教科版八年级物理上册第一单元《走进实验室》教案

第一章走进实验室本章通过对一些奇妙物理现象的观察以及众多测量工具的认识，会使你发现物理不仅是十分有趣的，而且是十分有用的.通过学习，你还会了解到学好物理的基本方法，以及进行科学探究的基本步骤.长度的测量和时间的测量是我们日常生活中的常用知识，因此本章是学习物理学科的重要基础.本章共分3节：1.第一节为“走进实验室：学习科学探究”，讲述了科学探究的意义、科学探究的工具和科学探究的方法.通过本节学习，认识生活中存在的各种奇妙的物理现象、了解物理学的研究内容、认识科学探究的工具、学习科学探究的方法，为以后的学习打下基础.2.第二节为“测量：实验探究的重要环节”，讲述了长度的测量、长度的单位、刻度尺的正确使用、时间的测量、误差.通过本节内容的学习，让学生知道物理学中要对有关现象做定量研究就需要进行测量.所以，让学生了解一些测量的初步知识，掌握一些测量的基本方法，是学生学习物理所必备的.3.第三节为“活动：降落伞比赛”，通过实践活动，学习如何正确选用仪器，掌握控制变量的研究方法.本章教材的设计体现了“从生活走向物理”循序渐进的理念，从各种物理现象到用科学探究法去找其中规律，介绍各类测量工具，讲述测量的方法和科学探究的一般步骤，引导学生逐步走进物理学的研究中去.【教学目标】1.在知识目标方面：知道各类测量工具的作用，会使用适当的工具测量长度、时间；掌握科学研究的几个环节；知道测量存在误差；掌握减小误差的方法，掌握控制变量的研究方法.2.在能力目标方面：通过长度、时间、面积等的测量，体验测量的必要性和严谨性；在“降落伞比赛”活动中，领悟选择合适测量工具的必要性和“控制变量”的科学研究方法.3.在素养目标方面：认识测量长度、时间的工具及其发展变化的过程，培养学生对科学技术的热爱；通过降落伞比赛的活动感受科学就在身边，培养学生学习物理的深厚兴趣.【教学重点】长度、时间的测量，科学探究的方法.【教学难点】误差产生的原因及减小的方法；控制变量法.【课时建议】本章共有3节，建议4课时.第1节走进实验室：学习科学探究……………………………………1课时第2节测量：实验探究的重要环节……………………………………1课时第3节活动：降落伞比赛……………………...……………………1课时本章复习和总结………………………………………………………………….1课时1.走进实验室：学习科学探究【教学目标】一、知识与技能1.观察物理现象，初步了解、掌握观察的科学方法；2.观察常用实验仪器，认识测量工具对科学探究的重要性.二、过程与方法通过观察与操作，让学生了解各类测量工具的用途及掌握科学探究的主要环节.三、情感态度与价值观1.培养学生学习物理的兴趣，培养学生对物理科学的求知欲望；2.让学生认识到物理与生活的密切联系，乐于探索自然现象和规律.【教学重点】让学生对科学探究活动形成一个概貌性的认识，激发学生的学习兴趣.【教学难点】物理源于生活，服务于社会.【教具准备】铅笔、直尺、放大镜、量筒、温度计、气球、秒表、课件等.【教学课时】1课时【新课引入】某个星期天，伽利略在比萨大教堂惊奇地发现，房顶上挂着的吊灯因为风吹而不停地有节奏的摆动.他想到脉搏的跳动是有规律的，可用来计时，于是他一面按着脉搏，一面注视着灯的摆动.不错，灯每往返摆动一次的时间基本相同.这使他又产生了一个疑问：假设吊灯受到强风吹动，摆得高了一些，它每次摆动的时间还是一样吗？怀着这样的疑问，他做了历史上著名的单摆实验，证明了他的猜测是正确的，这便是物理学中摆的等时性原理的发现过程.后来人们根据这个原理发明了新的计时工具——钟表.生活中这样的现象和情况经常出现，需要的是我们去细心观察、认真思考和耐心科学地去研究，做到这些我们也会取得更多的成功.【进行新课】一、科学探究的目的.1.太阳光经过三棱镜后为什么会变成彩色光带？2.我们听到的说话声经历了哪几个环节？3.如何知道电网中是否停电了呢？4.课本图1-1-2中奇妙的物理现象产生的原因是什么？让学生从生活中找出物理现象，从自然中找出物理现象.师生归纳:一切奇妙的现象都有原因，我们进行科学探究就是为了寻找其中的原因及规律，而观察是科学发现的重要环节.演示实验：利用磁感线演示器展示在磁体放入其中前后小磁针排列情况.二、认识科学探究的工具为了更好的实验探究，我们必须首先对实验室的一些仪器和设施有一定的了解，以便能合理的选择仪器.下面请同学们观看几组测量工具.（准备：长度、质量、时间、温度、力、体积、电等不同规格的测量工具）1.你能给它们按用途分类吗?2.你能说出这些仪器的名称吗？3.为什么同样测量长度（或其他量）却有不同规格的测量工具呢？教师对学生的回答加以鼓励和肯定并对回答不尽完善的地方进行适当的补充.三、认识科学探究的基本要素实验室的许多仪器都是当年科学家设计、使用过的仪器的复制品.通过实验我们不仅能学到许多物理知识，还能学习科学家们科学研究问题的方法.其实，历史上许多科学发现都起源于对某些现象的深入观察、思考和不懈的探索.下面请同学们阅读一段材料：屏幕显示：伽利略探究摆的等时性原理过程与方法.请同学们一起讨论、回答下面的问题：1.伽利略通过观察，发现了什么值得注意的现象？2.伽利略怎样提出的问题？并做出什么样的猜想？3.伽利略怎样证实了自己的猜想？4.科学家对摆动规律的探究经历了怎样的过程？学生阅读后分小组讨论分析教师提出的问题.并回答：1.发现吊灯因为风吹而不停的摆动，为什么？2.每往返摆动一次需要的时间是否相等？受强风吹摆的高一些，每次时间还一样吗？3.用脉搏跳动来计时，并用实验证实了猜想.4.经历了提出问题、猜想与假设、设计实验和制订计划、进行实验和收集证据、分析论证、评估等过程.教师对于学生答案进行补充.更加明确科学探究的基本要素.屏幕显示：《实验室守则》并要求学生严格遵守，注意安全、爱护仪器、设施，做实验室的主人.学生阅读，了解实验室注意事项.四、学习建立家庭实验室要学好物理，我们不仅要在学校里研究，更要在家中养成动手动脑的习惯，这就需要建立家庭实验室.生活中的许多废旧物品就是很好的实验材料.演示实验：气球系列实验讨论：你家有哪些废旧物品可收集起来以备你实验用？同学们观察，并参与到气球实验中，体会用身边物品做实验的乐趣.讨论回答：（集中全体学生智慧）易拉罐、玩具车轮、小电动机、绳子、木板、金属片、饮料瓶、泡沫海绵、吸管、皮筋等和各种必备工具.五、参观小制作、小发明组织学生参观往届学生的小制作、小发明.播放视频：全国获奖作品.课堂演练完成练习册中本课时对应课堂作业部分.【教师结束语】同学们，物理就在你身边，只要你有一双善于发现的眼睛、有一个善于思考的头脑、有一双勤于探索的双手，你一定能学好物理的！在你们中间，也会出现像牛顿、爱迪生、伽利略那样的科学巨将的！课后作业完成练习册中课后习题，并预习下一节完成练习册中课前预习部分.一、奇妙的物理现象.二、认识科学探究的工具.三、科学探究的七个要素.四、基本概念.让学生认识到包含着重要的物理知识的有趣现象，学习物理就是要探索其中的道理，通过课本中提供的大量的资料和我们从多方面去搜集的资料，为学生提供所需的知识.2.测量：实验探究的重要环节【教学目标】一、知识目标1.使学生了解到统一计量标准的意义.熟悉长度的国际单位制单位，以及与其它单位的换算.2.学习使用刻度尺，了解零点（零刻度线）、分度值、量程等概念.3.了解误差，练习多次测量求平均值减小误差的方法.学习记录、分析、表达数据和结果.二、能力目标1.通过一些实例练习测量长度的方法.训练使用测量工具的规范操作.2.通过测量活动，从中体会、练习灵活运用知识的方法和技巧，培养学生灵活运用知识的能力和创造性思维.三、素养目标1.通过规范学生的操作行为，培养学生严肃认真、实事求是的科学态度.2.训练实验技能的同时注意培养良好的动手习惯.【教学重点】长度的测量方法.【教学难点】理解长度测量的基础性.【教具准备】刻度尺、游标卡尺、千分尺.【教学课时】1课时【新课引入】采用一个小故事引入：在美国的历史上曾有过这样一个小故事，美国的一个小城市发生了一场大火，相邻的另一个城市的消防车在39分钟内就赶到了距离60公里的着火点，速度非常快，但他们很快发现他们并不能投入战斗，因为他们消防车上的水管口径和当地的消防栓的口径不一样，他们只能看着大火燃烧，最后无功而返.如果你是美国总统，你最想做的是什么？【进行新课】一、计量的重要性同学们，通过上节课的学习和你所有的生活经验，你都知道哪些量需要测量？需要什么测量工具？测量是科学实验的重要环节.通过测量我们不仅可以学习物理知识、实验技能和方法，同时也能培养我们实事求是的科学态度和良好的动手习惯.二、木工尺到米原器提问：如果不用尺子你怎样测量教室的长和宽？请一高一矮两名同学用脚步实际测量教室的宽.为什么结果不同呢？教师指出：同一长度的测量结果不同是没有实际意义的，怎样得出同样的结果呢？阅读：课本第11页鲁班统一中国木工尺的故事.像鲁班那样，为了更好的进行科学、技术、贸易的交流，1888年，国际上制作了“米原器”作为一米的标准，世界各国都有米原器的自制品.1960年，规定米作为国际单位制（SI）中长度的基本单位.常用的长度单位还有哪些呢？教师补充完善：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（um）、纳米（nm）.并介绍它们的换算关系.除了长度测量需要统一单位外，其它测量也需要统一单位，例如：我们熟知的：长度、质量（如：体重、一袋大米重等）、时间、速度、体积、温度、力等.物理量的测量首先要统一标准量，这一点中国古代在计量方面有许多举世瞩目的成就特别是秦始皇统一度量衡.三、测量长度的要点刻度尺是常用的长度测量工具.请同学观察桌子上已摆好的几种不同规格的刻度尺并说出它们有什么不同？教师给以肯定后讲解：1.测量工具的最小刻度值叫分度值.2.测量工具所能测量的范围叫量程.分度值和量程是测量工具的主要规格.请同学们拿出你的刻度尺仔细观察，回答下列问题：（1）它的零刻度线在哪里？（2）它的量程是多少？（3）它的分度值是多少?以上三项观察是使用所有有刻度的测量工具前必须认真观察的，是必备的实验素养.希望大家养成认真观察的习惯.注意：（1）使用刻度尺时要根据需要合理选择测量工具.（2）正确操作（例如：位置端正，刻度贴近被测物体）.（3）读数时，一般要估读到最小刻度的下一位.（4）测量结果要包括数值和单位.请同学用你手中的刻度尺测量物理课本的长度.测量时要注意正确操作与读数.四、长度测量与误差学习长度测量具有非常重要的意义.物理是一门实验科学，而测量是实验的基础.物理实验的许多测量仪器的读数是以长度的读数为基础的.因此长度的测量是最基本的测量.学会刻度尺的读数方法，对所有测量仪器的读数具有普遍意义.结合课本介绍非长度测量转化为长度测量的事例.例如：量筒、手表、温度计、汽车速度计、弹簧测力计等.请同学正确读数.它们用长度来反映某量测量值，你能说出其中的道理吗？建立误差的概念：不同的人如用一把刻度尺测量结果会一样吗？组织小组每个人用一把刻度尺测量同一被测物一次，各自正确记录下测量数据.由于眼睛观察的不可能很准确，而使估计值可能偏大也可能偏小，从而引起测量值和真实值之间存在着差异，这个差异叫误差.而且误差是不可能避免的，只能尽量减小.说明：为了减小误差，一般采用多次测量取平均值的办法.也有的采用累计测量的办法.如果可能，则选择更精密的测量工具.活动：热爱生命，关注自身健康成长——为了更好的了解你自己，请建立你的信息档案，并把测量结果填到书上的信息卡上.测量内容：身高、腰围、体重、体温、心率.请同学讨论：以上各量都需要哪些器材？使用时应注意什么事项？怎样减小误差？五、时间的测量生：时间的单位有小时、分和秒；测量时间的工具有手表、钟、秒表等..那谁能说出时间的国际单位是什么呢？学生说法不一，有的说是小时，有的说是秒，还有的说是分.教师引导，最后指出，国际计量组织规定，时间的基本单位是秒，用符号s表示..那小时、分与秒之间的换算关系如何？（至于小时、分、秒的符号，教师可以提醒学生，分别取它们这些英语单词的头一个字母或前三个字母，便于记忆.）生：1h=60min,1min=60s.师测量时间的常见工具有钟表，在体育比赛过程中看到裁判员使用高级计时器：停表、多功能电子表等，它们的计量结果更精确.教师用多媒体播放课件“停表的使用”，并讲解.停表的使用（多媒体课件）(1)停表：实验室测量时间的常用工具是停表，如图所示机械表表盘上有长的秒针和短的分针，秒针转一圈的时间通常有30秒和60秒两种.常用的停表分度值也有两种：一种是0.2秒，另一种是0.1秒，停表上端的按钮是用来旋紧发条和控制表针转动的.（2）停表使用时的注意事项：①使用前先上紧发条，但不宜过紧，以免损坏发条.②按表不要用力过猛，以免损坏器件.③回表后，如秒针不指零，应记下其数值，实验后从测量值中将其减去.④不用时应及时将其放回盒内，并让其继续走动，以放松发条.（3）使用方法：用手紧握停表，大拇指按在按钮上，按停表分三步：①第一次按下时，表针开始走动；②第二次按下时，表针停止走动；③第三次按下时，表针回零.教师演示停表的操作（如启动和停止），介绍如何读数.教师分发停表、多功能电子表，让学生分组操作练习（可以选取教师连续击掌10次的时间，让学生同时测量等方案），要求学生用停表和多功能电子表同时计时测量，便于比较.教师就学生操作、读数进行指导.师我们现在测量时间的工具相当先进，你们知道古代人如何测量时间的吗？请大家阅读课本第15页《从沙漏到原子钟》，并结合平时的了解进行思考，看谁知道的多.教师播放视频（如日出日落、季节更替、日晷、沙漏、单摆等），并向学生讲解.课堂演练完成练习册中本课时对应课堂作业部分.【教师结束语】大家这节课的收获确实不少，我们共同熟悉了长度和时间测量的初步知识，知道长度和时间的单位、测量工具、熟悉了刻度尺、停表的正确使用方法，我们还知道了误差产生的原因及减小误差的方法，还进一步明确了误差与错误的区别，这对我们解决日常生活、生产中遇到的问题有很好的帮助.课后作业完成练习册中课后习题，并预习下一节完成练习册中课前预习部分.测量：实验探究的重要环节一、长度的基本单位及换算长度基本单位：米（m）单位换算关系：1km=103m1dm=10-1m1cm=10-2m1mm=10-3m1um=10-6m1nm=10-9m二、刻度尺的正确使用：使用前要注意观察：零刻度线、量程、分度值使用时：1.刻度尺要放正，要紧靠被测物体；2.读数时视线要与尺面垂直；3.要估读到分度值的下一位；4.多次测量取平均值.三、误差：测量值和真实值之间的差异.（多测几次求平均值可减小误差，但不能消灭误差）四、时间的测量单位：秒（s）常用单位：小时（h）分钟（min）1h=60min=3600s测量工具：钟表、停表停表的使用方法.1.本节课的主要教学内容是长度及其测量，学生对刻度尺并不陌生，但是对于准确、科学地运用刻度尺测量物体长度的方法不是很清楚，因此，正确使用刻度尺测量物体的长度是本节课的重点.在学生动手操作的过程中教师也参与到学生中一起实验，让学生展开交流、讨论，感受科学地使用刻度尺的方法.最后，教师归纳要点，便于学生注意和记忆.2.为了充分调动学生学习的主动性和积极性，本节采用了多从身边的事例着手的方法，让学生展开思考、讨论，并进行比赛.如根据自己的身高估测1m的长度，估测教室的空间高度，估测课桌的高度，估测一个指头的宽度和手指甲白色部分的长度等，然后用刻度尺或钢卷尺测量进行比较，看谁估测得更准确.这样不仅让学生熟悉了刻度尺的使用方法，而且感受到1m、1cm、1mm的长度，活跃了课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，做到了关注每位学生，让他们在学习中体会互相分享探究成果的快乐，体会物理是有用的.3.活动：降落伞比赛【教学目标】一、知识目标1.了解科学探究的基本要素.2.知道长度、时间与面积测量的基本原理.二、能力目标1.学生体验自主探究活动过程，领悟“控制变量”等科学研究方法.2.经历长度、时间与面积测量过程，体会物理测量的基本方法，会根据测量对象选择适当的仪器.三、素养目标1.通过经历探究过程，树立善于参与讨论与交流，勇于发表自己的观点与成果的意识.通过参与探究活动，培养尊重事实的科学态度，以及善于与他人合作的精神.2.激发学生对科学探究活动的热情，以及通过科学探究培养解决实际生活中的物理问题的兴趣.【教学重点】让学生对科学探究活动形成一个概貌性的认识，提高学生对物理的兴趣.【教学难点】培养学生从生活中寻找物理现象，探索物理规律的意识，认识“家庭实验室”的重要性.【教具准备】多媒体播放设备、刻度尺、游标卡尺、千分尺、天平、秒表、温度计、电流表、电压表、弹簧测力计、圆盘测力计、量筒、几个学生制作的小制作小发明、气球以及一些辅助材料.【教学课时】1课时【新课引入】展示“通知”，学生阅读过后，教师：同学们，高不高兴？生：高兴.师：想不想在比赛中获胜？生：想.师：为了在明天的比赛中获胜，现在我们一起来准备好不好？生：好！【进行新课】一、引导研究1.材料的准备：不论做什么事，我们都要先写好计划，为了明天的比赛，我们先应干什么？（制降落伞），想一想你打算用什么做材料？（让学生举手回答，如纸、布、塑料等，然后综合得出最好的），还要什么？绳子.2.仪器的选择：①对降落伞还有什么要求？教师用手在黑板上指出“20g”.20克究竟是多少？我们用什么来称？磅秤？杆秤？案秤？（让学生回答），为什么？（因为它们的分度值不同，应该选择分度值较小的天平秤），你们会使用天平吗?过一会儿大家一起研究研究.②我们再看一看，还有什么要求？（指出3米）.怎样测出高度是3米的物体？需要什么仪器？（刻度尺）③比赛是比什么？（时间长为胜），那么这又要什么仪器？（秒表）3.天平的使用我们准备了所需的器材，下面一步就是要会使用这些仪器了，上节课就布置了，要求同学们在图书室或上届初二学生的物理书上找一找有关天平使用的方法，你们找了吗？有谁会使用天平，请给同学们说一说.学生说后，教师再边演示边讲解.4.秒表的使用我们一开课就讲了怎样学好物理，请同学说一说？教师再复述一次，秒表如何使用，现在就要用上这一方法.我们先要猜一猜：上面一些按钮是干什么的，然后试一试.证明自己的所想是否正确.（让学生，讨论、试一试），然后让学生演示，教师综合.5.我们已经准备了所需的仪器，又会使用.现在我们应该考虑什么？（怎样让“降落伞”在空中停留时间最长，哪些因素影响下降的速度？），这一问题、也需要自己猜想、实验，我想：由于时间和环境有限，现在大家自己想一想，课后再试一试，剩下的时间我们就一起来熟练一下天平、秒表的使用.二、比赛活动探究问题：降落伞在空中滞留时间与什么因素有关?进行猜想：1.可能与降落伞的伞绳长有关2.可能与降落伞的形状有关3.可能与降落伞的面积有关4.可能与降落伞开始下落高度有关5.可能与降落伞的总重量有关制定方案：1.选择器材、仪器：①不同伞绳长、不同面积、不同形状、不同总重量的降落伞；②米尺；③秒表；④天平2.操作步骤：根据控制变量的方法，多次实验，每次只改变一个影响降落伞在空中滞留时间的因素，保持其它的因素不变3.设计记录数据的表格：4.实验数据记录：5.实验数据分析及结论：比较1、2两组数据，可知在其它条件一定的情况下，降落伞在空中滞留的时间与伞的面积有关，伞的面积越大，伞在空中滞留的时间越长.比较2和3两组数据可知：在其它条件一定的情况下，降落伞在空中滞留的时间与伞的总重量有关，伞的总重量越大，伞在空中滞留的时间越短.比较2和4两组数据可知：在其它条件一定的情况下，降落伞在空中滞留的时间与伞的形状无关.比较5和6两组数据可知：在其它条件一定的情况下，降落伞在空中滞留的时间与伞高度有关，伞的高度越高，伞在空中滞留的时间越长.比较4和5两组数据可知：在其它条件一定的情况下，降落伞在空中滞留的时间与伞的伞绳长无关.每一个影响探究结果的因素，都可以叫做一个变量.在有多个变量影响探究结果的情况下，进行实验时，每次只让某一个变量改变数值，保持其它的变量值不变，以便确定这个变量对探究结果的影响，这种方法叫控制变量法.课堂演练完成练习册中本课时对应课堂作业部分.【教师结束语】通过这节课的学习，我们通过自己动手做实验，来验证了我们的猜想.在这个过程里，我们熟悉了长度和时间的测量.采用控制变量的研究方法，也深刻明白了科学实验的七要素.课后作业完成练习册中课后习题，并预习下一节完成练习册中课前预习部分.学好本节的关键是要动手做实验，通过观察实验现象提出问题、进行思考.大胆放手让学生参与实验，但是要在实验前做足准备，实验中及时引导，没有这些很容易造成学生状态失控，学生失去正确探究目标，控制变量法及巧测面积可在实验中引导分析，效果会更好，抓住学生实验中有代表性困难或错误及时引导是本节成功关键.。