《跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機》教案一、教學內容來源人教版初中物理八年級下冊第九章壓強第4節跨學科實踐：制作簡易活塞式抽水機。二、課時安排1課時（40分鐘）三、教學目標（基于五個核心素養）1.物理觀念：通過制作簡易活塞式抽水機，讓學生深入理解壓強、大氣壓強等物理概念，認識活塞式抽水機的工作原理，能從物理學角度解釋抽水機抽水的現象，形成正確的物理觀念，理解物理知識與實際生活的緊密聯系。2.科學思維：培養學生在制作過程中運用科學推理和科學論證的能力，分析活塞式抽水機各部分結構的作用以及工作過程中壓強的變化情況。引導學生通過觀察、實驗等方法獲取證據，對制作過程中出現的問題進行批判性思考和質疑，提高學生的科學思維水平。3.科學探究：學生在自主設計和制作簡易活塞式抽水機的過程中，經歷提出問題、作出假設、設計實驗、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價等科學探究環節。培養學生的問題意識、實驗設計能力、動手操作能力和團隊協作能力，提高學生的科學探究素養。4.科學態度與責任：在制作過程中，培養學生嚴謹認真、實事求是的科學態度，鼓勵學生勇于面對困難和挑戰，不怕失敗。讓學生認識到科學技術對社會發展的重要影響，增強學生對科學的責任感，培養學生為科學事業貢獻力量的意識。5.跨學科實踐：引導學生綜合運用物理、數學、化學、技術等多學科知識解決實際問題，體會跨學科知識的融合與應用。通過與其他學科知識的聯系，拓寬學生的知識面，提高學生解決復雜問題的能力，培養學生的創新精神和實踐能力。四、教學重難點1.教學重點：（1）理解活塞式抽水機的工作原理，掌握大氣壓強在抽水過程中的作用機制。（2）明確制作簡易活塞式抽水機所需的材料、工具以及各部分結構的設計要求。（3）學會正確的制作方法和步驟，確保抽水機能夠正常工作。2.教學難點：（1）如何引導學生將物理原理與實際制作相結合，解決制作過程中出現的諸如密封不嚴、活塞運動不順暢等技術問題。（2）培養學生在制作過程中的創新思維和實踐能力，鼓勵學生對傳統設計進行改進和優化，使抽水機達到更好的抽水效果。五、教學方法講授法、實驗法、小組合作法、討論法六、教學過程（一）趣味實驗導入新課（5分鐘）1.展示實驗：教師在講臺上進行“瓶吞雞蛋”的實驗。準備一個廣口瓶和一個比瓶口略大的熟雞蛋，將點燃的紙條放入瓶中，待紙條燃燒一會兒后，迅速將雞蛋放在瓶口。學生觀察到雞蛋被“吞”進瓶中。2.提出問題：向學生提問“為什么雞蛋會被瓶子吞進去呢？”引導學生思考。3.原理講解：簡要解釋這是由于瓶內空氣受熱膨脹部分排出，瓶內氣壓減小，外界大氣壓將雞蛋壓入瓶中，從而引出本節課要學習的與大氣壓強密切相關的內容——制作簡易活塞式抽水機。4.設計意圖：通過有趣的實驗激發學生的學習興趣和好奇心，引發學生對大氣壓強現象的關注，自然地導入新課，為后續教學內容的展開做好鋪墊。（二）知識講解（8分鐘）1.回顧知識：通過PPT展示，回顧之前學過的大氣壓強的相關知識，如大氣壓強的存在、大氣壓強的測量方法、標準大氣壓的值等。2.活塞式抽水機原理講解：利用動畫演示活塞式抽水機的工作過程，講解其工作原理?；钊匠樗畽C主要由圓筒、活塞、閥門等部分組成。當活塞向上提升時，活塞下方的空氣體積增大，壓強減小，小于外界大氣壓強，在外界大氣壓的作用下，水推開進水閥門進入圓筒；當活塞下壓時，活塞下方的空氣體積減小，壓強增大，大于外界大氣壓強，水推開出水閥門被壓出抽水機。3.設計意圖：幫助學生回顧舊知識，為理解活塞式抽水機的工作原理奠定基礎。通過動畫演示，直觀形象地展示工作過程，使學生對抽象的原理有更清晰的認識。（三）材料與工具介紹（5分鐘）1.展示材料與工具：在講臺上展示制作簡易活塞式抽水機所需的材料和工具，材料包括塑料圓筒（如飲料瓶）、橡膠活塞（可利用廢舊自行車內胎自制）、塑料軟管、金屬閥門（或自制簡易閥門）、膠水、繩子等；工具包括剪刀、錐子、鉗子等。2.介紹用途：向學生詳細介紹每種材料和工具的用途，例如塑料圓筒作為抽水機的主體，提供水流動的空間；橡膠活塞用于改變圓筒內的氣壓；塑料軟管用于連接各個部件，實現水的輸送；金屬閥門控制水的流向等。3.設計意圖：讓學生對制作所需的材料和工具有直觀的認識，了解它們在制作過程中的作用，為后續的制作環節做好準備。（四）制作步驟講解（7分鐘）1.繪制設計草圖：引導學生根據活塞式抽水機的工作原理，在紙上繪制簡易活塞式抽水機的設計草圖，標注出各個部件的位置和尺寸。強調設計草圖的重要性，它是制作成功的關鍵一步。2.制作部件：講解各個部件的制作方法，如利用剪刀將塑料圓筒裁剪成合適的長度和形狀；用橡膠活塞材料制作活塞，注意活塞的大小要與圓筒內壁緊密配合，但又能靈活移動；利用錐子和鉗子等工具制作簡易閥門等。3.組裝抽水機：講解組裝的順序和方法，先將進水閥門安裝在圓筒底部，用膠水固定；然后將活塞放入圓筒內，確保活塞能夠自由上下移動；接著將塑料軟管連接到圓筒的出水口；最后安裝出水閥門并固定好。4.調試與檢查：強調制作完成后要進行調試和檢查，檢查各部件連接是否緊密，有無漏水現象；活塞運動是否順暢；閥門是否能夠正常工作等。如發現問題，及時進行調整和修復。5.設計意圖：詳細講解制作步驟，讓學生明確制作的流程和方法，培養學生的動手實踐能力和空間想象力。強調調試與檢查環節，培養學生嚴謹認真的科學態度。（五）小組合作制作（10分鐘）1.分組：將學生分成若干小組，每組4-5人，確保每個小組的學生都有不同的技能和特長，能夠相互協作。2.發放材料與工具：為每個小組發放制作所需的材料和工具，提醒學生注意安全使用工具。3.制作過程：學生在小組內分工合作，按照之前講解的制作步驟進行簡易活塞式抽水機的制作。教師在各小組間巡視，觀察學生的制作過程，及時給予指導和幫助，解決學生遇到的問題。4.設計意圖：通過小組合作的方式，培養學生的團隊協作能力和溝通能力。讓學生在實踐中運用所學知識，提高學生的動手能力和解決實際問題的能力。（六）成果展示與評價（5分鐘）1.成果展示：每個小組派代表上臺展示本小組制作的簡易活塞式抽水機，并向全班同學介紹制作過程、遇到的問題以及解決方法。2.評價：其他小組的同學進行提問和評價，從抽水機的外觀、結構合理性、抽水效果等方面進行評價。教師最后進行總結評價，肯定學生的努力和創意，同時指出存在的不足之處和改進方向。3.設計意圖：通過成果展示，增強學生的自信心和成就感。評價環節促進學生之間的交流與學習，培養學生的批判性思維和表達能力。（七）課堂總結（3分鐘）1.回顧內容：教師引導學生一起回顧本節課所學內容，包括活塞式抽水機的工作原理、制作材料、制作步驟以及在制作過程中遇到的問題和解決方法等。2.強調重點：重點強調大氣壓強在活塞式抽水機工作過程中的重要作用，以及跨學科知識在實際制作中的應用。鼓勵學生在課后繼續探索和改進簡易活塞式抽水機的設計。3.設計意圖：幫助學生梳理知識體系，強化重點內容，加深學生對本節課知識的記憶和理解。（八）布置作業（2分鐘）1.作業布置：讓學生回去后對自己小組制作的簡易活塞式抽水機進行進一步改進和優化，提高抽水效果。并寫一篇制作心得，記錄制作過程中的收獲、體會以及遇到的困難和解決方法。2.設計意圖：通過作業鞏固所學知識，培養學生的創新能力和反思總結能力。讓學生在實踐中不斷提高對物理知識的應用能力和解決實際問題的能力。七、教學反思在本節課的教學過程中，通過趣味實驗導入激發了學生的學習興趣，學生積極參與小組合作制作，對活塞式抽水機的工作原理和制作方法有了較為深入的理解和掌握。但在教學中也存在一些不足之處，例如在