《密度》教学设计

《密度》教学设计

牟红燕

“密度”这节课是本章的重点课。密度是物理学中一个非常重要的物理量，也是课程标准中要求的七个掌握层次的重点知识之一。学好本节知识又是进一步学习力学知识的基础。本节教材是在学习“质量”之后而引入的一个新的物理量，它在全章中起到承上启下的作用：既是质量知识的进一步深化，也为掌握测定物质密度的方法和解决有关密度的实际问题作了铺垫，并为更深入学习液体压强、浮力等知识作了准备；更有利于学生逐步形成良好的知识结构。

一、设计思想

由于本节是概念教学，物理概念的建立要符合学生的认知规律和生活经验，避免把密度概念直接灌输和强加给学生，依据建构主义的学习理论和教学心理学原理，在密度概念教学过程中，应通过形象化的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念，教师仅仅是学生概念学习的引导者、促进者和帮助者。为此，本节课采用“科学探究小组合作”教学模式。

二、教学目标

1.知道什么是密度，密度的国际单位以及单位间的换算。

2.掌握密度的计算公式。

3.知道密度是物质的特性，在一定条件下，同种物质的密度是一定的。

三、教学重点、难点、关键及突破策略

1.教学重点：理解密度概念。

　突破策略：充分利用学生感性认识，通过实验探究，小组讨论的方法，借助“比值”定义密度概念。

2.教学难点：理解“密度是物质本身的一种性质”。

　突破策略：利用学生的最近发展区，通过类比和知识的迁移，学生回顾利用比值定义速度的方法来建立密度的概念。

3.教学关键点：通过组织好实验探究，建立密度的概念是本节的关键点。

四、教学方法

（一）学情分析

本节课是在掌握“质量”和“质量的测量”的基础上，以实验、观察与分析为手段，让学生在讨论与总结中学习新的知识“密度”，针对学生的情况，因材施教，合理分组，充分发挥每一名学生的特长，使每组以至每位同学都享有成功的喜悦，同时可以培养其团结协作的精神。

（二）教法选择

这节课主要采用的是启发和观察实验的教学方法。并配合讲授、讨论、展示等多种教学方法的综合优化，突破重点、难点。使学生成为学习的主体，同时学生的动手能力、分析能力也在实验的过程中得以不断提高。

五、教学仪器

学生实验器材：量杯、天平、细线、铁块（各11组）；量杯、颜色相同的铁块、塑料块。

六、教学过程

（一）过程与方法

将演示实验改为学生分组实验，让学生亲自动手做实验，探究得出密度的概念。

（二）教学模式

1.教学模式

实验引入，设疑导学模式。

2.模式结构

（三）课时安排

一课时。

（四）师生互动活动设计

1.学生实验。

2.组织学生讨论、分析实验结论，得出密度的定义。

3.师生由密度公式讨论导出密度的单位。

（五）教学过程设计

1.新课引入

自然界是由各种各样的物质组成的，不同物质有不同的特性，而人们正是根据物质的这些特性来区分、鉴别不同的物质。

教师展示酒精、煤油、清水、木块、铁块、铜块实物，分别让学生进行区分辨别。指出：特性指物质本身具有的，能进行相互区别、辨认的一种性质，例如颜色、气味、味道、硬度等都是物质的特性。

教师拿出体积相同的铁块和铝块，颜色都是白色，问学生：你们怎么能鉴别出哪种是铁块，哪种是铝块？引导：颜色、气味、味道、硬度等都不好区分，最简单的方法是用手感觉一下轻重。提示：拿出一个已调节好的托盘天平，分别把两金属块放在量盘中，让学生说出哪个是铁块，从而引入新课。

学生实验一：用天平测量具有相同体积的不同物质（铁块、铜块、铝块）的质量。

学生实验二：测量不同体积的相同物质（铁块）的质量。

教师用投影仪打出下面的表格，指导学生将实验数据填入表格中分析实验数据，概括结论。

表一

表二

实验一结论：相同体积的不同物质质量不同。

实验二结论：同种物质，不同体积质量不同。

即：不同的物质，单位体积的质量是不同的；相同物质，单位体积的质量是相同的。（投影显示）

设疑：以上两个实验，客观事物不同，有没有共性的东西？

很自然顺势提出为表述这样的客观现象有必要引入一个新的物理概念——密度。

2.新课教学

（1）密度概念的建立

学生实验三：测三个铝块的质量。最大的铝块体积是最小的铝块的三倍。较大的铝块的体积是小铝块的两倍。同样测出体积成倍数关系的三个铁块的质量。（也可以不是整数倍）

教师用投影仪打出下面的表格

表三

表四

实验三结论：铝块体积增大2倍，质量也增大2倍。铝块的质量和体积的比值是一定的。铁块体积增大2倍，铁块的质量也增大2倍，铁块的质量和体积的比值是一定的。

归纳推理：同种类的物质，它的体积增大几倍，它的质量也增大几倍；且质量跟体积的比值是个定值。

不同种类的物质，质量跟体积的比值是不同的。

明确：质量跟体积的比值就等于单位体积物质的质量。不同种类的物质，单位体积的质量不同。可见单位体积的质量反映了物质的一种特性。密度就是表示物质这种特性的物理量。

（2）密度的概念教学

密度的定义：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。表示符号：ρ

密度的公式：

密度是反映物质特性的物理量，物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质。各种物质都有一定的密度，不同物质的密度一般不同。物质的密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态无关。由于物体在温度发生变化时，体积会发生变化（即物体有热胀冷缩的性质），而质量不变，则物体的密度要随温度的改变而改变，在物质发生物态变化时（例如水结成冰）密度一般有变化。例如一块铁，它的温度升高了，体积会膨胀，但是质量没变，这样根据，公式中分子不变，分母变大，分数值应当变小，所以密度会变小。

我们说密度是物质的特性，并不是说物质的密度是永远不变的，它还是随外界条件的改变而要发生变化的。前两节我们讲的质量是物体的属性，属性是不随外界条件的改变而改变的，质量与形状、状态、位置无关。各种物质都有一定的密度，指的是在一定温度和状态下。今后我们讨论的问题，大多是温度变化不大的情况，可以把密度视为定值。

（3）密度的定义及公式教学说明

通过设计实验尽量使物理概念形象化，使学生顺利地从形象思维向抽象思维转化。

密度是用比值描述物性的概念，不能不管具体条件，单纯用数学公式讨论问题。

建立正确的物理模型，明确同种物质密度跟质量不成正比，跟体积不成反比的结论。

（4）用投影打出下面的例题

一块铝，它的质量是0.675t，体积是250dm³，求铝的密度。

请同学们完成这道计算题，解题也要按要求写出已知、求、解、答。单位一律采用国际单位。

学生练习，教师在学生中巡视，发现学生在解题过程中可能出现的问题，学生练习后用投影打出下面解题过程：

已知：m=0.675t=675kg　V=250dm³=0.25m³

求：铝的密度

解：=2.7×10³kg/m³

答：铝的密度是2.7×10³kg/m³

教师边讲解要求及过程，边分析巡视中发现的学生计算中的问题，提醒学生们今后注意。

由例题的讲解进入密度单位的介绍。

（5）密度的单位

通过计算我们可以看到密度的单位是由质量与体积单位复合而成，在国际单位制中质量单位是“kg”，体积单位是“m³”，则密度的单位是“kg/m³”，常用单位还有“g/cm³”。它们之间的换算关系是：

比如ρ_金=7.8×10³kg/m³=7.8g/cm³

3.总结、扩展

密度是物质的特性，对同一种物质来说，在一定条件下，密度是一个常数。密度表示的是单位体积的某种物质的质量，例如铝的密度是2.7×10³kg/m³，它的意义是1立方米的铝的质量是2.7×10³kg。可见物质的密度是用物质的质量和它的体积的比值求出的，而不是由它质量的多少或它体积的大小所决定的。因此不能说物质的密度跟它的质量成正比，跟它的体积成反比。例如一块铝切去一半，剩下一半的密度是否发生了变化呢？没有，因为当这块铝切去一半时，体积变为原来的二分之一，质量也变为原来的二分之一，但m/V的值即ρ并没有发生变化。

七、教学反思

生活离不开物理，物理离不开生活。物理知识来源于生活，最终又服务于生活。本课题我从生活实际中引出物理问题，又用物理知识来解决生活中的问题，让学生体会到物理就在身边，感受到物理的趣味和价值，体验到物理的魅力。在教学方式上也严格按照新课标的要求来操作。主要表现在以下两个方面：

1.注重启发式教学，发挥学生的主体性。通过情境创设导入新课学习，然后由学生分组进行科学探究活动，自主地进行实验研究，师生共同运用比较法分析实验数据，通过精心设计的启发性的问题，来从学生的已有的知识结构出发，启发学生的思维，通过探索，使学生熟悉到密度是物质的一种特性。密度定义、公式和单位的得出采用了充分调动学生思考的方法，使学生始终处于积极思考探索的学习活动中完成意义建构。

2.加强物理过程教学，渗透科学方法。在教学设计中，特殊突出了密度概念建立的过程，在分析表格中的实验数据时，不是直接计算出比值结果进行比较，而是通过一系列“同中求异”“异中求同”的比较，然后再通过计算机来处理数据（学生不在课堂上花时间用于计算），让学生逐步熟悉同一物质质量跟体积的比值是一定的，而不同的物质质量跟体积的比值一般是不同的，质量跟体积的比值就表示了这方面物质的特性，即密度。在建立密度概念的过程中还留意渗透了比较的方法、比值定义物理量的方法等物理学研究的方法。