《大气压强》教学案例.docx

初中物理大气压强教学案例教学内容分析：本节的教学内容是义务教育课程标准实验教科书八年级物理下第九章第三节大气压强，这一课是在学习了压强和液体压强知识后对压强知识的延伸。本节主要从三个方面来学习大气压知识，首先是大气压的存在，其次是托里拆利实验和大气压的值，最后学习大气压的变化和气压计。教材安排为两课时。大气压的认识将全面提升学生对压强概念及相关知识的认知，同时为了解流体压强与流速、浮力知识及相关学科的学习奠定了基础。学情分析：学生在前面已经学习过固体压强和液体压强，对压强知识有所了解，但气体压强更为抽象，所以容易被忽视。通过一系列实验和生活中的现象让学生感受到大气压强的存在和运用，突破难点。学生对科学探究的过程有了一定的了解，这里要逐步引导学生完成估测大气压值的探究实验，放手让学生完成，并对实验进行评估交流。在教学中通过实验和多媒体，以实验为基础、感性认识为依托，逐步引导学生利用已有知识解决新的问题，从而完成本节内容的学习。 教学目标分析：1知识与技能（1）知道大气压强的存在。（2）了解大气压强产生的原因。（3）知道大气压强测定的方法、实验的原理、实验过程和结论。（4）能利用大气压强知识解释日常生活的一些简单现象。2过程与方法（1）观察与大气压强有关的现象，感知大气压强是客观存在的。（2）通过实验探究测定大气压强，使学生感受到等效替代的科学方法。（3）体会物理学的实验研究方法提出问题、实验探索、猜想、实验验证。3情感态度与价值观（1）感悟科学探究的方法，领悟实验在物理中的地位和作用。（2）体验和分享探究的成功喜悦，产生科学探究的兴趣。（3）使学生体会到物理知识与生活的密切联系，使他们能够学以致用，提高他们物理学习兴趣教学重点与难点：教学重点：感知大气压强的存在和探究大气压值的测量方法。教学难点：认识大气压的存在并理解托里拆利实验的原理。【教学资源】教师工具：多媒体课件视频资源。，真空压缩泵，模拟马德堡半球，矿泉水瓶，水，集气瓶，硬纸片，拨了皮的熟鸡蛋，演示用注射器。学生工具（学生4人1组）：光滑玻璃板，弹簧测力计，小皮碗（25个）。注射器，胶头滴管，集气瓶，硬纸片，试管，水槽，带颜色的水。【教学策略】学生学习本节内容需要掌握固体压强、液体压强、力的平衡等知识；在物理方法上需了解等效替代法和转换法；在生活经验方面需有一些生活常识。学生可能对大气压强存在表现漠然，应用也缺乏足够的认识，在加上学生基础差，学习热情低，所以难以调动学生的学习积极性。学生可能在受力分析和计算中存在困难，为解决以上问题，因此我在课前设计教学策略，为新课的顺利进行扫清障碍。1课前热身，为突破重难点铺路搭桥，同时及时反馈，为教师更好掌握学生情况，有针对性的进行教学提供可能，确保所讲是学生所需，让教学真正有效。2创设情景，激发探究欲望，它是“引线”，旨在点燃学生的思维火焰，激发学生的学习兴趣和探究欲望。根据学生的年龄特点，认知水平，结合教材，采取丰富多彩的形式，如实验、史料、故事等创设良好的问题情境，引发学生的思维，激发学生的好奇心和参与意识，调动其学习的积极性。3渗透方法。在初中阶段，学生的实验设计能力较为薄弱，这需要我们老师适时的引导。例如在讲到“大气压强的测定”这一环节时，小组讨论交流为实验设计开启了思维，教师在学生的交流的基础上稍加引导分析：什么时候液体压强的值能和大气压强相等，要获得大气压强的大小我们还需要知道哪些量等等，这样适当的点拨不仅为学生的设计带来思路，也为他们的思考问题提供了方向和方法。4视频展示托里拆利实验，能支持760mm高水银柱，10m高的水柱。采用受力分析和转换法、等效替代法计算出大气压强值。形象直观突破难点。5探究粗略测大气压强的原理、方案，学生通过小组讨论、交流，后全班交流，并对方案进行评估，通过误差的分析引导学生进行方案的改进，培养学生科学素养和实践能力。6视频展示大气压应用，并通过自制气压计和自动给水器的讨论和分析，让学生再次感受大气压强的神奇，实现三维目标的和谐统一。7注重应用。这一环节是教师引导学生将所学的知识进行升华的一个重要环节，在这个环节中通过新旧知识的整合，知识与方法的整合，理论与实践的整合让学生感受到知识的价值和奥妙，对激发其学习兴趣有着积极的作用。例如在本节课的知识整合中，教师引导学生梳理测量大气压强有哪些方法？原理分别是什么？两实验中都用到了哪种科学方法？等等这些问题旨在帮助学生自己来总结两实验的异同点，加深对实验的理解，巩固本节课的知识难点。【教学过程】 一、创设情境 引入新课实验：在装满水的矿泉水瓶的不同位置扎几个小孔，拿起瓶子，观察实验现象，水没有流出来，学生感到惊讶，接着老师让学生想办法怎样让水流出来，并上台演示。学生有的用手挤压，有的松开瓶盖水流了出来。让学生们思考这是为什么？教师接着说，要知道其中蕴含的道理，学习了今天的内容我们就明白了，引入学习课题，并板书。设计意图：通过简便易行的小实验制造学生认知上的冲突,激发学生学习兴趣和探究欲望. 二、学生探究 新课教学（一）探究大气压强的存在1认识大气层课件展示：地球周围的大气层，简单介绍大气层可达上空几千千米，我们人类就生活在这厚厚的大气海洋的底层。思考问题：这厚厚的大气层不仅受重力，还具有流动性，那么大气对浸在它里面的物体有压强吗？答案是肯定的。 2演示实验，感知大气压强的存在我们肯定大气有压强，我们为什么没有感觉到大气压着我们，我们能不能通过实验和日常生活中的现象来证明大气压强的存在呢？学生举例说明大气压存在的现象。刚才同学们举例说明了大气压存在的现象，老师这儿也有两个证明大气压存在的有趣实验，我们一起来看一下。 演示覆杯实验，使学生不仅感受到大气压强的存在，而且向各个方向。 演示瓶吞鸡蛋，增加趣味性。3学生自主探究，感知大气压强的存在过度：通过刚才的实验，同学们已经跃跃欲试了，你们的桌子上也准备了一些实验器材，你们可以尽情去玩，但有一个要求：看哪一组玩出的与大气压有关的现象最多，最后小组展示。 启发思维引入问题：如何利用桌上所提供的器材设计实验证明大气压的存在？说明：经过一段时间的学习，学生们具有了一定的物理素养。在设计实验验证猜想的这个环节，可充分调动学生思维的积极性，提高小组团结协作的能力，培养小组的独立决策能力。自主探究小组交流展示A两个小吸盘对在一起挤压后难以分开。B将一个小吸盘紧紧按在玻璃板上后难以拉开。C用注射器和浇头滴管吸液体。D一头用手指堵住注射器，用手拉另一端，很难被拉开。E用试管装满水倒扣过来，液体不下落。比较实验的共同点总结实验的结论此环节是学生们畅所欲言、各抒己见的环节，老师要鼓励学生大胆表达自己的观点，这也为培养学生的表达交流的能力提供机会。总结：通过以上这些实验证明：大气存在压强而且向各个方向都有压强。我们常把大气压强简称为大气压或气压。在日常生活中有很多现象都能证明大气压的存在，历史上曾有一经典的实验，生动大胆的证明了大气压的存在，大家看多媒体课件马德堡半球实验。4模拟马德堡半球实验利用课件再现马德堡半球实验过程。说明：增强学生对物理学史的了解，培养学生尊重科学的情感，注重学生的情感教育和价值观的养成。改进实验器材模拟马德堡半球实验。说明：改进实验器材，增强演示实验的效果，让学生的理解更轻松，这是新课改为教师们所提出的要求。本次实验采用抽气效果非常好的真空压缩泵代替教学演示用的抽气机，真空压缩泵是冰箱内抽气泵，可到旧货市场采购，其抽气效果好，且没有噪声。改进后的实验，在壮实的六位男同学共同努力才能将两半球分开，生动的实验情景不仅将课堂教学推向高潮，同时也让学生们深刻地意识到了大气压确实存在着，并且还很大，为接下来探究大气压强到底有多大开启了思维。总结：16匹马都没能将马德堡半球分开，大气压到底有多大呢？同学们回忆一下我们学过的有关压强的知识，想一想我们可以用什么方法来测量大气压强的大小呢？说出你的想法和理由。设计意图：对大气压存在的理解,经历演示 体验 再演示 分析 发挥的过程,让学生切身体验大气压强的存在,由感性认识上升为理性认识,充分体现学生的主体地位,培养学生科学探究能力,以此达到对本课教学重点的突出. （二）探究大气压强的值1利用P=F/S的原理来测定大气压强的值第一步启发思维，引入问题：大气压有多大呢？如何利用桌上所提供的器材设计实验来测出大气压的值？（友情提示：实验时应测出哪些物理量？如何来测这些物理量？）小组讨论交流后可利用实验器材尝试着来完成实验。第二步安排学生利用所学压力压强知识和手边老师提供的吸盘、注射器、弹簧测力计等器材进行分组实验:估测大气压。学生较容易想到通过测压力和受力面积用公式p=f/s来计算出大气压的值。在探究活动中,由于实验室所用弹簧测力计量程较小,吸盘被拉动瞬间弹簧测力计读数较难把握,学生实验探究难以成功,这时教师引导学生对实验进行改进,用装沙子或水的挂瓶,或者用小钩码加橡皮泥来代替弹簧测力计测拉力的大小.实验时教师巡视并进行指导,组织学生对实验进行评估,让学生了解到:吸盘中的空气往往难以排尽,拉动吸盘时受力面积也发生了变化,这些因素会导致实验结果不准确。2.利用P=gh的原理来测定大气压强的值教师说明：上述实验误差较大，介绍第一个较准确的测出大气压强的实验:托里拆利实验。介绍物理学史“佛罗伦萨之谜”，及托里拆利得出实验结论的过程，学习科学家的精神，也为学生理解实验原理奠定基础。第二步:转换思路,水柱测压教师因势利导,启发学生从前面所做的覆杯实验入手,让学生思考 用水槽装水封口,换更高的容器实验结果又会怎样呢?实验后水依然不流出,继续发问:大气压究竟能支持多高的水柱呢?此时播放大气压支持水柱的实验视频,引导学生分析获知:大气压的大小就等于它所支持的水柱所产生的压强,获得一种可以准确测量大气压值的方法。第三步:发现问题,水银解决发现上面实验有缺陷:支持水柱过高,实验操作不方便。进一步引导学生考虑换用密度更大的液体-水银来解决问题,由于水银有毒,所以我通过实验视频给学生介绍托里拆利实验并结合动画进行分析,让学生计算出大气压的值。视频播放：托里拆利实验说明：通过小组的共同努力很快地完成了实验，在交流展示中享受着实验的收获。这不仅是课堂教学的收获，更是学生自主成长的收获。课堂上能让学生人人参与，真正活动起来，课堂的教学才有意义，才有活力。说明：由于此实验的原理难度较大，在学生们自主交流后，老师要引导学生从力学角度分析，玻璃管内水银没有全部流下来的原因，要明确点出正是大气压强支撑着高出来这部分液柱，并且大气压强的大小决定着它所能支撑的液柱的高度，这样利用液柱所产生的压强就可计算出大气压强，这种科学方法被称为等效替代法。标准大气压的值：利用课本小组自主学习标准大气压的规定和大小。总结：上面用了两种不同的方法完成大气压的测定，这说明了同学们的聪明和能力，现在我们测定大气压也有专用的实验器材气压计，关于气压计的学习我们下节课会详细研究。接下来同学们可思考一下生活中，哪些现象利用了大气压强的知识？（三）大气压强在生产和生活中的应用（媒体播放人们用吸管喝饮料、注射器吸药感知生活中处处有物理液、茶壶等利用大气压工作的原理），让学生了解大气压在日常生活中也有着广泛的应用，感知生活中处处有物理。谈谈生活或生产中还有哪些现象用到了大气压强？设定问题,自主学习安排学生阅读想想议议部分,观察两种抽水机的工作图,并设定下列问题帮助学生自学:1.提起活塞时,阀门_关闭,大气压迫使水推开阀门_进入圆筒.压下活塞时,阀门b_,活塞下面的水推开阀门_,涌到活塞上面.再提起活塞时,阀门_关闭,它上面的水从出水管_迫使水推开阀门_进入_2.叶轮转动时,进水管内压强_,大气压迫使井中的水推开_进入进水管,经叶轮加速后由_甩出,并如此不断循环,实现连续抽水。第二步:动画分析,深入理解通过动画帮助学生分析和理解两种抽水机的工作过程。设计意图:通过阅读课文、多媒体辅助,培养学生搜集、整理、应用信息及分析问题的能力.说明：大气压力和压强与人们的日常生活、生产技术有着密切的联系，本节课从生活场景走进物理学习，又从物理学习走向社会应用，体现物理与生活、社会的密切联系。在交流中学生们较了解生活中大气压的应用，而对生产中的相关应用了解较少，对此老师可适当准备一些相关的课件，帮助学生了解生产中是如何利用大气压来搬运大张的玻璃板，灯泡等实际问题。这不仅能增强学生对大气压的理解，还可大大提高他们的学习热情，感悟意识物理知识的价值。（四）大气压与高度的关系大气压强是因为空气受重力作用，又有流动性对浸在大气里的物体有压强。大气压强与液体压强的产生原因具有共同点，液体压强随着深度的增加而增大，那么大气压强会随着高度而变化吗？地面附近空气稠密、密度大，越到高空，空气越稀薄，密度减小，那么地面附近和高空的大气压强有什么变化呢？又是怎样变化的呢？人们是生活在大气海洋的哪个位置？高度和深度有什么不同？大气压随着高度如何变化？为什么会有这样的变化？这种变化会均匀吗？为什么？标准大气压的值可用几种方法表示？氢气球上升到一定高度后为什么会爆裂？大气压随高度的变化人们生活在大气层的最底部，此时相当于在大气海洋的最深处；高度越高，在大气海洋的深度就越小，反之亦然；大气压随着高度的增加而减小。大气压与液体压强有相似之处，大气压可用 来粗略计算。随着高度的增加，h减小，同时高空空气的密度减小，从而大气压p减小。由于h和同时发生变化，所以p与h的变化并不均匀，不是成正比的关系。气压计测大气压强的仪器叫气压计。气压计有水银气压计和金属盒气压计。延伸应用,介绍工具1.水银气压计引导学生获知:在托里拆利实验的玻璃管旁立上刻度尺即成为一种测量大气压的工具-水银气压计。2.无液气压计水银气压计携带不方便,给学生介绍使用较多的无液气压 计-金属盒气压计,并通过动画介绍其结构及应用。设计意图:安排为学生自主探究性学习活动,进一步突出学生的主体地位.采用步步深入、循序善诱的方式,让学生学会用转换法的思路和等效替代的方法来获取科学知识,以此达到对 本课教学难点的突破.三、课堂小结说明：此环节分为两个过程，首先以组为单位将本节课的知识进行梳理，确保每位同学清楚本节课所要达成的知识目标，再通过小组的交流展示，通过互评和互补，可帮助同学们进行查漏补缺。教师的提升总结不可少，学生交流的重点是知识，教师的作用是将知识系统和方法的总结。例如在本节课的知识整合中，教师引导学生梳理测量大气压强有哪些方法？原理分别是什么？实验中用到了哪种科学方法？等等这些问题旨在帮助学生自己来总结两实验的异同点，加深对实验的理解，巩固本节课的知识难点。【教学评价】我为本课设计了课堂检测题。 1.著名的_ 实验证明了大气压强的存在，_实验第一次测定了大气压的值.2下列事例中没有应用大气压强的是（ ）A钢笔吸墨水 B吸管吸饮料 C塑料挂钩挂衣物 D压注射器活塞将药水注入体内3做托里拆利实验时，玻璃管中水银高度差发生变化的是（ ）A玻璃管变粗 B玻璃管倾斜 C玻璃管下压 D玻璃管上端有少量空气4自制气压计从山顶到山脚，液柱将 _ （上升或下降），原因是 _ 。5某课外兴趣小组用容积为V的注射器、弹簧测力计、刻度尺各一只，设计了一个估测大气压强的小实验，主要步骤如下： 把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后，用一个橡皮帽封住注射器的小孔。 如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右匀速拉动注射器筒当注射器中的活塞移动到某一位置时，立即记下弹簧测力计的示数为F。 刻度尺测出注射器的全部刻度长度为L。 根据以上实验方案，用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=_ 作业设计：1. 课后请大家注意观察生活中哪些地方或设备是利用大气压强的原理，每人举三个例子。2. 动手动脑学物理的习题板书设计.3大气压强1.大气压的存在 4.抽水机和离心泵2.大气压测量3.大气压的变化 大气压随高度的上升而减小【教学反思】本节课的教学过程，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验探究过程，真正做到让学生“活”和“动”起来，同时在教学中结合了多媒体课件，对学生科学探究过程进行引导，以降低探究难度。在本节课的教学过程中，注重解决了以下三个方面的问题：一是大气压知识比较抽象，因此教学过程中注重联系实际，加强实验，通过日常生活中的例子和随手可得的小实验使学生获得更多的感性认识，激发兴趣，培养学生的抽象思维能力和综合运用知识解决问题的能力。二是既重视获得知识的结果，更重视知识形成的过程。在教学过程中，注意弄清物理知识的来龙去脉，发掘学生学习物理的潜能，把握物理知识内在的规律，培养学生对物理规律和概念的领悟能力，是提高教学效益的有效途径。重视科学思想和科学方法的教育，从实际生活中