基于大概念的初中物理单元整合研究

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  学科大概念,有利于知识结构化,系统化,以章节来设计课堂,有利于学生把控全局,站得更高,看得更远。从微观视角,剖析《物态变化》整个单元,教材上的主要板块分为:1、物态变化与温度;2、熔化和凝固;3、汽化和液化;4、地球上的水循环四大内容。先认识一个个物态变化,再全部深入分析。结合教材,从大概念的微观视角来设计,主要从以下四大步骤开始。
  一、预期学习成果
  希望学生通过学习,掌握以下技能:1、能区分不同的温度计,正确使用温度计测量温度;2、能学会冻肉快速解冻的方法;3、知道烧开水,煲汤时如何节约能源;4、能判断生活中不同的物态变化,且能区分不同的物态变化的特点;5、知道水的三种状态,以及三种状态之间如何转化,从而理解地球上的水循环。
  二、设计挑战性任务
  为了达到预期的学习成果,设计比较具有挑战性和开放性的任务,能激发学生的学习兴趣,提升学习思维。为了让学生真正感受到物理在身边,本章,我设计的任务有:
  1.学生在家里测自来水和盐水的凝固点,并观察比较熔化过程,记录冰块熔化过程的温度变化,绘制熔化图像。这样可以让学生真正体验熔化过程,也学会了使用温度计,还知道了水和盐水的凝固点不同,知道了为什么冬天要化雪可以撒盐,以及如何让冻肉快速解冻的方法,甚至可以迁移出其他方法。
  2.自制冻豆腐蔬菜。菜市上买一墩豆腐,观察外形特点,称质量,再密封好放入冰箱冷冻。待结冰以后取出,称质量,等待冻豆腐熔化,熔化后,再称质量,观察豆腐外观有什么变化,思考为什么,再将豆腐做成一道美味菜肴。这样,相当于提前感受到水凝固成冰和冰熔化成水质量不会改变,也让学生明白冻豆腐里的“网眼”是如何形成的,还让学生展示了厨艺,增加了家庭生活的参与感,让家庭生活更和睦。
  3.在家里煲汤,用温度计测量汤汁沸腾时的温度,观察温度是否改变,从而知道,水沸腾后温度不改变,煲汤时,可以调小火焰,节约能源。
  三、单元的结构和序列
  本单元教材总共四个内容,我不打算拆分重组,按教材的顺序,只在最后一节“水循环”统一回顾六大物态变化。
  四、设计教学活动
  我准备本单元分为四个板块,七节新课,结合“1+x”问题驱动,带动学生思考,推动课堂有序进行。
  第一节课,核心问题:如何正确使用不同的温度计?以水的三种状态为切入点,让学生对物态变化有初步的认识,再通过子问题1:你怎么判断三杯水中谁最热?让学生对物体的冷热程度有初步的感知,但要准确知道它们的差距,得借助测量温度的仪器:温度计。子问题2:温度计的工作原理是什么?看伽利略制作的温度计,领会热胀冷缩。子问题3:不同的温度计有什么不同?从而引出不同的温度计量程和分度值,以及使用方法的不同。子问题4:为什么温度计读数视线要与液面相平?强调温度计读数正确方法。
  第二节课,核心问题:物体熔化过程有什么特点?子问题1:物质可以从固态变成液态吗?学生举例,归纳得出熔化的定义:物质由固态变为液态。子问题2:以下物体在熔化过程中有什么共同特点?学生观看图片中的物体,发现这些物体要熔化,一定要吸热,从而确定熔化过程要吸热。子问题3:不同的固体在熔化吸热时,温度一定升高吗?以海波和石蜡为例,分别代表晶体和非晶体,采用水浴法加热,因课堂时间有限,采取学生看视频的方式,记录下两个物体在熔化过程中的温度,描绘出温度时间图像,找到熔化规律。问题3:实验中若发现时间过长,你有哪些改进措施?学生回顾实验交流、讨论。
  第三节,汽化和液化需三节课时,第一课时,蒸发,核心问题:液体蒸发有什么特点?子问题1:浮着一层油膜的鸡汤为什么不容易变冷?结合生活常识,让学生思考,也是在提醒学生,多关注生活中遇到的现象。子问题2:你有哪些方法可以使濕衣服尽快变干?引发学生回顾生活中的现象,提炼经验,提出蒸发快慢可能与哪些因素有关的猜想。再设计实验,分组完成实验探究,总结出影响蒸发快慢的因素。子问题3:蒸发的液体是吸收热量,还是放出热量呢?学生取一实验室温度计,将浸有酒精的棉球包裹在温度计的感温泡上,观察温度计的示数如何变化,观察温度计示数变化趋势,从而得出蒸发吸收热量的结论。子问题4:影响液体蒸发快慢因素在生活中有哪些应用?激发学生思维,联系生活实际。
  第二课时,沸腾。核心问题:液体沸腾时有什么特点?结合水沸腾的视频,学生归纳得出沸腾特点:持续吸热,温度保持不变。子问题1:沸腾前、沸腾时气泡上升时的变化?学生观察图片,看出沸腾前气泡由大变小,沸腾时由小变大。子问题2:怎样从酒精和水的混合物中分离出酒精?利用沸点不同,分离液体。子问题3:水的沸点只能是100℃吗,有什么条件?通过两个视频,得到沸点与液体表面的气压有关,气压越低,沸点越低的结论。从而解释,为什么高原上要用高压锅。
  第三课时,液化。核心问题:液化的特点是什么?子问题1:气体打火机内的液体是怎样装入的呢?从生活实际入手,结合视频,让学生知道气体液化的方法之一:压缩体积。还有降低温度。子问题2:烧杯内温度计读数变大说明了什么?结合液化实验,水蒸气液化后,使温度升高,说明液化要放出热量。子问题3:电冰箱工作久了,为什么背后是热的?学生思考,冰箱制冷的原理。
  第四节,地球上的水循环,本节将前面所学内容结合起来,让学生从整体上去把握物质三种状态的变化。由此冰、水、水蒸气之间的物态变化全部理清楚了,学生内心也有了一颗树,将各个点串接起来。再发散开去。
  大概念与“1+x”问题驱动结合,帮助学生真正的学以致用,将物理的控制变量方法,能量转化思想应用在生活中,解决生活中遇到的问题。
  成都市七中育才学校汇源校区 吴杨珍珠
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