《跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》教案及反思

教科版（2024）物理八年級(jí)上冊(cè)《跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》教案及反思項(xiàng)數(shù)教學(xué)內(nèi)容一、教材分析《跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》這一內(nèi)容在物理教學(xué)中具有獨(dú)特的地位。它將物理知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，涉及到力、運(yùn)動(dòng)、空氣阻力等物理概念。同時(shí)，作為跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，它融合了工程學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科知識(shí)。教材通過引導(dǎo)學(xué)生制作和研究降落傘，讓學(xué)生在實(shí)踐中理解物理原理在實(shí)際問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的興趣，提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，為學(xué)生提供了一個(gè)將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果的平臺(tái)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)思維：在設(shè)計(jì)和改進(jìn)降落傘的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理和創(chuàng)新思維能力，如根據(jù)降落傘下落情況分析影響因素并提出改進(jìn)方案。

2.科學(xué)探究：讓學(xué)生經(jīng)歷提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制作模型、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果等科學(xué)探究過程，提高學(xué)生的探究技能，例如探究不同因素對(duì)降落傘下落速度的影響。

3.物理觀念：幫助學(xué)生建立起力與運(yùn)動(dòng)的物理觀念，理解空氣阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響，通過降落傘在空氣中的運(yùn)動(dòng)來體現(xiàn)。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，在降落傘制作和實(shí)驗(yàn)過程中注重細(xì)節(jié)，同時(shí)讓學(xué)生明白科技應(yīng)用對(duì)社會(huì)的影響，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。三、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）.理解降落傘的工作原理，即空氣阻力與重力的平衡關(guān)系對(duì)降落傘下落速度的影響，這是整個(gè)實(shí)踐活動(dòng)的理論基礎(chǔ)。

（2）.指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并制作出一個(gè)基本的降落傘模型，包括選擇合適的材料和確定合理的結(jié)構(gòu)。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）.分析和探究影響降落傘下落速度和穩(wěn)定性的多個(gè)因素，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和改進(jìn)，因?yàn)樯婕岸鄠€(gè)變量的控制和分析。

（2）.培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維，引導(dǎo)學(xué)生將物理知識(shí)與工程設(shè)計(jì)、材料選擇等知識(shí)有機(jī)融合，在實(shí)踐中靈活運(yùn)用。四、教學(xué)方法和學(xué)習(xí)策略1.教學(xué)方法：

（1）.項(xiàng)目式教學(xué)法：以降落傘制作和研究為項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計(jì)、制作到測(cè)試全過程參與，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

（2）.啟發(fā)式教學(xué)法：在學(xué)生遇到問題時(shí)，通過提問、提示等方式啟發(fā)學(xué)生思考，如在探究影響因素時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考可能的變量。

（3）.實(shí)驗(yàn)教學(xué)法：組織學(xué)生進(jìn)行降落傘下落實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，驗(yàn)證理論。

（4）.小組合作教學(xué)法：將學(xué)生分成小組，共同完成降落傘項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.學(xué)習(xí)策略：

（1）.問題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)：以降落傘下落速度和穩(wěn)定性問題為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究相關(guān)知識(shí)和解決方案。

（2）.合作探究學(xué)習(xí)：小組成員分工合作，共同探究降落傘制作和改進(jìn)過程中的問題，共享知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

（3）.自主學(xué)習(xí)：鼓勵(lì)學(xué)生自主查閱資料，了解降落傘相關(guān)的工程、材料等知識(shí)，拓寬知識(shí)面。五、教學(xué)準(zhǔn)備1.準(zhǔn)備制作降落傘的材料，如不同材質(zhì)（塑料薄膜、絲綢、尼龍等）的傘面材料、不同長(zhǎng)度和粗細(xì)的繩子、不同重量的重物（模擬降落傘負(fù)載）、剪刀、膠帶等。

2.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，確保有足夠的空間進(jìn)行降落傘下落實(shí)驗(yàn)，如學(xué)校操場(chǎng)或室內(nèi)體育館。

3.制作多媒體課件，包含降落傘的原理動(dòng)畫、優(yōu)秀降落傘設(shè)計(jì)案例、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格等內(nèi)容，輔助教學(xué)。

4.準(zhǔn)備測(cè)量工具，如秒表、卷尺等，用于測(cè)量降落傘下落時(shí)間和高度等數(shù)據(jù)。六、教學(xué)過程（一）、新課導(dǎo)入（激發(fā)興趣）：

1.播放一段跳傘運(yùn)動(dòng)員跳傘的精彩視頻，展示降落傘在天空中打開，運(yùn)動(dòng)員安全緩慢降落的過程。

2.展示一些軍事、救援等領(lǐng)域使用降落傘的圖片，簡(jiǎn)單介紹降落傘在這些場(chǎng)景中的重要作用。

設(shè)計(jì)意圖：通過生動(dòng)的視頻和具有震撼力的圖片，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對(duì)降落傘的好奇心和探索欲望，為后續(xù)的教學(xué)活動(dòng)營(yíng)造積極的氛圍。

（二）、知識(shí)講解（理論基礎(chǔ)）：

1.使用多媒體課件，講解降落傘的基本工作原理，通過動(dòng)畫演示降落傘下落過程中重力和空氣阻力的作用，說明當(dāng)空氣阻力與重力平衡時(shí)，降落傘勻速下落。

2.介紹與降落傘相關(guān)的物理概念，如力、運(yùn)動(dòng)、速度、加速度等，結(jié)合簡(jiǎn)單的公式（如牛頓第二定律F=ma）解釋空氣阻力如何改變降落傘的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

3.講解影響降落傘性能（下落速度和穩(wěn)定性）的因素，包括傘面面積、傘面材質(zhì)、繩子長(zhǎng)度和數(shù)量、重物重量等，并簡(jiǎn)單分析這些因素是如何影響空氣阻力的。

設(shè)計(jì)意圖：為學(xué)生提供理論支持，讓學(xué)生明白降落傘背后的物理原理，理解各個(gè)因素對(duì)降落傘性能的影響機(jī)制，為后續(xù)的設(shè)計(jì)和制作環(huán)節(jié)奠定知識(shí)基礎(chǔ)。

（三）、小組分工與設(shè)計(jì)（實(shí)踐準(zhǔn)備）：

1.將學(xué)生分成若干小組，每組4-5人，確保小組內(nèi)成員能力和性格的多樣性。

2.每個(gè)小組討論并確定自己的降落傘設(shè)計(jì)方案，包括選擇傘面材料、確定傘面形狀和面積、繩子的長(zhǎng)度和數(shù)量、重物的重量等，教師巡視各小組，參與討論，提供必要的指導(dǎo)和建議，如提醒學(xué)生考慮材料的可獲取性和操作的可行性。

3.要求每個(gè)小組繪制降落傘設(shè)計(jì)草圖，并標(biāo)注各部分的尺寸和材料，同時(shí)簡(jiǎn)要說明設(shè)計(jì)思路，即為什么選擇這些材料和設(shè)計(jì)參數(shù)，期望達(dá)到什么樣的效果。

設(shè)計(jì)意圖：通過小組合作培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力，讓學(xué)生在討論和設(shè)計(jì)過程中深入思考降落傘的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，將理論知識(shí)與實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)思維和實(shí)踐能力。

（四）、降落傘制作（動(dòng)手實(shí)踐）：

1.各小組根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案，領(lǐng)取制作降落傘所需的材料和工具。

2.在制作過程中，教師在各小組間巡視，指導(dǎo)學(xué)生正確使用工具，如正確裁剪傘面材料、安全使用剪刀和膠帶等，同時(shí)提醒學(xué)生注意各部分的連接要牢固，如繩子與傘面、繩子與重物的連接。

3.鼓勵(lì)小組成員之間相互協(xié)作，共同完成降落傘的制作，如有的學(xué)生負(fù)責(zé)裁剪，有的學(xué)生負(fù)責(zé)連接，提高制作效率。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生親自動(dòng)手制作降落傘，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐操作技能，在制作過程中培養(yǎng)學(xué)生的耐心和細(xì)心，同時(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)小組合作意識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)工程制作的過程和樂趣。

（五）、實(shí)驗(yàn)探究（數(shù)據(jù)收集與分析）：

1.組織學(xué)生到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行降落傘下落實(shí)驗(yàn)。每個(gè)小組安排一名學(xué)生在高處（如二樓陽臺(tái)或一定高度的架子上）釋放降落傘，一名學(xué)生在地面用秒表測(cè)量降落傘從釋放到落地的時(shí)間，一名學(xué)生用卷尺測(cè)量下落高度，其他學(xué)生負(fù)責(zé)觀察降落傘下落過程中的狀態(tài)（如穩(wěn)定性、擺動(dòng)情況等）。

2.每個(gè)小組進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)（至少3次），改變不同的條件（如每次增加或減少重物重量、更換傘面材質(zhì)等），記錄每次實(shí)驗(yàn)的下落時(shí)間、高度、觀察到的狀態(tài)等數(shù)據(jù)，并填寫在預(yù)先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)記錄表格中。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，組織學(xué)生回到教室，各小組對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制簡(jiǎn)單的圖表（如以重物重量為橫坐標(biāo)，下落時(shí)間為縱坐標(biāo)的折線圖），觀察數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，分析不同因素對(duì)降落傘下落速度和穩(wěn)定性的影響。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生經(jīng)歷完整的實(shí)驗(yàn)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)收集能力和數(shù)據(jù)分析能力，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀地感受不同因素對(duì)降落傘性能的影響，驗(yàn)證之前所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

（六）、改進(jìn)與優(yōu)化（創(chuàng)新實(shí)踐）：

1.各小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，討論降落傘設(shè)計(jì)和制作中存在的問題，提出改進(jìn)方案，如如果發(fā)現(xiàn)下落速度過快，可以考慮增加傘面面積或改變傘面材質(zhì)。

2.小組根據(jù)改進(jìn)方案對(duì)降落傘進(jìn)行修改和重新制作，然后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證改進(jìn)效果，反復(fù)這個(gè)過程，直到達(dá)到較理想的效果。

3.在改進(jìn)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新思維，嘗試新的設(shè)計(jì)思路和方法，如改變傘面形狀或繩子的連接方式，教師對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新想法給予肯定和指導(dǎo)。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生在實(shí)踐中不斷改進(jìn)和優(yōu)化自己的設(shè)計(jì)，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和對(duì)科學(xué)探究的執(zhí)著精神，同時(shí)讓學(xué)生體驗(yàn)到創(chuàng)新帶來的成就感。

（七）、成果展示與交流（分享與評(píng)價(jià)）：

1.組織各小組進(jìn)行成果展示，每個(gè)小組派一名代表向全班展示自己小組的降落傘設(shè)計(jì)方案、制作過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和改進(jìn)過程，展示可以通過PPT、實(shí)物演示等方式進(jìn)行。

2.其他小組的學(xué)生可以提問、發(fā)表意見和建議，進(jìn)行小組間的交流和評(píng)價(jià)，如對(duì)某個(gè)小組的創(chuàng)新設(shè)計(jì)表示贊賞或?qū)?shí)驗(yàn)過程中的某個(gè)問題提出質(zhì)疑。

3.教師對(duì)每個(gè)小組的成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括設(shè)計(jì)的合理性、制作的精細(xì)程度、實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、改進(jìn)的有效性等，同時(shí)總結(jié)本次跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)和不足，提出進(jìn)一步改進(jìn)的方向。

設(shè)計(jì)意圖：通過成果展示和交流，培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)能力和溝通能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)欣賞和評(píng)價(jià)他人的作品，同時(shí)從其他小組的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，拓寬視野。教師的評(píng)價(jià)為學(xué)生提供反饋，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)和進(jìn)步。

（八）、總結(jié)歸納（知識(shí)升華）：

1.與學(xué)生一起回顧本次降落傘跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的全過程，包括理論學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)制作、實(shí)驗(yàn)探究、改進(jìn)優(yōu)化和成果展示等環(huán)節(jié)。

2.再次強(qiáng)調(diào)降落傘的工作原理以及影響其性能的因素，總結(jié)在實(shí)踐過程中涉及到的物理知識(shí)、工程設(shè)計(jì)方法和材料選擇等多學(xué)科知識(shí)。

3.鼓勵(lì)學(xué)生思考本次實(shí)踐活動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用和拓展，如在其他領(lǐng)域中類似的利用空氣阻力的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力和創(chuàng)新思維。

設(shè)計(jì)意圖：通過總結(jié)歸納，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)本次活動(dòng)的整體理解和知識(shí)掌握，將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)升華為理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和科學(xué)素養(yǎng)。七、板書設(shè)計(jì)《跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》板書降落傘原理

（1）.重力與空氣阻力

（2）.平衡狀態(tài)與勻速下落

2.影響因素

（1）.傘面面積

（2）.傘面材質(zhì)

（3）.繩子長(zhǎng)度和數(shù)量

（4）.重物重量

3.實(shí)驗(yàn)探究

（1）.實(shí)驗(yàn)步驟（釋放、測(cè)量時(shí)間和高度、觀察狀態(tài)）

（2）.數(shù)據(jù)記錄與分析

4.改進(jìn)優(yōu)化

（1）.問題分析

（2）.改進(jìn)方案（設(shè)計(jì)、制作、再實(shí)驗(yàn)）

5.跨學(xué)科知識(shí)

（1）.物理（力、運(yùn)動(dòng)）

（2）.工程設(shè)計(jì)

（3）.材料選擇八、教學(xué)反思在本次《跨學(xué)科實(shí)踐：降落傘》的教學(xué)過程中，通過多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用，較好地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。導(dǎo)入環(huán)節(jié)的視頻和圖片成功地激發(fā)了學(xué)生的興趣，使他們積極投入到后續(xù)的學(xué)習(xí)中。在知識(shí)講解環(huán)節(jié)，動(dòng)畫演示有效地幫助學(xué)生理解了降落傘的工作原理和相關(guān)物理概念，但對(duì)于部分學(xué)生來說，一些物理公式的理解仍有一定難度，在今后教學(xué)中可進(jìn)一步簡(jiǎn)化和形象化解釋。小組分工與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，學(xué)生表現(xiàn)出了較高的積極性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，不過在設(shè)計(jì)過程中，有些小組過于追求創(chuàng)新而忽視了可行性，教師在巡視指導(dǎo)時(shí)應(yīng)更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的可操作性。降落傘制作環(huán)節(jié)，學(xué)生動(dòng)手能力得到了鍛煉，但也出現(xiàn)了一些材料浪費(fèi)和工具使用不當(dāng)?shù)那闆r，需要在今后加強(qiáng)教育。實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)是本次教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，大部分學(xué)生能夠認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)分析方面，部分學(xué)生還存在困難，如繪制圖表不準(zhǔn)確、不會(huì)從數(shù)據(jù)中有效提取信息，可在今后增加專門的數(shù)據(jù)處理訓(xùn)練。改進(jìn)與優(yōu)化環(huán)節(jié)，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到了充分