《大气压强》创新教学设计

《大气压强》创新教学设计

熊三明

湖北省咸宁市咸安区永安中学 湖北 咸宁 437000

教材分析：本节课选自北师大版初中物理教材八年级下册第八章第四节《大气压强》的内容，本节课的重要性在于承上启下，既巩固本单元的“压强”基础知识，也为进一步研究“流体压强”奠定基础。并且“大气压强”在生活中无处不在，链接学生的生活体验，激发学习物理积极性。

设计理念：中学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键期，他们有了一定的知识积累及生活经验，对未知事物保持强烈的好奇心和求知欲。把握物理学科特征，综合锻炼观察能力、思维能力与实践能力，帮助学生建立知识的连贯性。通过本节课的教学设计，根据教材内容，共分为三大部分：一是“大气压强的存在”，结合几个有趣又简单的小实验，让学生获得直观体验，深化理解，真实感受大气压强的存在；二是“大气压强的测定”，这也是本节课的重点与难点部分。基于“托里拆利实验”为载体搭建学习支架，通过微视频与实践操作相结合、自主探究与小组合作相结合，融会贯通知识点；三是“大气压与人类生活的关系”，这部分知识学生非常感兴趣，贴近生活，活学活用，也能促进思维发散与创新。

教学目标：

1.知识与能力。观察生活小实验，感知大气压强的客观存在；了解经典的测定大气压强数值的实验方法——托里拆利实验；了解大气压强的大小数值、单位；了解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程；分析生活中大气压强的应用实例。

2.过程与方法。掌握测量大气压强的方法，开展探究实验，培养学生自主学习、深入探究以及分析问题、解决问题能力，遵循“最近发展区”原则，促进发散思维与创新思维，实现知识迁移与内化吸收。

3.情感态度和价值观。培养学生自主学习与合作探究能力，结合实验端正实事求是的科学态度，体验生活中的物理，形成综合素养。

教学重难点：

教学重点：将物理实验与生活经验相结合，直观感知大气压强存在；调动学生主

体意识，经历“问题-思考-实验-结论”等一系列探究过程，掌握基础知识，了解大气压应用，形成严谨的科学态度，实现从生活走向物理、从物理走向社会的根本目标。

教学难点：大气压强客观存在，但是由于看不见、摸不到，比较抽象，需要反复

实验证明；大气压强的测定，利用微课视频展示托里拆利实验，帮助学生理解测定原理，掌握测定方法。

教学过程:

（一）趣味导入，激活思维

有关大气压强的实验内容有很多，教材中也给出了几个简单的小实验。在课堂导入环节，本节课着重开展“覆杯实验”：在玻璃杯里装满水，用纸片盖住杯口，不留任何缝隙，迅速倒置，观察现象并思考问题：水没有从杯中流出，是谁托住了纸片？“覆杯实验”操作简单，学生集中注意力观察，结果发现实验现象与其预设有很大区别，纸片没有掉落，水也没有流出来，大家感到非常好奇，并初步形成假设：下方的空气托住了纸片。将杯口朝着不同的方向变化，实验现象相同，也表明大气各个方向都存在压强。

【设计意图：趣味实验切入问题情境，调动了学生的好奇心，激发参与欲望；通过观察、分析与讨论，学生初步产生“大气托起水柱”的意识，为下一环节深入探究托里拆利实验做好铺垫。】

（二）学生参与，直观感知

经过“覆杯实验”之后，能够证明大气压强的存在，但是由于大气压强是抽象的概念，学生难以获得深刻体验。为了唤醒主观体验，设计分组实验——大气压扁矿泉水瓶。由学生动手操作，在矿泉水瓶中倒入热水，停留一会之后将水倒空，立即将瓶盖拧紧，观察瓶子变化，思考问题：为什么瓶子发生变形？为什么大气能将瓶子压扁？生活中还有哪些与大气压强相关的现象？

【设计意图：通过分组实验，学生亲历操作实验的过程，感受大气压强的存在，深化认知；在实验基础上提出一系列的问题，由浅入深地启发学生思考，综合锻炼动手动脑能力，并能独立发现问题与解决问题，提升自主学习意识。】

（三）多元方法，切入重点

通过多媒体课件回顾马德堡半球实验，了解发现大气压强的历史故事。在感受大气压强“威力”的同时引发思考：“大气压强究竟有多大？”由此引出托里拆利实验，分析测定大气压强数值的具体方法。

分组做实验，测量大气压强的数值。学生很快就想到测量压力与受力面积，即根据公式p=F／S计算大气压。根据学过的压强知识，各组分配一些简单的实验器材，包括弹簧测力计、注射器、吸盘等。操作时，大家发现由于弹簧测力计的量程偏小，拉动吸盘的瞬间很难准确读取弹簧测力计的数值，教师与学生一起研究如何改进实验方案，使用装满水的瓶子来替代弹簧测力计，得出拉力大小。但是在实验操作时，无法确保完全排净吸盘里的空气，拉动吸盘的力度增加，受力面积发生变化，这些因素都可能导致最终实验结果有偏差。另外实验操作时，如果使用普通的自来水，水柱过高，无法操作；需要考虑哪种液体的密度更大，这就是托里拆利实验中选用的“水银”，那么托里拆利实验是如何操作、如何减少测量误差的呢？

由于托里拆利实验使用的水银有毒，无法现场操作，教师提前准备微课视频，以动画演示的方式操作，学生对照自己的实验过程，总结测定大气压强的基本原理。观看视频后，思考问题：①为什么要在1米长的玻璃管里装满水银？为什么要倒插入水银槽？②玻璃管是否保持竖直状态，玻璃管的粗细、玻璃管上方是否真空，这些条件变化会影响最终测量数值准确性吗？③为什么1米长的水银柱会下降？为什么下降到760mm后就不再下降了？

【设计意图：考虑水银有毒，无法在课堂开展托里拆利实验，改为微课视频形式，学生全神贯注地观看，并结合实验提出问题，总结测量大气压值的影响因素，综合锻炼独立思考与合作探究能力，由浅入深理解实验原理，掌握测定大气压强的方法。】

（四）联系生活，迁移运用

分析生活中有关大气压强存在的案例，如使用针管抽取药液、钢笔吸墨水、吸管吸出瓶里的饮料等等。

练习：屋顶面积为45㎡，大气对屋顶的压力有多少？为什么大气压力不会压塌屋顶？（P0=105帕）。

【设计意图：培养学以致用能力，运用所学的大气压强知识解决实际问题，调动学生学习物理的浓厚兴趣。】