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《跨学科实践：制作简易活塞式抽水机》（教学设计）-2024-2025学年人教版（2024）初中物理八年级下册

学校

授课班级

授课教师

教材分析

1.内容地位：

《制作简易活塞式抽水机》是新教材人教版（2024）初中物理八年级下册第九章《压强》中的第4节跨学科实践内容。压强知识在生活生产中应用广泛，活塞式抽水机是大气压强知识的典型应用实例。通过制作抽水机，学生能将抽象的大气压强概念与实际生活紧密相连，深化对压强知识体系的理解，同时这也是对前面所学压强、大气压强等知识的综合运用与拓展，是物理知识从理论走向实践的重要环节。

2.跨学科特点：

此实践活动具有显著的跨学科性。在物理方面，涉及大气压强、气体压强与体积关系等知识；在技术层面，要求学生掌握材料选择、工具使用以及结构设计等技能；从工程角度，需学生思考如何优化抽水机性能以实现高效抽水。这种跨学科融合有助于培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力，符合当前素质教育对学生全面发展的要求。

3.与生活联系：

活塞式抽水机在生活中，尤其是一些农村地区或小型水利设施中有实际应用。学生制作简易抽水机，能了解生活中常见抽水设备的工作原理，认识到物理知识对解决生活实际问题的重要性，从而激发学生学习物理的兴趣，提高学生关注生活、应用物理知识的意识。

学情分析

1.知识基础：

学生在学习本节内容前，已初步掌握了压强的基本概念，理解压力、受力面积与压强的关系，并学习了大气压强的存在及相关现象，对大气具有压强有了一定认识。但大气压强在活塞式抽水机中具体如何发挥作用，以及气体压强与体积变化的关系，对学生来说较为抽象，需要进一步通过实践探究来理解。

2.能力水平：

八年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对动手实践活动充满兴趣，具有一定的观察、分析和动手操作能力，但在解决实际问题时，综合运用知识的能力以及创新思维能力还有待提高。在制作抽水机过程中，面对材料选择、结构设计和制作过程中的问题，部分学生可能会感到困难，需要教师引导和小组协作来解决。

3.学习特点：

学生好奇心强，喜欢通过亲身体验来获取知识。小组合作学习的方式能激发他们的学习积极性和主动性，在交流讨论中相互启发，培养团队合作精神和沟通能力。但部分学生在小组活动中可能存在依赖他人、参与度不高的情况，教师需关注并引导每个学生积极参与到实践活动中。

教学目标

1.知识与技能目标：

-学生能够清晰阐述活塞式抽水机的工作原理，准确解释大气压强、气体压强与体积关系在抽水过程中的具体作用。

-熟练掌握简易活塞式抽水机的制作方法和步骤，能够根据给定材料独立完成抽水机的制作。

-学会观察抽水机工作过程，准确描述活塞运动、阀门开闭以及水流变化等现象。

2.过程与方法目标：

-通过设计、制作、测试和改进简易活塞式抽水机，经历完整的科学探究过程，提高实验设计、操作和数据分析能力。

-在解决制作过程中遇到的问题时，学会运用观察、分析、推理等科学方法，培养创新思维和解决实际问题的能力。

-通过小组合作，提高团队协作能力和沟通交流能力，学会在团队中明确分工、相互配合。

3.情感态度与价值观目标：

-激发学生对物理学科的兴趣，培养学生对科学探索的热爱和执着精神。

-培养学生严谨认真的科学态度，在制作和测试过程中注重细节、实事求是。

-增强学生的环保意识，鼓励学生利用废旧物品制作抽水机，体会资源再利用的意义。

教学重难点

1.教学重点：

-活塞式抽水机的工作原理，包括活塞运动时气体压强变化、阀门开闭状态以及水的流动过程。

-制作简易活塞式抽水机的方法和步骤，如材料选择、部件制作、组装流程等。

-理解大气压强在抽水机工作中的核心作用，以及气体压强与体积变化的关系。

2.教学难点：

-抽象理解大气压强如何推动水在抽水机中上升和流动，以及气体压强随体积变化的微观机制。

-解决制作过程中遇到的实际问题，如确保各部件密封性、选择合适材料以满足抽水机性能要求、优化结构设计提高抽水效率等。

-在跨学科实践中，引导学生综合运用物理、技术、工程等多学科知识，培养学生的综合应用能力和创新思维。

教学策略

1.情境创设策略：

通过播放抽水灌溉的视频、展示农村压水井等实际抽水设备的图片，创设真实的生活情境，引出活塞式抽水机的话题，激发学生的学习兴趣和探究欲望。

2.小组合作策略：

将学生分成小组进行制作活动，小组成员分工合作，共同完成抽水机的设计、制作、测试和改进。在小组活动中，鼓励学生相互交流、讨论，培养团队合作精神和沟通能力。

3.问题引导策略：

在教学过程中，提出一系列具有启发性的问题，如“活塞向上运动时，圆筒内压强如何变化？”“如何选择材料保证抽水机的密封性？”等，引导学生思考、分析，培养学生的科学思维能力。

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