设计驱动性任务 激发中考复习活力——以“压强和浮力”为例

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中考速递
教学参考
第50卷第3期2021年3月
设计驱动性任务激发中考复习活力
4 “及猄和浮力’’爸例
田成良
(北京市海淀区教师进修学校北京100080)
文章编号:1002-218X (2021)03-0056-04
中图分类号:G 632.4
文献标识码:B
摘要:基于真实情境,设计驱动性任务,让学生利用核心知识解决真实问题,是中考复习模式的 创新,能有效提高学生的积极性,激发并维持学习的兴趣,还有利于发展学生的科学思维和创新能力。
关键词:驱动性任务;中考复习;思维能力当前中考复习的普遍问题是知识的机械重复, 课堂以习题代替问题和任务,学生思维发展严重不 足,积极性不高。探索复习模式创新,提高实效性 是当前中考复习绕不开的话题。基于真实情境,设 计驱动性问题和任务是--种有效的复习方式,能凸 显学生的主体地位,让学生利用结构化的知识解决 真实的问题,不仅仅是复习方式的创新,更是一种 育人理念的变革。
一、单元分析1. 内容分析
压强与浮力是力和运动知识的延伸,是机械与 功等知识的基础,在力学中占有重要地位,是整个 初中物理的核心知识。本章涉及知识多,综合性 强.内容相对抽象,思维含量较高;并且往往会与重 力、压力、二力平衡等知识相结合,是学生掌握相对 薄弱的环节。压强与浮力一直都是中考的必考内 容,是考试的重点和难点,特别是压强与浮力的综 合知识,更是重中之重.学生在考试中失分较多,在 复习过程中容易产生畏惧心理。
2. 复习目标(1) 通过选择破窗工具,理解压强的物理含义,
懂得生活中改变压强的方法。
(2) 通过探究打开水中的车门,巩固液体压强 的特点,提升解决问题的能力。(3)
通过分析汽车落水后的浮力变化,分析浮 力大小的影响因素及产生原因。
(4) 通过分析汽车落水后的浮沉状态,能根据
二力平衡判断物体的浮沉状态。(5) 通过绘制受力变化图像,能综合运用阿基
米德原理知识解决实际问题。(6)
通过撰写汽车落水逃生攻略,树立安全意
识,渗透安全教育。
3. 教学重难点分析
(1) 重点:压强与浮力综合知识的应用。(2) 难点:利用阿基米德原理解决真实问题。4. 知识结构图
根据课标要求和教材分析,梳理本章知识内 容,并按知识内在的关系,形成结构化知识,如图1 所示,让学生把零散的知识结构化,静态知识动 态化。
图1
5.情境任务图
在知识结构化的基础上,确定本章的重点知
识、难点知识和疑点知识,选择合适的生活情境,
对上述重点知识进行设问,形成基于核心知识的 任
务或问题链。本章复习任务规划如表1所示。
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V〇1.50 No.3
Mar.2021教学参考
中考速递表1 “浮力压强”情境任务规划表
学习任务设计意图
大任探究汽车落水后的逃生方案子任务一:如何快速破
窗逃生
复习压力及压力的作用效
果,用压强公式进行计算
子任务二:汽车落水后,
车门为什么打不开
了解液体压强的特点,利用
公式计算压强大小
子任务三:汽车从刚落
水到被水灌满的过程
中,它的运动状态如何
改变
理解浮力产生原因及影响
因素,用阿基米德原理进行
计算,建立浮力与压强的
关系
工作台面子任务四:撰写一份关
于汽车落水的逃生攻略
综合利用压强、浮力和二力
平衡等知识,解决实际问题
总结、交流
二、复习过程
1.基于真实情境设计挑战性任务
(1)基于单元主题,设置驱动任务
情境描述汽车落水后,1〜2 m in汽车将完全沉
没,如图2所示,要逃离险境就必须把握这宝贵的求生时间,迅速根据实际情况做出正确的逃生决策。让学生经历一系列真实问题的解决过程,将完 成压强与浮力内容的复习,并综合应用压强浮力知识,完成知识体系的结构化。
图2
任务1如何快速破窗逃生?
播放视频,汽车落水后,车窗由于电路短路无法降下,车门无法打开,同时水迅速地从缝隙处流人车内,如何迅速地破窗?
问题1在车内寻破窗的工具—请在图3 物品中进行选择,并说明理由。
A.头枕下方的
B.车钥匙
C.手机支架
D.饮水杯
金属插头
图3
问题2用手肘撞击、脚踹的方式击打车窗,可以逃生吗?
已知车窗钢化玻璃所能承受的最大压强为1.2X108P a,手肘与车窗的接触面积约为5 X 5 cm2,请计算要打破车窗,手肘至少需要施加多大的力?
解答通过计算发现,至少需要3X105N的 力,相当于托起500个成年人所用的力,说明用肘击或脚踹的方式是不可能破窗的。
设计意图通过选择破窗工具的活动,让学生在真实情境下回顾压力作用效果的影响因素,以及 压强的物理含义,并说出增大压强、减小压强的方法。培养学生的批判性思维和辩证思维,深入理解压力作用效果是由压力大小、受力面积两个因素共同决定的,培养学生严谨的科学态度及安全意识。
问题3袖珍式安全锤真的一秒就能破窗吗?
播放视频,演示分别用图4中两种方式破窗,便携式安全锤破窗更快。通过观看破窗锤的神奇效果,感悟汽车内配备破窗锤的重要性。
图4
任务2汽车落水后,车门为什么打不开?
视频中我们发现司机在尝试开车门的时候遇到了很大的阻力,到底是什么力量让司机无法打开车门?在无法打破车窗的情况下,怎样做才能打开车门逃离险境?
问题1着水位逐渐升高,车门同一位置处所受压强如何变化?请结合图5实验装置说明液体压强的内部特点与影响因素。
问题2车门浸入水中的面积约为0. 6 m2,车 门浸人部分的平均深度近似为〇. 5 m,计算此时车门所受水的压力。
解答计算可得车门所受压力为3 000 N,此 时不可能推开车门。
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中考速递h糾?教■学参考第50卷第3期
2021年3月
问题3如图6所示,车已灌满水时,车外的水 对A点压强为多少?车内的
水对A点压强又是多少?
问题4 结合液体压强
知识,针对无法破窗的情况,
给出逃生建议。
解答如果无法破窗,
应保持冷静,等待车内被水完全灌满,达到内外水压平衡后,再打开车门。
设计意图通过多种方案设计,让学生回顾液体压强的特点、产生的原因、影响因素,培养学生实验设计能力,体会液体压强实验中的转换法及控制变量法。利用液体压强公式进行计算,并明确液体深度的含义;通过计算,理论结合实际,引导学生设计逃生方案,回归真实情境。
任务3分析汽车从刚落水到完全被水灌满的过程中,汽车的运动状态。如果要等汽车灌满水后再开启车门逃生,人随着汽车将经历怎样的运动过程?
问题1汽车落水后,所受浮力是如何变化的?请用钩码模拟汽车下沉过程,如图7所示,利 用弹簧测力计测量其所受浮力随深度的变化。
问题2已知车重为1.5 t,汽车体积为10 m3,且车内体积与车身体积近似相等,水的密度为I X 103kg/m3,当汽车刚落人水中时(水还未流人车中),汽车所受浮力为多少?此时汽车浸没体积为多少?
问题3当汽车被灌入多少水时,汽车将开始下沉?
经过计算可得出,至少要灌人8. 5 m3以上的 水,汽车才开始下沉。
问题4汽车从落水到被灌满水的过程中,请 分析图8汽车的受力变化及浮沉状态,并选出重力、浮力及合力的变化曲线。
图8
设计意图回顾浮力的基本特点、测量方法和影响因素,引发认知冲突,让学生经历汽车完全浸没后压强继续增大,但浮力不再变化的过程,驱动学生 回顾浮力与深度无关,与排水体积有关,建立压强与 浮力的关联。利用阿基米德原理进行简单计算,通 过判断汽车的浮沉状态,回顾物体浮沉条件。
任务4撰写一份有关汽车落水的逃生攻略。
经历上述的探究过程后,让学生梳理自己的感悟.进行有效反思,撰写汽车落水逃生攻略,为启示 和营救他人贡献自己的力量。以小组为单位,结合 任务评价表,进行合作学习,设计并展示汽车落水逃生攻略,如表2所示。
表2汽车落水自救攻略方案评价表
等级
水平
绩效评估系统A B C
科学
知识
对压强、浮力等知
识比较娴熟,能系
加香>镁钙砖统应用其解决问题
熟悉浮力、压强
的相关知识,有
抗生素制作方法
关联真实生活
问题的意识
初步了解浮
力、压强的知
识,不能把知
识与生活相
互联系
安全
意识
bipic能从锤击破窗自
救、安全驾驶等角
度考虑,提出合理、
全面的建议
有锤击破窗自
救等安全因素
的考虑,能提出
合理的建议
安全意识淡
薄,提出的建
议单一,考虑
不够全面
时机
把握
强调从破窗、车内外
压强平衡等逃离时
机把握意识,进行合
理的描述,清晰具
体,可操作性强
突出破窗,车内
外压强平衡的
时机把握要求,
描述具体、可行
懂得破窗逃
生知识,但没
有车内外压
强平衡的时
机把握意识
心理
素质
强调心理减压,积
极寻逃生机会和
时机,留意逃生路
线等。心理疏导描
述具体,重点突出
有心理减压要
求,积极寻逃
生机会和时机。
心理疏导使用,
通俗易懂
有心理减压
意识,有寻
逃生机会的
说明,但心理
疏导说明较
简单
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V〇1.50 No.3
Mar.2021教学参考
中考速递设计意图学生综合压强、浮力和二力平衡知
识,给出汽车落水后不同时刻、不同情况下的逃生
方案及建议,通过撰写逃生攻略,促进知识的理解
和应用,通过问题解决,渗透安全教育。
2.开发评价工具,促进学生自主建构
(1)自我评价
不论何种形式的复习方式,都应以学生为中
心,最终要落实在学生的学习上,才能达成复习目
标。为更好地促进学生自主复习,采用评价单促进
学生开展自评和互评,最终提炼出解决问题的策
略,从而达到知识内化和思维发展的双重目的,如
表3所亦。
表3课内自我发展评价表
评价主体知识知识点
分析
评价(V)
主要考
查形式
你解答
的策略
压强与浮力
较容易难度适中比较难
(2)梳理提升(如表4)
表4课内小组讨论评价表
评价主体知识存在的困惑需要强化的内容
压强和浮力
设计意图通过学习核查单,促进学生开展个人与小组内自评,自我核查复习的效果,梳理总结解决问题的策略、技巧,以及仍未解决的问题和疑惑。
三、备考练习
1.如图9所示,小研同学用压
强计研究“液体内部压强与深度的
关系”。
(1)在实验中,小研把探头放
到水杯的水中,她通过观察玻璃管
中液体液面的______,来比较压强图9
的大小;
(2)保持探头在水中某一深度,再改变探头在水中的方向,观察到玻璃管中的液体液面差_____;(填“变大”“不变”“变小”)。
2.为了探究“浸在水中的物体所受浮力的大小跟物体排开水所受重力的大小是否有关”,小明利用图10所示的金属圆柱体々(&>;〇水)、
弹簧测力计、溢水杯、小桶、铁架台、细
线和适量的水进行实验。
(1) 以下是他的部分实验步骤,请
你帮他补充完整:
①将空小桶悬挂在弹簧测力计下,®1Q
静止时记录弹簧测力计的示数为F,。
②将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为巧。
③把圆柱体A下部的一格浸人盛满水的溢水杯中,圆柱体A不接触容器,静止时记录弹簧测力
计的示数巧。同时,用小桶收集圆柱体A排开
的水。
④将盛有水的小桶悬挂在弹簧测力计下,静止 时记录弹簧测力计的示数为F4。
⑤____________,仿照步骤③④再做一次,记
录相应的数据。
⑥利用公式=______和=_______计算
出物体排开水所受重力的大小和物体受到浮力的
大小并记录。
(2) 画出本次实验数据的记录表格。
3.盛有盐水的杯子静止在水平桌面上,杯子的
底面积为40 cm2,盐水深20 cm。质量为55 g的鸡
蛋悬浮在杯中。(g取1〇 N/k g,p盐水=1.1X
103kg/m3)
(1) 计算鸡蛋所受的浮力
(2) 计算盐水对杯底的压强
(3) 计算盐水对杯底的压力F压。
参考答案
1.高度差不变
2.改变圆柱体A浸入水中
的体积^一巧F2-F3
f4/n F,/N G棑/N f2/n f3/n F浮/N
3. (1)因为漂浮,则F浮=G=wg■,因此
F浮=0• 055 kgX10 N/kg=0. 55 N
(2) p=p&^gh=l. 1X103kg/m3X10 N/k g X
0. 2 m=2. 2X103Pa
(3) F=/> •S=2. 2X103PaX4X10^3m2=8. 8 N
(本文编辑:王萍)
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