《大氣壓強(qiáng)》公開(kāi)課聽(tīng)后感

卞保金

摘 要：物理學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究，物理學(xué)習(xí)過(guò)程中幾乎每個(gè)概念的引出、規(guī)律的得出基本都是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的。施良方教授認(rèn)為，教學(xué)策略要根據(jù)教學(xué)情境的要求和學(xué)生的需要隨時(shí)發(fā)生變化。具體到物理課堂中如何在完成教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上有效的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？筆者認(rèn)為“思維可視化”在物理實(shí)驗(yàn)課中功不可沒(méi)。思維可視化在解決學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)不足、減輕學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷、助教師改進(jìn)教學(xué)策略以及提高課堂教學(xué)效率方面都有很重要的應(yīng)用價(jià)值。因此，有必要把思維可視化和教學(xué)應(yīng)用結(jié)合在一起進(jìn)行研究，下面就一節(jié)《大氣壓強(qiáng)》公開(kāi)課說(shuō)說(shuō)筆者的看法。

關(guān)鍵詞：思維可視化; 教學(xué)應(yīng)用; 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1006-3315（2020）3-011-002

一、依托學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)顛覆性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道大氣存在壓強(qiáng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程使學(xué)生思維可視化，暴露學(xué)生思維認(rèn)知錯(cuò)誤，教師引導(dǎo)體現(xiàn)教師教學(xué)思維可視化，達(dá)成教學(xué)目的。

引入：覆杯實(shí)驗(yàn)

師：我把這杯子用紙片蓋上，倒過(guò)來(lái)（教師邊講邊做），你觀察到什么現(xiàn)象？

生：水和紙片不掉下來(lái)。師：誰(shuí)把它們托住了？

生：空氣。師：大氣壓與我們的生活息息相關(guān)，平時(shí)不顯山露水，關(guān)鍵時(shí)候，它的能力十分驚人。

演示實(shí)驗(yàn)：10.6體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在

教師邊做邊講：

師：在空易拉罐中倒入少量的水，用酒精燈對(duì)它加熱，當(dāng)罐口出現(xiàn)大量的白汽時(shí)，用橡皮泥將罐口封住。

師：你觀察到什么現(xiàn)象？生：易拉罐被壓扁了。

師：是誰(shuí)把易拉罐壓扁的？生：空氣。

師：大氣再次向我們展示它的力量，大氣對(duì)處在其中的物體有壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng)。剛才，正是大氣壓把紙片拖住了，也正是大氣壓把易拉罐壓扁了。

二、學(xué)生利用教師提供實(shí)驗(yàn)器材自行嘗試設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，感受大氣壓的存在，進(jìn)一步思考大氣壓在生活中的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)思維可視化轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)思維可視化的過(guò)程，完成課標(biāo)“生活——物理——社會(huì)”教學(xué)要求，達(dá)成大氣壓強(qiáng)概念教學(xué)的要求。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：感受大氣壓的存在（教師巡視）

學(xué)生展講：

1.拉注射器：堵住小孔，很難拉動(dòng)活塞，感受到是大氣對(duì)活塞向左的壓強(qiáng);2.用注射器吸水：水不掉下來(lái)，感受到大氣對(duì)水向上的壓強(qiáng);3.拉吸盤(pán)：很難拉開(kāi)，感受到大氣對(duì)吸盤(pán)向內(nèi)的壓強(qiáng)：4.用吸管提水：水不掉下來(lái)，感受到大氣對(duì)水的壓強(qiáng)。

師：請(qǐng)結(jié)合剛才的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，你生活中有沒(méi)有類(lèi)似場(chǎng)景，生活中有哪些實(shí)例是利用了大氣壓？

學(xué)生討論：用吸管吸牛奶、鋼筆吸墨水、用注射器吸藥液、兩個(gè)吸盤(pán)吸在一起很難拉開(kāi)、活塞式抽水機(jī)。

學(xué)生體驗(yàn)：用吸管吸水：一個(gè)開(kāi)口的裝有半瓶水的錐形瓶、一個(gè)密封的裝滿(mǎn)礦泉水的錐形瓶，兩位同學(xué)一起用力吸，觀察并比較現(xiàn)象的不同。強(qiáng)調(diào)飲料不是吸上來(lái)，而是被大氣壓強(qiáng)壓上來(lái)，告知學(xué)生大氣壓可以把水壓到10米高處。

三、利用多媒體動(dòng)畫(huà)模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，明確實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，演繹密閉針筒中活塞的受力情況，使抽象的物理過(guò)程具體化，變抽象思維為形象思維，使物理思維過(guò)程或者推理過(guò)程可視化，解決學(xué)生測(cè)量大氣壓力中思維障礙，突破教學(xué)難點(diǎn)。

10.7估測(cè)大氣壓的值

師：按照同學(xué)們的做法，先將注射器的活塞推到注射器的底端，用手指抵住小孔，這樣活塞的左側(cè)就不與空氣接觸，活塞受到右側(cè)空氣的壓強(qiáng)。（PPT）

師：我們測(cè)大氣壓是以誰(shuí)為研究對(duì)象的？

師：大氣壓測(cè)量原理是什么？

師：根據(jù)測(cè)量原理，待測(cè)的物理量是什么？

答：大氣對(duì)活塞的壓力，活塞的橫截面積。

師：我們想要利用注射器測(cè)出大氣壓強(qiáng)，就必須測(cè)大氣對(duì)活塞的壓力和活塞的橫截面積這兩個(gè)物理量。你們準(zhǔn)備怎樣測(cè)？請(qǐng)你們動(dòng)手試一試，怎樣測(cè)大氣對(duì)活塞的壓力，以及活塞的橫截面積。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)1，教師巡視

師：你們?cè)趯?shí)驗(yàn)中遇到了什么問(wèn)題？

解決了嗎？怎樣解決的？其它小組有沒(méi)有辦法解決？

生：1.測(cè)力計(jì)不夠測(cè)，能不能換個(gè)量程大的測(cè)力計(jì)？

問(wèn)：你是怎么做的？測(cè)的這個(gè)力是不是大氣對(duì)活塞的壓力？是什么力？拉力！（PPT）（圖三）

師：大氣對(duì)活塞的壓力，拉力為這么大時(shí)，動(dòng)不動(dòng)？慢慢增加，這時(shí)動(dòng)不動(dòng)？什么時(shí)候活塞開(kāi)始動(dòng)？

跟壓力大小相等，很好！我們就認(rèn)為活塞開(kāi)始動(dòng)時(shí)的拉力近似等于大氣對(duì)活塞的壓力。

2.讀數(shù)不怎么好讀。師：是什么原因?qū)е碌模?/p>

師：豎著測(cè)？水平測(cè)？原因是什么？

師：測(cè)力計(jì)不動(dòng)，拉注射器？注射器不動(dòng)？拉測(cè)力計(jì)？

3.測(cè)出了半徑

師：根據(jù)集體的智慧，我們想出來(lái)比較容易操作又合理的方法，請(qǐng)看大屏幕（PPT），找出操作要點(diǎn)。

師：注意小組同學(xué)要配合，必須一個(gè)人盯測(cè)力計(jì)的指針，一個(gè)人盯注射器的活塞。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)2，教師巡視，收集數(shù)據(jù)

師：我們發(fā)現(xiàn)同學(xué)們的數(shù)據(jù)差異比較大，你們覺(jué)得這些差異是有哪些原因引起的？

學(xué)生討論：（1）空氣沒(méi)有排盡;2.活塞與筒壁間有摩擦。學(xué)生展講：師：老師來(lái)考考你們今天這節(jié)課學(xué)到的本領(lǐng)，估測(cè)大氣壓強(qiáng)，我們剛才選擇用注射器，你還能用剛才你們體驗(yàn)的器材來(lái)測(cè)大氣壓?jiǎn)幔看竽懙陌l(fā)揮你的想象。在評(píng)課中，參與聽(tīng)課的老師一致認(rèn)為開(kāi)課老師教學(xué)基本功扎實(shí)，教學(xué)效果良好。也有老師針對(duì)本節(jié)課思維可視化提出了寶貴的建議，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使得教學(xué)效果更加優(yōu)化。（1）覆杯實(shí)驗(yàn)。建議1：分解為2步驟：空杯、裝滿(mǎn)水各做一次實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比，把空氣隔離出來(lái)，利于學(xué)生認(rèn)識(shí)大氣壓存在。建議2：杯子改為做浮力實(shí)驗(yàn)的深水桶。因?yàn)橥按髮W(xué)生更容易看清;水更多，成功后效果更震撼。

2.演示實(shí)驗(yàn)。10.6體驗(yàn)大氣壓強(qiáng)的存在，建議把易拉罐更換為更大的罐子，但是沒(méi)提出用什么代替。

3.筆者看法。實(shí)施新課改以來(lái)，各種模式和教學(xué)手段花樣翻新、層出不窮，據(jù)筆者近幾年觀課研究，要真正取得好的教學(xué)效果，本質(zhì)上都是老師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)豐富的活動(dòng)，讓學(xué)生想?yún)⑴c、能參與，進(jìn)而樂(lè)于參與課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)。在初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)中，需要巧妙運(yùn)用“思維可視化”設(shè)計(jì)出符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的物理課堂實(shí)驗(yàn)，讓每一個(gè)實(shí)驗(yàn)借助“可視化”的亮光，引領(lǐng)學(xué)生的物理思維層層深入，學(xué)科素養(yǎng)也會(huì)得到結(jié)構(gòu)性?xún)?yōu)化。但是如何有目的地進(jìn)行思維可視化教學(xué)設(shè)計(jì)，可以按照江蘇省特級(jí)教師許邦正老師“思維可視化”層次及操作要點(diǎn)的闡述來(lái)進(jìn)行備課。第一層次是直觀模型，如利用“覆杯實(shí)驗(yàn)、易拉罐形變、自制水噴泉”等可視實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)和知道大氣存在壓強(qiáng);第二層次是物理問(wèn)題的定性探討，如利用實(shí)驗(yàn)室彈簧測(cè)力計(jì)來(lái)測(cè)量大氣壓力大小選用1ml和20ml針筒中的哪一個(gè)針筒，只要老師給出兩種規(guī)格的針筒，學(xué)生會(huì)通過(guò)自己實(shí)際經(jīng)歷得出答案和依據(jù)，如利用多媒體確定實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象是活塞及何時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為大氣壓力的大小;第三層次是基于物理原理的定量設(shè)計(jì)，如課堂小結(jié)利用吸盤(pán)、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)再測(cè)大氣壓的值。初中物理中學(xué)習(xí)的是聲、光、力、電、熱等物理最基本的常識(shí)性知識(shí)，尤其是不少知識(shí)在課標(biāo)中要求較低，導(dǎo)致部分老師在組織教學(xué)過(guò)程中弱化思維能力的培養(yǎng)，采取“背多分”模式，這樣的結(jié)果很多學(xué)生死記結(jié)論也能獲得高分，但在關(guān)鍵的成長(zhǎng)階段錯(cuò)失了“摸扎特”式的扎實(shí)的思維訓(xùn)練，到了高中就很難適應(yīng)，更別說(shuō)終身發(fā)展了。

“思維可視化”在初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)中適度應(yīng)用是極為有益的，能很好地引領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)物理世界、生動(dòng)地體驗(yàn)建構(gòu)物理知識(shí)框架的過(guò)程，使學(xué)生能夠廣泛參與和深度參與課堂活動(dòng)，從而取得好的學(xué)習(xí)效果。但應(yīng)注意的是，“思維可視化”在初中物理實(shí)驗(yàn)中如果應(yīng)用不當(dāng)，也會(huì)造成弱化學(xué)生思維深入發(fā)展、甚至強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)性錯(cuò)誤的可能。所以，在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)做到精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、適時(shí)呈現(xiàn)，盡可能排除“思維可視化”在物理教學(xué)中造成的負(fù)面效應(yīng)，真正將“思維可視化”的價(jià)值與功用在初中物理教學(xué)中展現(xiàn)得淋漓盡致。

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