學生實驗：探究物質的密度一、教學背景分析本節教材從如何識別生活中的各種物質談起，以生活中常見的物質為基礎，讓學生通過實驗探究建立密度的概念，并鼓勵學生利用密度知識來認識物質，學會解釋與密度相關的簡單問題，進而領悟物質屬性的研究對人類生存與發展的影響。同時，密度知識既是前面質量知識的深化與延伸，又要為后面的阿基米德原理及物體浮沉條件奠定基礎。密度概念的定義方法比值法，又與之后的速度定義和壓強定義等知識有著聯系。在生活中，學生對密度已經有了一些相關經驗，如同樣大小（體積）的鐵棒和木棒比較，鐵棒比木棒要重；一斤棉花比一斤鐵的體積大等。教材提出體積相同的不同物質，質量不同；質量相同的兩種物質，體積也不同，由此激發學生的疑問，也激發學生的探究欲望。學生在教師引導下進行探究，可以鼓勵他們大膽猜想和假設。另外，在前兩節的學習中，學生已掌握天平和量筒的使用，會用天平測量物體的質量；會用量筒測量物體的體積，也為本節課的學生動手實驗奠定了基礎。在教學過程中，采取設疑與啟發的手段，引導學生積極思考，激發學生探究的興趣和熱情；通過分組實驗，將探究與操作的主動權交給學生，強調學生學習的主體性和主動性，讓學生通過實驗探究的方法建立密度的概念；選擇合適的思維梯度，鼓勵他們用自己的語言對探究過程進行描述；有意識地按照提出問題、猜想假設、實驗探究、小組交流、歸納總結的要素來設計教學過程，滲透科學探究方法。二、教學目標1.通過實驗探究活動，找出同種物質的質量與體積成正比的關系；學習比值法定義物理量的方法。2.通過對密度的探究，理解密度的概念、公式和單位；會讀會寫密度的各種單位，會進行不同密度單位之間的換算。3.通過了解密度知識在生產、生活中的應用，學會查密度表。4.會用密度公式 及其變形式解決實際問題：物質鑒別、求物質的質量、求物質的體積等，感受物理知識在解決實際問題中的價值。5.會用量筒和天平測量固體和液體的密度，有誤差分析的意識，了解減少誤差的一般方法。6.初步理解科學探究的基本過程，提高數據的分析及處理能力。三、教學重點和難點教學重點：體驗認識密度的實驗探究過程；理解密度的概念、公式及單位。教學難點：通過數據分析建立密度概念。四、教學過程1.教學引入環節一提出問題從學生熟悉的物質引入，分別出示一瓶同體積的沙子與水、一塊同質量的木塊與泡沫，詢問學生如何進行區分。學生能根據顏色、質量、體積等做出判斷。強調這些都是物質的特性，能根據它們來判斷物體種類。引導學生形成統一認識：物體質量隨體積的增大而增大，因此不能單憑質量的大小來判斷物體種類。必須要探究物質質量隨體積變化的規律，從中找出特點，從而鑒別物質。 2.“知識點”教學環節二猜想在提出問題后，給學生留出充足的時間討論猜想：物質的質量和體積之間存在什么關系？這里不要求學生一定猜想出正確答案，而是希望學生能夠預測各種可能性。但不管有哪些猜想，都需要測量物體的質量和體積。環節三設計實驗提出問題：怎樣設計實驗驗證我們的猜想呢？學生討論，設計實驗方案。師生交流，選擇合理的研究方案，教師適時引導學生確定探究的方案。要測量物體的質量和體積，進行分析、比較，找出其中的規律。要使學生明確探究的思路和實驗的方法，知道應該測量哪些物理量，用什么儀器，怎樣測量，怎樣設計記錄數據的表格。環節四進行實驗和分析論證（1）進行實驗教師組織、指導學生實驗，幫助學生解決實驗中遇到的困難。學生實驗，并記錄數據。（另附：實驗表格）（2）分析論證得結論實驗結束，各組提交測得的數據。教師用投影儀展示各組數據，并輸入到excel軟件中。（另附：數據表格）學生發現單純地比較質量或體積都沒有意義，嘗試通過物質的質量和體積的關系，找到一種分辨方法。教師引導，是否可以從比較物質的質量跟體積的乘積，或者質量跟體積的比值，或者質量跟體積的和，或者質量跟體積的差。看這些結果里是否隱藏著某種我們還沒有發現的特點呢？教師利用計算機軟件計算得出各組的數據并展示下表，引導學生分析數據，尋找用不同方法處理的數據有什么規律。引導學生分析數據發現：物質的質量跟體積的和、質量跟體積的差、物質的質量跟體積的乘積，這三組數據沒有任何規律。物質的質量跟體積的比值與物質的體積跟質量的比值，這兩組數據有一定的規律：同種物質的比值是相同的；不同物質的比值不同。結合數據，進一步引導學生討論，啟發學生回答以下問題：相同體積的水，其質量是______；不同體積的水，其質量是______；第二組水的體積是第一組水的___倍，第二組水的質量是第一組的___倍；學生按照同樣的方法來分析橡皮擦、木塊，得出結論：同種物質組成的物體，質量與體積的比值是恒定的；不同物質組成的物體，質量與體積的比值一般是不同的。教師引導：質量與體積的比值反映了物質的一種特性。在物理學中，用“密度”來表示物質的這種特性。為了強化學生對密度概念的認識和理解，組織學生討論以下問題：一桶水和一杯水比較，質量、體積、密度有無區別？一支粉筆用完一半，質量、體積、密度是否變化？將鐵塊壓扁成為鐵餅，質量、體積、密度是否變化？體積相同的鐵塊和鋁塊，誰的質量大？質量相同的鐵塊和鋁塊，誰的體積大？通過討論，讓學生認識到密度是物質本身的特性，與質量、體積和形狀無關。環節五理解密度的概念、公式和單位引導學生認識：質量跟體積的比值與物質的種類有關，通過比較質量跟體積的比值可以分辨不同的物質，它反映了物質的一種特性。物理學中用密度來表示物質的這種特性。在探究的基礎上，引導學生得出密度的定義、公式、單位，明確密度單位的意義及kg/m3和g/cm3間的換算關系。環節六查看密度表充分利用密度表的信息，讓學生閱讀密度表，加深體會，從而將密度的定義具體化，交流以下問題：（1）在實驗中得到的木塊的密度是多少？如何讀？表示什么意思？（2）密度表中固體、液體和氣體中密度最大、最小的各是什么物質？有沒有密度相同的物質？有哪些？（3）水的密度是多少？冰的密度是多少？同種物質的密度與物態有關嗎？3.應用與提高（1）回顧實驗在測量木塊的質量和體積的實驗中，若先用排水法測量其體積，再用天平測量其質量，得到的密度值是偏大還是偏小？在測量水的質量和體積的實驗操作中，有哪些步驟可能會導致測量誤差？是偏大還是偏小？怎樣操作能減少誤差？（2）課堂總結引導學生總結密度的應用表現在三個方面：物質鑒別；計算物體的質量；計算物體的體積。4.隨堂練習1.一杯鹽水，用掉一半，剩下的半杯鹽水（）A其密度減半，質量減半B其質量減半，密度不變C其體積減半，密度也減半D其質量、體積、密度均減半2. 5.5g/cm3 = kg/m33.由密度公式= m/v可知 ( )A、物質的密度與其質量成正比B、物質的密度與其體積成反比C、對于同一種物質來說，其質量與體積的比值是一個常數D、以上都不對5.課堂小結：學生談談學習困惑，教師引導解決五、作業布置：課后2、3題六、板書設計：1.探究活動：物質的某種特性？2.密度： 1g/cm3=1000kg/m3七、教學反思5