30 跨學(xué)科實踐“制作‘龍骨水車’模型”（說課稿）2024-2025學(xué)年初中物理項目化課程案例

30跨學(xué)科實踐“制作‘龍骨水車’模型”（說課稿）2024-2025學(xué)年初中物理項目化課程案例學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是“制作‘龍骨水車’模型”，屬于初中物理項目化課程案例。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課將結(jié)合物理知識，如力學(xué)、能量轉(zhuǎn)化等，引導(dǎo)學(xué)生動手制作龍骨水車模型，加深對物理原理的理解。教材章節(jié)涉及《物理》中的“能量轉(zhuǎn)化”和“簡單機械”等內(nèi)容。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新實踐能力和團(tuán)隊合作精神。通過制作龍骨水車模型，學(xué)生將學(xué)會運用物理知識解決實際問題，提高動手操作能力；同時，在項目化學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生將學(xué)會與他人合作，培養(yǎng)溝通協(xié)調(diào)能力和解決問題的能力。此外，通過實踐操作，學(xué)生將增強對物理學(xué)科的興趣，提升科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-理解并應(yīng)用杠桿原理：學(xué)生需要理解杠桿平衡條件，即動力×動力臂=阻力×阻力臂，并能將其應(yīng)用于龍骨水車的設(shè)計中。

-能量轉(zhuǎn)化：學(xué)生需明確龍骨水車的工作原理，包括水的勢能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，以及能量在系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換和守恒。

2.教學(xué)難點：

-杠桿設(shè)計優(yōu)化：難點在于如何設(shè)計水車杠桿，使其在動力最小的情況下，能夠有效地提升水。

-動力臂與阻力臂的比例計算：學(xué)生需要計算并確定動力臂和阻力臂的長度比例，這是一個抽象的數(shù)學(xué)問題，需要結(jié)合物理原理進(jìn)行解決。

-模型制作與調(diào)試：在實際操作中，如何將理論轉(zhuǎn)化為實踐，制作出一個能夠?qū)嶋H工作的龍骨水車模型，并對其進(jìn)行調(diào)試，是學(xué)生面臨的實踐難點。

-團(tuán)隊協(xié)作與溝通：在項目化學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要學(xué)會如何在團(tuán)隊中分工合作，有效溝通，這是一個社交和團(tuán)隊管理的難點。教學(xué)方法與策略1.采用項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，通過設(shè)計“制作龍骨水車模型”的項目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。

2.結(jié)合實驗教學(xué)法，指導(dǎo)學(xué)生動手制作水車模型，通過實際操作理解物理原理。

3.運用小組討論法，鼓勵學(xué)生在團(tuán)隊中交流想法，共同解決問題。

4.利用多媒體輔助教學(xué)，展示水車工作原理的視頻和動畫，幫助學(xué)生直觀理解抽象概念。

5.通過角色扮演，讓學(xué)生模擬工程師，設(shè)計并優(yōu)化水車模型，提高解決問題的能力。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，大家好！今天我們要一起探索一個古老而有趣的發(fā)明——龍骨水車。在古代，人們利用這種水車從河流中取水，灌溉農(nóng)田。今天，我們將親手制作一個龍骨水車模型，一起來感受古人的智慧。

（學(xué)生）老師，什么是龍骨水車呢？

（教師）龍骨水車是一種古老的提水工具，利用水的流動帶動龍骨葉片旋轉(zhuǎn)，從而將水從低處提升到高處。接下來，讓我們開始今天的制作之旅。

二、講授新課

1.杠桿原理

（教師）首先，我們要了解龍骨水車的工作原理。它主要基于杠桿原理，即動力×動力臂=阻力×阻力臂。請大家思考一下，如何設(shè)計動力臂和阻力臂的比例，才能使水車高效工作？

（學(xué)生）老師，動力臂和阻力臂的比例應(yīng)該怎么確定呢？

（教師）動力臂和阻力臂的比例取決于水車的具體設(shè)計和使用環(huán)境。我們可以通過實驗和計算來確定最佳比例。接下來，我將給大家演示如何進(jìn)行計算。

2.能量轉(zhuǎn)化

（教師）除了杠桿原理，水車的工作還涉及到能量的轉(zhuǎn)化。水流的勢能轉(zhuǎn)化為水車葉片的機械能，再轉(zhuǎn)化為提升水的能量。請大家觀察水車模型，思考水流的勢能是如何轉(zhuǎn)化為機械能的？

（學(xué)生）老師，我明白了，水流帶動葉片旋轉(zhuǎn)，葉片的旋轉(zhuǎn)又帶動軸轉(zhuǎn)動，軸轉(zhuǎn)動時，水的勢能就轉(zhuǎn)化為了機械能。

3.模型制作

（教師）現(xiàn)在，我們來動手制作龍骨水車模型。首先，我會給大家發(fā)放制作材料，包括木板、竹條、齒輪、軸承等。請大家按照以下步驟進(jìn)行制作：

（1）用木板制作水車底盤，確保其水平；

（2）用竹條制作龍骨葉片，注意葉片的彎曲和間距；

（3）將齒輪安裝在軸上，并確保齒輪與龍骨葉片的嚙合；

（4）將軸承安裝在底盤上，并將軸穿過軸承；

（5）調(diào)整水車葉片和齒輪的間隙，使水車能夠正常工作。

三、實驗探究

1.動力臂與阻力臂比例實驗

（教師）請大家根據(jù)之前學(xué)到的杠桿原理，調(diào)整動力臂和阻力臂的比例，觀察水車的工作效果。記錄下不同比例下的提水高度和動力大小。

（學(xué)生）我們小組嘗試了三種比例：1:1、2:1、3:1。結(jié)果顯示，當(dāng)動力臂和阻力臂的比例為2:1時，水車提水效果最好。

2.水流速度對水車影響實驗

（教師）接下來，我們進(jìn)行水流速度對水車影響的實驗。請大家調(diào)整水流的流速，觀察水車的工作效果。

（學(xué)生）我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水流速度適中時，水車提水效果最好。流速過快或過慢都會影響水車的效率。

四、總結(jié)與反思

1.總結(jié)

（教師）通過今天的課程，我們學(xué)習(xí)了龍骨水車的工作原理、制作方法以及能量轉(zhuǎn)化過程。希望大家能夠?qū)⑦@些知識應(yīng)用到實際生活中，發(fā)揮創(chuàng)意，解決實際問題。

（學(xué)生）我學(xué)會了如何制作龍骨水車，還了解了能量轉(zhuǎn)化的原理。這節(jié)課讓我受益匪淺。

2.反思

（教師）在制作過程中，大家遇到了哪些困難？是如何解決的？

（學(xué)生）我們在制作過程中遇到了葉片彎曲、齒輪嚙合等問題，通過團(tuán)隊合作和互相幫助，最終成功解決了這些問題。

五、課后作業(yè)

1.深入研究龍骨水車的歷史背景和發(fā)展過程。

2.嘗試設(shè)計一款改進(jìn)的龍骨水車，提高其工作效率。

3.與家人分享今天的課程內(nèi)容，共同探討水資源的利用和保護(hù)。

（教師）同學(xué)們，今天的課程就到這里。希望大家在課后能夠繼續(xù)探索，發(fā)揮自己的創(chuàng)意，為保護(hù)水資源貢獻(xiàn)一份力量。下課！知識點梳理1.龍骨水車的工作原理

-基于杠桿原理，動力×動力臂=阻力×阻力臂。

-水的勢能轉(zhuǎn)化為水車葉片的機械能。

-通過葉片旋轉(zhuǎn)帶動軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)水的提升。

2.杠桿原理的應(yīng)用

-動力臂與阻力臂的比例計算。

-動力臂和阻力臂的長度對水車效率的影響。

-杠桿設(shè)計優(yōu)化，提高水車效率。

3.能量轉(zhuǎn)化與守恒

-水流的勢能轉(zhuǎn)化為機械能。

-機械能轉(zhuǎn)化為提升水的能量。

-能量在系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換和守恒。

4.模型制作步驟

-制作水車底盤，確保水平。

-制作龍骨葉片，注意彎曲和間距。

-安裝齒輪與軸，確保嚙合。

-安裝軸承，穿過軸。

-調(diào)整葉片和齒輪間隙，確保水車正常工作。

5.實驗探究方法

-動力臂與阻力臂比例實驗。

-水流速度對水車影響實驗。

6.團(tuán)隊合作與溝通

-分工合作，共同解決問題。

-溝通協(xié)調(diào)，提高工作效率。

7.項目化學(xué)習(xí)

-運用項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

-通過實踐操作，加深對物理知識的理解。

8.課后拓展

-深入研究龍骨水車的歷史背景和發(fā)展過程。

-設(shè)計改進(jìn)的龍骨水車，提高工作效率。

-與家人分享課程內(nèi)容，探討水資源的利用和保護(hù)。板書設(shè)計①龍骨水車工作原理

-杠桿原理：動力×動力臂=阻力×阻力臂

-能量轉(zhuǎn)化：勢能→機械能→提升水能

②杠桿設(shè)計要點

-動力臂與阻力臂比例

-龍骨葉片彎曲與間距

③能量守恒與效率

-能量轉(zhuǎn)化過程

-效率影響因素

④模型制作步驟

-底盤制作

-葉片制作

-齒輪