學科核心素養下初中物理“流體壓強與流速”的教學優化設計及創新

摘要：學科核心素養是三維目標的發展、傳承和超越。學科核心素養體現“以人為本”的教育思想，明確了通過學習后學生應達到的文化基礎、價值觀念、思想品格、創新精神和社會責任擔當。本文通過對初中物理人教版八年級“流體壓強與流速”一節的研究，在教學過程中利用一連串小實驗，創新與改進教學步驟及教具的制作，提升課堂實驗有效性，激發學生探索科學的好奇心和求知欲，從而樹立學生正確的人生觀價值觀，成為一個能夠獨立思考的人。

關鍵詞：核心素養;初中物理;流體壓強與流速

一、教學改進與創新的意義

學科核心素養要求教師教學過程中要體現“以人為本”的思想。中學初中物理這就要求在課堂教學教師應站在學生角度傳授知識，開展學科活動，重視學生實踐能力、觀察能力、分析問題的能力和創新能力。筆者通過對安徽省阜陽市潁上縣第五中學一線物理教師的調查顯示（如圖1），教師在物理學科教學中，會做分組實驗的教師很少，經常變分組實驗為演示實驗，或干脆播放實驗視頻，更有甚者直接“講授”實驗，以至于學生真正碰到實驗器材時，實驗技能缺陷暴漏無疑，這顯然不符合新時代學科核心素養的要求。初中物理實驗教學如何才能有效開展，如何進行改進和創新以達到物理教學目標，來培養學生的學科素養？本文將通過對初中物理“流體壓強與流速”一節進行改進與創新研究，望有利于以后的物理教學實踐。

二、教學內容的優化設計與創新

初中物理（人教版）八年級下冊第九章內容為壓強，其中的“流體壓強與流速”（也稱伯努利效應），是對前面所學的液體壓強和氣體壓強的進一步的提升與拓展，是初中物理課堂教學中的重點內容之一。八年級的學生，知識面較為狹窄，生活常識不夠，老師應從生活中的現象出發，讓學生利用生活中的一些簡易器材動手做實驗，如紙片、乒乓球、吹風機、風箏、文具吸塵器等，來激發學生的創新能力，提升學生的學科素養，培養學生的觀察能力、動手能力、合作能力，是這節課學習成功的關鍵。

（一）激發興趣——引入流體與流速概念

物理在實際教學課程中，學校常常把物理課排在上午的第三、四兩節，或者是在下午，這幾節課正是學生學習的一個疲倦點，容易走神開小差，為了激發學生的興奮點，選擇一個好的引入是一節課成功的關鍵，筆者選擇了一個演示實驗和分組實驗，懸浮的乒乓球及吹不開的紙片。

1.實驗器材：吹風機、兩個乒乓球，兩張紙。

2.實驗過程：①教師打開事先拍好的一個空手讓乒乓球被懸浮起來的短視頻，（視頻不拍下面的吹風機，加入音樂，以免學生聽見吹風機的聲音，如圖2），這時學生發現乒乓球懸浮在空中，與學生認知發生沖突，產生好奇，亟待知道這種現象發生的原因。

②教師請每位同學準備兩張紙（簡單易取材），用手握著兩張紙，讓紙自由下垂，在兩張紙的中間向吹氣，你能把紙片吹開嗎？

3.實驗的作用：通過上面的實驗，激發學生的求知欲，介紹了流體的概念，像氣體液體這種可以流動的液體統稱為流體，那么流體的壓強和流速有什么關系呢？接下來用實驗探究流體壓強和流速的關系。

（二）尋求真知——探究流體與流速關系

實際教學過程中有時實驗器材短缺，實驗室無相應的實驗工具，需教師課前做好充分準備，利用生活中現有的材料自主設計實驗器材進行探究。為了更好讓學生體會伯努利原理，筆者選用一個水平可立的飲料瓶、三支透明吸管、剪刀、熱熔膠進行實驗教具的制作，先用剪刀刀將飲料瓶扎兩個小孔，孔要不大不小恰好可以穿入吸管，將兩支吸管插入飲料瓶兩個小孔內，再用熱熔膠將孔兩側封死。保證實驗的氣密性，否則做成了連通器容易導致實驗失敗，將飲料瓶裝滿水，再滴入兩滴紅墨水，剛開始兩側吸管液面相同，這時用另一只吸管向右側吸管上方吹氣，增大右側流速，按照學生常規認知認為右側液面下降，實驗時卻發現右側液面上升，這里需注意不是往吸管內吹氣，若往吸管內吹氣則實驗現象恰好相反，實驗過程如圖3所示。

實驗結論：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。

（三）總結規律——流體與流速關系

通過上面的實驗探究，學生對伯努利原理有更深層次的理解，這時教師再為學生手控乒乓球魔術大揭秘，原來乒乓球下方有一個人吹風機，將吹風機風向上方吹，再在在吹風機的正上方放置一個乒乓球，這時發現這個乒乓球懸浮在空中，左右平移吹風機，發現乒乓球也左右移動。為什么乒乓球跟著吹風機左右移動懸浮起來不掉落呢呢？對于乒乓球而言，豎直方向收到一個重力和一個浮力，兩力等大反向是一對平衡力，水平方向兩側壓力相同，當吹風機向右移動時，左邊空氣流速大，壓強小，會把乒乓球也往右壓，故能隨吹風機左右移動，如圖4所示。吹紙片游戲由于中間流速大壓強小，兩側流速小壓強大，紙片被大氣“壓”在一起 。

三、生活實踐——流體壓強和流速的應用

“伯努利效應”在生活、生產、社會實踐中有著廣泛的應用。如地鐵站臺安裝隔離墻、鼴鼠的空調洞穴、噴霧器的結構和原理、飛機為什么能上天等，如圖5。通過生活中的一些實驗現象，讓學生從生活走向物理，從物理走向社會，教師應將實驗和生活現象緊密的聯系在一起，以實驗探究為主，生活中的現象介紹為輔，二者相輔相成，讓課堂內容更加豐富多彩，使學生更好的理解流體壓強和流速的關系，并提升了學生學習物理的興趣和實踐能力。同時教師在課堂結尾部分引導學生利用所學規律動手制作實驗器材，綜合教學過程，一定程度培養了學生科學創新能力，提高學生的學科核心素養。

作者簡介：吳桐，1994，02，12，女，安徽省阜陽市，在職研究生， 二級教師，學科教學（物理）