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漂浮的胡萝卜非牛顿流体(教学设计)--2023-2024学年小学科学科学小实验--科创活动课程
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
设计意图
核心素养目标
教学难点与重点
1.教学重点
本节课的核心内容是理解非牛顿流体的特性和实验操作步骤。重点包括:
-非牛顿流体的定义和特性,例如其对外力的响应不同于普通牛顿流体。
-实验材料的准备,如玉米淀粉和水的比例调配。
-实验步骤的掌握,包括如何将胡萝卜放置在非牛顿流体中,观察其漂浮现象。
-实验结果的分析,让学生理解非牛顿流体为何能支持胡萝卜漂浮。
2.教学难点
本节课的难点在于让学生深入理解非牛顿流体的物理性质和实验操作的精确性。具体包括:
-非牛顿流体的物理原理,如剪切变稀和剪切增稠现象,这是学生理解上的难点。
-实验中水与玉米淀粉比例的精确控制,比例不当会影响实验效果,学生可能难以掌握。
-观察和记录实验现象的准确性,需要学生具备一定的观察能力和描述能力。
-实验结果与理论知识的结合,学生可能难以将实验观察到的现象与物理原理联系起来,需要教师引导。
教学资源准备
1.教材:《小学科学》课本相关章节。
2.辅助材料:非牛顿流体特性介绍视频、相关物理现象的图片。
3.实验器材:玉米淀粉、水、胡萝卜、透明容器、搅拌棒、计时器、手套、护目镜。
4.教室布置:设置实验操作区,确保每组学生都有足够空间进行实验;准备实验指导卡片,方便学生跟随步骤操作。
教学过程
1.导入(约5分钟)
-激发兴趣:通过展示非牛顿流体的神奇现象,如将小球扔进装有玉米淀粉和水的混合物中,小球快速沉入,而胡萝卜却能漂浮在表面,激发学生的好奇心。
-回顾旧知:引导学生回顾已学过的流体特性,如牛顿流体的特性,以及日常生活中常见的流体现象。
2.新课呈现(约20分钟)
-讲解新知:详细介绍非牛顿流体的定义、分类和特性,重点讲解剪切变稀和剪切增稠现象。
-举例说明:通过生活中的实例,如番茄酱、血液等,帮助学生理解非牛顿流体的实际应用。
-互动探究:组织学生进行小组讨论,探讨非牛顿流体在日常生活中的作用,以及如何制备非牛顿流体。
3.实验操作(约15分钟)
-实验演示:教师演示如何配制非牛顿流体,并展示胡萝卜在非牛顿流体中的漂浮现象。
-学生实践:每组学生按照指导卡片进行实验,观察并记录实验现象。
-教师指导:在学生实验过程中,教师巡回指导,解答学生疑问,确保实验顺利进行。
4.巩固练习(约10分钟)
-学生活动:学生根据实验结果,总结非牛顿流体的特性,并尝试解释实验现象。
-教师指导:教师针对学生的总结和解释,给予点评和指导,帮助学生深化理解。
5.课堂小结(约5分钟)
-回顾本节课所学内容,强调非牛顿流体的特性和实验操作要点。
-鼓励学生课后继续探索非牛顿流体的奥秘,发现生活中的科学现象。
6.课后作业(课后完成)
-学生根据课堂所学,撰写一篇关于非牛顿流体的研究报告,包括非牛顿流体的定义、特性、应用以及实验过程和结果分析。
学生学习效果
学生学习效果显著,具体体现在以下几个方面:
1.理解了非牛顿流体的概念和特性,能够区分牛顿流体和非牛顿流体,并能举例说明两者的不同。
2.掌握了非牛顿流体的制备方法,通过实验操作,能够独立配制出符合要求的非牛顿流体。
3.通过实验观察,学生能够描述胡萝卜在非牛顿流体中漂浮的现象,并能够用所学的物理原理解释这一现象。
4.学生能够将课堂上学到的知识应用到实际生活中,发现并分析周围环境中存在的非牛顿流体现象。
5.在小组讨论和实验操作中,学生的合作能力和沟通能力得到了提升,能够有效地分享和交流实验过程中的观察和发现。
6.学生通过撰写研究报告,提高了写作能力,能够将实验过程、结果和所学知识整合成完整的书面材料。
7.学生对科学的兴趣和探究精神得到了激发,课后能够主动寻找相关的科学资料,进行更深入的探索和学习。
8.学生在学习过程中,培养了观察、思考、实验、总结的科学思维方法,为今后的学习打下了坚实的基础。
典型例题讲解
例题1:玉米淀粉和水按一定比例混合后,形成的混合物属于什么类型的流体?请解释原因。
答案:玉米淀粉和水按一定比例混合后形成的混合物属于非牛顿流体。因为这种混合物在不同剪切力作用下,流动性质会发生变化,如剪切变稀或剪切增稠,这与牛顿流体的均匀流动特性不同。
例题2:在非牛顿流体中放入一个胡萝卜,观察到胡萝卜能够漂浮。请用所学的非牛顿流体特性解释这一现象。
答案:胡萝卜在非牛顿流体中能够漂浮,是因为非牛顿流体在受到胡萝卜挤压时,局部的流体粘度增加,形成一个支撑力,使得胡萝卜能够浮在流体表面。
例题3:设计一个实验,验证非牛顿流体具有剪切增稠的特性。
答案:将一定比例的玉米淀粉和水混合,然后迅速插
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