\(4-0.283\timest\)米/秒，方向与初始速度成45°角。课堂小结，当堂检测课堂小结：

在本节课中，我们共同探讨了我国造船与航海方面的成就，重点学习了以下内容：

1.我国古代造船技术的发展历程，包括船体结构、材料选择、航海技术等方面的特点。

2.古代船舶设计中的物理原理，如浮力、稳定性、流体力学等。

3.我国古代航海家的故事和成就，以及他们在航海技术上的创新。

-古代造船技术的发展体现了我国古代人民的智慧和创造力。

-物理原理在古代船舶设计中的应用，展示了古代航海技术的科学性。

-古代航海家的故事和成就，激励我们学习他们的精神，勇于探索未知领域。

当堂检测：

1.请简要描述古代船只在设计上如何利用浮力原理？

答案：古代船只在设计上通过船体形状和材料的选择，使船体能够浮在水面上，利用水的浮力来承载船体和货物。

2.古代船舶在航行中如何保持稳定性？

答案：古代船舶通过船体结构的设计，如船底龙骨、船舷宽度等，以及调整船帆和船舵的位置，来保持航行的稳定性。

3.请举例说明古代航海家在航海技术上的创新。

答案：古代航海家如郑和，他们通过改进航海工具，如罗盘、航海图等，提高了航海的准确性和安全性。

4.古代船舶在材料选择上有哪些特点？

答案：古代船舶在材料选择上注重耐用性和防水性，如使用木材、竹子等天然材料，以及采用特殊的防水工艺。

5.请简述古代船舶在流体力学中的应用。

答案：古代船舶在流体力学中的应用主要体现在船体形状的设计上，如船体底部呈流线型，减少航行时的水阻力。板书设计