初中物理压强主题单元教学设计.doc

压强适用年级八年级所需时间课内5课时 课外研究性学习1课时主题单元学习概述(说明：简述主题单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，单元的学习重点和难点、解释专题的划分和专题之间的关系，单元的主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500) 本单元是学生了解了三种力以及力的作用效果和力与运动的关系后，对力的作用效果的进一步探究，从而引出压强的概念。同时又为下一个章节“浮力”的学习提供了知识的储备和铺垫。在本主题单元中，共分为四个专题。专题一：压强；专题二：液体压强；专题三：大气压强；专题四：流体压强与流速的关系。四个专题中，压强概念的建构是本单元的重点，本单元的难点是后三个专题的探究过程探究液体压强的规律；证明大气压强的存上和测量方法；探究流体压强与流速关系的过程。本单元密切联系社会生活的实际。把压强的知识跟社会生活实际紧密的结合，是这一单元的另一个特点。物理学是有用的，表现在它只是渗透在社会生活的许多方面，对社会的发展和人们生活水平的提高起重要作用。本单元很好的体现“物理来源于生活又服务于生活”的宗旨，采用生活化案例教学更能提高学生的学习兴趣，达到更好的学习效果。主题单元规划思维导图（说明：将主题单元规划的思维导图导出为jpeg文件后，粘贴在这里；如果提交到平台，则需要使用图片导入的功能，具体操作见2013学员教师远程研修手册。） 主题单元学习目标（说明：依据新课程标准要求描述学生在本主题单元学习中所要达到的主要目标）知识与技能：（1）理解压强的概念（2）理解压强的大小跟哪些因素有关（3）知道液体内部压强的规律（4）在理解液体内部压强的规律的基础上，记住液体压强的计算公式（5）了解大气压强的存在（6）了解测量大气压强的方法（7）了解流体压强与流速的关系（8）了解飞机的升力是怎样产生的过程与方法：（1）探究压力作用效果跟什么因素有关（2）初步认识液体压强规律，学会用压强计测量压强，知道液体压强的规律在生活中的应用实例, 能用液体压强的知识解释有关现象，激发学生学习物理的兴趣（3）观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强是一种客观存在。（4）观察演示实验现象，感知大气压强的大小和单位。（5）通过观察和分析得出气体流速对气体压强有影响，并建立假说。（6）通过实验探究得出流体压强与流速的关系。情感态度与价值观：（1）通过亲身的体验和感悟，使学生获得对压强基本知识理解的感悟认识，为深入理解和应用这些知识打基础（2）通过对大气压强应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。对应课标（说明：学科课程标准对本单元学习的要求）1、通过实验探究，学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算。知道增大和减小压强的方法。了解测量大气压强的方法。通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。主题单元问题设计1、压力作用效果与什么因素有关？2、液体内部是否存在压强？液体压强与什么因素有关？3、如何证明大气压强存在？如何测量大气压强大小？4、流体压强与流速有什么关系？专题划分专题一：压强（1课时）专题二：液体压强（2课时）专题三：大气压强（1课时）专题四：流体压强与流速的关系（1课时）.其中，专题二 （或专题四中的活动 作为研究性学习）专题二液体压强所需课时2课时专题学习目标（说明：描述学生在本专题学习中所要达到的学习目标，注意与主题单元的学习目标呼应） 1知识与技能（1）知道液体内部压强的规律。（2）在理解液体内部压强的规律的基础上，记住液体压强的计算公式。（3）知道液体压强的规律在生活中的应用实例, 能用液体压强的知识解释有关现象。2过程与方法（1）初步认识液体压强规律，学会用压强计测量压强，知道液体压强的规律在生活中的应用实例, 能用液体压强的知识解释有关现象，激发学生学习物理的兴趣。（2）通过对我国古代科学家方法的应用，体会中国文化的博大精深。 3情感态度与价值观（1）初步培养学生由形象思维过渡到抽象思维的分析、推理能力。（2）进一步加深当代中学生对祖国优秀文化的认识，培养民族认同感、归属感和自豪感。（3）通过小组合作实验培养学生合作精神以及与他人交流的能力。专题问题设计液体内部是否存在压强？液体压强与什么因素有关？所需教学环境和教学资源(说明：在此列出本专题所需要的教学环境和学习过程中所需的信息化资源、常规资源等和各种支持资源) 多媒体课件演示实验器材：气球、大烧杯、水、酒精、侧面和底部开口的玻璃管、液体压强计；分组实验器材：液体压强计、水、大烧杯。学习活动设计（说明：为达到本专题的学习目标，从学生的角度设计学生应参与的学习活动。如本专题由几个课时组成，则应分课时描述每个课时的学习活动设计。请以活动1、活动2、活动3等的形式，提纲挈领地描述每个课时包含哪些学习活动以及每个活动的主要步骤。注意，在这些学习活动中应通过对所设计的本专题的问题的探究完成学习任务）第一课时： 活动一：引入新课：播放潜水艇被压坏的视频。利用“结果逆推”的方法想象液体压强。（引导学生潜移默化地用中国古代科学家的方法进行探究学习。）师：今天我们共同来学习14.2液体的压强。首先让我们来共同观看一个电影片段。生：观看影片，感受液体压强。活动二：进行新课：l 液体对容器底和容器壁有压强。利用“直观外推”的方法建立假说：由于液体具有重力和流动性，因此液体对容器底和容器壁有压强。引导学生利用实验证明液体对容器底部和侧壁具有压强。演示实验小结： 液体对容器底部和侧壁都有压强（引导学生潜移默化地用中国古代科学家的方法进行探究学习。）师：液体具有重力，所以会对哪儿有压强？生：容器底。师：液体具有流动性，所以会对哪儿有压强？生：容器侧壁。师：介绍实验器材。生：实验并得出结论。师：我们共同得到的液体压强的第一条结论是什么？生：液体对容器底部和侧壁都有压强。l 液体内部压强规律利用“拟人类比换位思考”的方法建立假说：1.液体内部可能向各个方向都压强。2.液体压强可能随深度增加而增大。3.液体压强可能随密度增加而增大。利用“困难综合转换”的方法简述压强计的原理引导学生利用压强计探究影响压强大小的因素、液体内部压强的方向和同一深度压强的大小关系。小结： 液体压强的规律。反馈练习（引导学生潜移默化地用中国古代科学家的方法进行探究学习。）师：将液体看作一筐苹果，再将其中一只苹果当作自己，自己的感受是怎样的？生：越到下层感受到的挤压越厉害。师：如果是铅球呢？生：比在苹果里还要挤。师：你能建立那些假说？生：1.液体内部可能向各个方向都压强。2.液体压强可能随深度增加而增大。3.液体压强可能随密度增加而增大。师：你能用什么样的方法显示出液体压强？生：设计液体压强计师：请把液体压强计放入水中试一下。生：实验验证：液体内部存在压强。师：现在请大家利用液体压强计探究一下液体压强与深度、密度的关系。生：实验并得出结论：液体压强随深度的增加而增大；深度相同时，液体密度越大，压强越大。完成反馈练习。师：订正答案，并针对共性问题讲解。生：改错师：引导学生利用压强计探究液体内部压强的方向和同一深度压强的大小关系。生：实验并得出结论：液体内部向各个方向都有压强。同一深度，液体向各个方向压强相等。完成反馈练习。第二课时：活动一：l 液体压强的计算公式利用“等效问题转换法”和“新方法旧方法”完成液体压强计算公式的推导。（引导学生潜移默化地用中国古代科学家的方法进行探究学习。）师：一个密度为，底面积为S、高为h的圆柱体，放在水平地面上，求圆柱体对地面的压强是多少？生：公式推导师：引导学生分析、转换。生：得出液体压强的公式。师：强调液体内部压强只与液体密度和深度有关。生：完成反馈练习师：订正答案，并针对共性问题讲解。生：改错活动二： 知识小结：利用“形式等价变换”的方法对比液体压强的规律之文字表达形式和公示表达形式。（引导学生潜移默化地用中国古代科学家的方法进行探究学习。） 方法小结通过这节课的流程，简述所使用的中国古代科学家的方法，感受中国文化的博大精深。进一步加深当代中学生对祖国优秀文化的认识，培养民族认同感、归属感和自豪感，并兼收并蓄地感受西方的励志文化。师：这节课你都学到了哪些物理知识？生：小结。师：实际上，我们在这节课上还使用了许多中国古代科学家的研究方法：卫朴：结果逆推卫朴（生卒年月不详，11世纪左右人），北宋时期天文学家。卫朴是一位盲人，但他精通数学和历法，能够用口算的方式准确地推算出古今日食、月食的时间。张志和：直观外推张志和（730-810）唐朝科学家，唐代张志和曾经做过这样的实验：背向太阳喷洒小水珠，可以看到类似虹霓情景。由此，推测出空中的彩虹也是由于阳光通过空中的水滴形成的。虽然还没有真正解释彩虹的成因，但在一千多年以前，能有这样的认识是很了不起的。祖暅：困难综合转换祖暅（生卒年月不详，约5世纪6世纪人），祖冲之之子，南北朝时期南朝数学家。祖冲之在数学上取得了光辉的成就，并把他多年的数学研究成果写成一部高深的数学著作缀术5卷。祖冲之去世后，祖暅继续父亲的属性研究，尤其在球体体积方面取得了重大成果，发现了以他的名字命名的“祖暅原理”。庄子：拟人类比换位思考庄子（庄周）（约前369前286），战国时期哲学家、科学家，道家学派主要代表人物。在庄子的著作庄子齐物论中，记载了“庄子化蝶”：庄子梦见自己变成了一只蝴蝶，醒来之后他问自己：是庄周变成了蝴蝶呢？还是蝴蝶变成了庄周呢？荀勖等效问题转换法荀勖（？-289）西晋科学家，受晋武帝指派，荀勖开始了考订音律的工作。李冶：新方法旧方法李冶（11921279），金元时期著名学者、数学家，金元时期数学四大家之一（其余三人是秦九韶、杨辉、朱世杰）。李冶的著述很多，传世的数学著作有测圆海镜12卷、益古演段3卷。两部书中的题目大都以“天元术”立算，“天元术”就是设未知数列方程的方法，李冶是集中国“天元术”之大成者。程大位：形式等价变换程大位（15331606），明代著名珠算家、数学家。在珠算出现之前，中国古代是用筹算作为计算工具的。但随着手工业的发达和商业贸易的兴起，运算速度更快、使用更方便的珠算就渐渐代替了筹算。程大位的直指算法通宗就是集珠算方法之大成的一部著作。生：感受中国文化的博大精深。师：展示“哈佛图书馆的20条训言”：1.此刻打盹，你将做梦；而此刻学习，你将圆梦。2.我荒废的今日，正是昨日殒身之人祈求的明日。3.觉得为时已晚的时候，恰恰是最早的时候。4.勿将今日之事拖到明日。5.学习时的苦痛是暂时的，未学到的痛苦是终生的。6.学习这件事，不是缺乏时间，而是缺乏努力。7.幸福或许不排名次，但成功必排名次。8.学习并不是人生的全部。但既然连人生的一部分学习也无法征服，还能做什么呢？9.请享受无法回避的痛苦。10.只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。11.谁也不能随随便便成功，它来自彻底的自我管理和毅力。12.时间在流逝。13.现在流的口水，将成为明天的眼泪。14.狗一样地学，绅士一样地玩。15.今天不走，明天要跑。16.投资未来的人，是忠于现实的人。17.受教育程度代表收入。18.一天过完，不会再来。19.即使现在，对手也不停地翻动书页。20.没有艰辛，便无所获。生：感受西方的励志文化。师：请完成当堂检测。生：完成当堂检测。评价要点学生是否会设计实验证明液体内部存在压强，学生是否理解液体内部压强规律？专题三大气压强所需课时1课时专题学习目标（说明：描述学生在本专题学习中所要达到的学习目标，注意与主题单元的学习目标呼应） 知识与技能1、了解大气压强的存在2、了解测量大气压强的方法3、了解大气压强随高度的变化规律4、认识生活中利用大气压强的现象过程与方法1、观察跟大气压强有关的现象，感知大气压强是一种客观存在。2、观察演示实验现象，感知大气压强的大小和单位。3、通过观察感知人类是如何利用大气压强的。情感态度与价值观1、培养实事求是的科学态度。2、通过对大气压强应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。专题问题设计如何证明大气压强存在？如何测量大气压强大小？所需教学环境和教学资源(说明：在此列出本专题所需要的教学环境和学习过程中所需的信息化资源、常规资源等和各种支持资源)学生分组实验器材：矿泉水瓶、大小、长短不同的玻璃杯多个、水槽、硬纸片、饮料、吸管、注射器。电脑课件。学习活动设计（说明：为达到本专题的学习目标，从学生的角度设计学生应参与的学习活动。如本专题由几个课时组成，则应分课时描述每个课时的学习活动设计。请以活动1、活动2、活动3等的形式，提纲挈领地描述每个课时包含哪些学习活动以及每个活动的主要步骤。注意，在这些学习活动中应通过对所设计的本专题的问题的探究完成学习任务） 活动一：大气压的存在【在这个板块运用了叶天士：消除显露探究模式】提问：我们上节课学习了液体内部有压强。液体内部压强形成的原因是什么呢？学生回答：因为液体受到重力，液体有流动性。提问：气体与液体类似，同样受到重力也具有流动性。那气体内部是否也有压强呢？我们周围有大气，我们现在正处于气体当中，大家能感觉到大气压强的存在吗？如何证明呢？学生讨论，教师参与类比液体内部存在压强的证明方法。因为套有橡皮膜的塑料管内没有液体，将塑料管放入水中在液体压强的作用下，橡皮膜会向内部凹陷。证明液体内部存在压强。由于物体内外一般都有大气存在，因此即使有大气压强也内外平衡，看不出来。所以，应该通过消除（或消弱）内部的大气压，从而使外部的大气压强显露出来。学生讨论，实验采用向矿泉水瓶中倒热水将瓶内空气排出一些后密封、向杯子中倒满水挤走空气等方法，来消除或减弱内部的大气压。学生观察：矿泉水瓶变瘪了，纸片贴在杯口不会掉下来（覆杯实验），证明外部大气压的存在。由此，引入大气压强的概念。学生体验1、给学生发饮料，让学生用吸管喝饮料的同时，体会如何利用大气压喝到饮料的。2、用注射器吸水。体会注射器为什么能将水“吸”入管内。3、举出生活中其他证明大气压存在和利用大气压的实例。问题消除显露解决问题循环反馈1活动二：大气压的测量【在这个板块运用了李冰父子：结论推演探究模式、茅元仪：结论引发探究模式、史禄：困难互补探究模式三种模式的互相组合】提问：将杯子里装满水倒置在水槽中，让学生猜水柱会下落吗？学生猜想教师演示：发现水柱不会下落学生利用大气压的知识解释现象提问：我们比一比，看看哪个小组可以支撑的水柱高。学生分组实验比赛学生用长短不同的玻璃杯操作，发现最长的也可以支撑。因此，得出另一个结论：大气压很大。视频展示马德保半球实验，进一步证明大气压很大。通过刚才的实验和视频展示，使学生想到要研究大气压的大小。从而自动进入下一个问题：大气压究竟可以支撑多高的水柱？学生通过刚才的实验发现需要的水柱很长，应该想办法将水柱变短。学生讨论有的学生想到通过将玻璃管变粗直接缩短水柱，实验证明是失败的。理论推导，根据液体压强公式：p=gh可以看出压强大小与管子的粗细无关。而因为大气压强在此时是个定值，所以和h是一对互补因素。因此，考虑用增大液体密度的方法来缩短液柱的长度。根据上述思路，用水银柱代替水柱，解决了上述问题，测量出了大气压的值。视频展示实验过程【托里拆利实验】从而也就知道了大气压可以支撑的水柱的高度。由此，又可以得到另一个结论：大气压的值是105Pa左右。反馈练习2学生完成反馈练习问题结论推演结论2引发问题3变化困难互补解决问题3循环反馈2活动三：大气压随高度的变化【在这个板块运用了陈潢：比较建构探究模式】提问：托里拆利测得的是他所在位置和时间的大气压数值，那么大气压是否是固定不变的？课件展示：全国各地的大气压值。学生发现全国各地的气压是不同的。同一个地方不同时间的气压值也是不同的。高原地区与平原地区的气压值相差很大。提问：能否通过数据表格找到气压随高度变化的规律。学生讨论，找到规律：高度越高，大气压强越低。由于在海平面的位置时水银柱的高度大约都在760mm左右，因此规定760mm水银柱相当的压强为1个标准大气压。根据液体压强公式，得到：1标准大气压=1.01105Pa反馈练习3学生完成反馈练习问题比较建构解决问题循环反馈2活动四：知识点小结教师引导学生对本节课的重点知识点进行小结。引导学生回忆，在讨论证明大气压存在的方法时类比了液体压强的证明方法。这里运用了类比法。通过矿泉水瓶瘪了证明大气压的存在是运用了转换法。第五板块：学生自由提问、讨论存在问题【这里可以采用答记者问的游戏方式】 学生各自找出自己还不清楚之处，师生之间或者生生之间通过交流进行解决。第六板块：当堂检测学生完成检测一、填空题：1、马德堡半球实验证明 ，意大利科学家_ 用实验首先测出大气压的值。2、大气压强随高度的增加而 。1标准大气压值是 Pa。二、选择题：（ ）1、下列不属于大气压强现象是：A.两只皮碗压紧后很难分开B.用吸盘挂钩挂衣服C.倒置装满水的杯子，杯口的纸片掉不下来D.深水潜水员，要穿抗压的潜水服（ ）2、在下面说法中，正确的是： A.马德堡半球实验是用来测量大气压值的一个实验B.托里拆利实验中的玻璃管内的水银面上放受到大气压强C.同一地点的大气压不是固定不变的D.大气压的方向是竖直向下的（ ）3、用塑料胶管吸瓶子中的饮料，当饮料沿胶管上升时：A.口中的空气压强一定小于外面的大气压B.口中的空气压强一定大于外面的大气压C.口中的空气压强一定等于外面的大气压D.以上三种情况都有可能（ ）4、有关大气压的变化，下面说法中那一句是错误的：A.大气压的数值在不同的地方一般不同B.同一地方的大气压也在不断变化C.离海平面越高，大气压的数值越大D.一般情况下，晴天的大气压和阴天的大气压是不同的评价要点学生是否会设计实验证明大气压存在，是否会测量大气压大小专题四流体压强与流速的关系所需课时1课时专题学习目标（说明：描述学生在本专题学习中所要达到的学习目标，注意与主题单元的学习目标呼应） 1知识与技能（1）了解流体压强与流速的关系。（2）了解飞机的升力是怎样产生的。（3）了解生活中跟流体压强与流速相关的现象。2过程与方法（1）通过观察和分析得出气体流速对气体压强有影响，并建立假说。 （2）通过实验探究得出流体压强与流速的关系。（3）体验由气体压强差异产生的力。3情感态度与价值观（1）初步领略气体压强差异所产生现象的奥妙，获得对科学的热爱、亲近感。（2）充分感受人类与动物的智慧，以及仿生学对人类社会的影响。专题问题设计1、如何设计实验证明气体压强与流速存在什么关系？1、如何设计实验证明液体压强与流速存在什么关系？所需教学环境和教学资源(说明：在此列出本专题所需要的教学环境和学习过程中所需的信息化资源、常规资源等和各种支持资源) 多媒体课件演示实验器材：飞机翅膀模拟装置、大功率吹风机；分组实验：一张纸条、两张A4的白纸、一个硬币、一个装有水的水槽、一个经过改装的注射器、两个饮料瓶盖。学习活动设计（说明：为达到本专题的学习目标，从学生的角度设计学生应参与的学习活动。如本专题由几个课时组成，则应分课时描述每个课时的学习活动设计。请以活动1、活动2、活动3等的形式，提纲挈领地描述每个课时包含哪些学习活动以及每个活动的主要步骤。注意，在这些学习活动中应通过对所设计的本专题的问题的探究完成学习任务） 活动一：引入新课：通过一张鸟儿飞翔的图片吸引学生回想起自己童年时曾经梦想能像鸟儿一样在天空飞翔的情景，并引出人们为了实现这个梦想发明了飞机。以一段飞机升空的视频引起学生的进一步思考“飞机为什么能飞上天呢？”【设计说明：如此贴近学生生活的引入，是为了在课的一开始就能吸引学生的注意力。让学生带着问题进入课堂。】活动二：进行新课：板块一、气体压强与流速的关系从吹小纸条的实验入手，让学生运用各种吹的方式让手中的小纸条“升起来”。学生会采用冲着纸条下表面吹或贴着纸条上方吹两种方式。让学生在亲身体验中发现认知的冲突，从而引出新的探究课题。探究课题：“为什么在纸条上方吹气，纸条也能飞起来？”老师组织学生讨论：（1）是什么力使纸条升起来的？（2）是什么原因改变了纸条上方空气的气压？建立假说：气体中，流速越快的位置压强越小。设计实验：（1）如何改变气体流速？（2）如何显示压强变小？通过向两张自然下垂的纸中间吹气来加快两张纸中间的空气流速。通过观察两张纸的运动情况显示纸两侧空气压强的变化情况。学生分组实验，验证了刚才建立的假说是正确的。进一步引导学生思考运用这样的原理，如果我们向硬币上方吹气，硬币会不会升起来。【设计说明：这里设计这个环节是想要让学生亲身体检一下由于流速的改变使物体上下表面产生的这个压强差的力量不仅仅能够托起一张小小的纸条，也能托起更大更重的东西。后面再进一步拓展到“屋顶”。为后面探究飞机升力的产生原因做