執(zhí)教者：齊齊哈爾市第五中學(xué) 宋立軍

指導(dǎo)者：齊齊哈爾市龍沙區(qū)進(jìn)修學(xué)校 趙遠(yuǎn)波

教材：人教版物理第一冊(cè)

課型：大氣壓測(cè)量探究課

一、課程淺析

“大氣壓的測(cè)量”是教學(xué)難點(diǎn)，教材以托里拆利實(shí)驗(yàn)展示給學(xué)生，由于水銀有毒，只能用課件講解．學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)甚少，為了突破這一難點(diǎn)，在復(fù)習(xí)本章時(shí)，安排了這節(jié)探究課。

二、學(xué)生學(xué)情分析

通過本章學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了不能直接利用P＝F／S p=pgh測(cè)定大氣壓，而托里拆利實(shí)驗(yàn)是讓某一段液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓，進(jìn)而利用液體壓強(qiáng)公式p＝pgh計(jì)算大氣壓的大小，但是學(xué)生對(duì)此的直接經(jīng)驗(yàn)甚少，為了體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”這一新課程理念，關(guān)注學(xué)生的情感、態(tài)度、價(jià)值觀，我從生活中的器具尋找本節(jié)課的切入點(diǎn)，努力尋找課程資源的有效支持，對(duì)課程資源進(jìn)行有效的充分挖掘與合理利用，讓學(xué)生感到物理是有趣的，科學(xué)就在身邊。

三、課程資源的分析與開發(fā)

大氣壓與學(xué)生的生活息息相關(guān)，平時(shí)的鋼筆吸墨水，用吸管吸飲料，塑料吸盤掛鉤，注射器吸藥液，都用到大氣壓，這些都是最直接的課堂教學(xué)資源，充分利用學(xué)生的身邊生活器具，結(jié)合學(xué)生的生活，從社會(huì)、家庭需要出發(fā)，從培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)造的角度出發(fā)，對(duì)教材進(jìn)行合理的補(bǔ)充、拓展和整合，才能培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)、探究方法、實(shí)踐能力，豐富學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)和情感體驗(yàn)，合理地開發(fā)了課程資源，為此，精選了生活中常用的塑料吸盤、測(cè)力計(jì)、注射器、刻度尺等作為本節(jié)課的課程資源。

四、課程目標(biāo)

[知識(shí)與技能]

理解通過P＝F／S測(cè)定大氣壓的探究過程及二力平衡的原理；通過設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、測(cè)量、記錄和分析數(shù)據(jù)等科學(xué)探究技能；通過爭(zhēng)論、表述，培養(yǎng)學(xué)生與人交往的能力；通過評(píng)估，培養(yǎng)減少誤差的實(shí)踐能力。

[過程與方法]

圍繞問題的提出，猜想與假設(shè)，制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)試驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)，分析與論證，評(píng)估、交流與合作的科學(xué)探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過程，在探究過程中，通過評(píng)估、交流與合作，掌握合作學(xué)習(xí)的方法。

[情感、態(tài)度、價(jià)值觀]

在探究實(shí)驗(yàn)過程中，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和快樂，體驗(yàn)科學(xué)就在身邊的真情實(shí)感，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

提升人文素養(yǎng)，倡導(dǎo)主動(dòng)參與、發(fā)表自己見解、汲取不同意見、勇于質(zhì)疑、勇于批判等精神，自信自強(qiáng)等人文理念。

五、教學(xué)模式

“擴(kuò)大選擇、主動(dòng)參與、探究發(fā)現(xiàn)與合作交流”是本節(jié)課教學(xué)模式的出發(fā)點(diǎn)，教師同時(shí)準(zhǔn)備兩套器材供學(xué)生選擇，給學(xué)生充分的時(shí)間和空間，去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作、觀察發(fā)現(xiàn)、收集數(shù)據(jù)、提出結(jié)論、交流意見，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，健全學(xué)生的人格。

六、課堂教學(xué)實(shí)錄

師：大氣壓與我們的生活息息相關(guān)，天氣晴朗，人們呼吸順暢，心曠神怡；天氣陰沉，人們心緒憋悶，煩躁不安，那么，今天我們教室中的大氣壓有多大呢?請(qǐng)你猜一猜。

生：1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，或大于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，或小于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．

師：現(xiàn)在我給大家準(zhǔn)備了兩套器材，各10組，一套是：塑料吸盤、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、玻璃板．另一套是：玻璃注射器、橡皮膜、刻度尺、鉤碼、細(xì)線、鐵架臺(tái)、試管夾．請(qǐng)每個(gè)小組任選一套器材測(cè)量教室中的大氣壓的大小，在未取器材之前，先請(qǐng)各組討論以下問題．(大屏幕演示。)

討論題：

通過什么原理或公式測(cè)大氣壓?

小組選擇哪套器材?

如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)?

在實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)哪些物理量?

實(shí)驗(yàn)步驟如何?

(學(xué)生討論完畢，各組取回本組選擇的器材，學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師巡視。)

師：哪組同學(xué)愿意把實(shí)驗(yàn)情況匯報(bào)給大家?

(學(xué)生響應(yīng)熱烈，紛紛舉手．教師請(qǐng)上一組同學(xué)到前面面向全體同學(xué)，由組長(zhǎng)介紹小組名稱叫牛頓小博士組，介紹小組分工——操作員、記錄員、匯報(bào)員、觀察員。匯報(bào)員向大家匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況。)

生(匯報(bào)員)：我們組選擇的器材是塑料吸盤、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、玻璃板(舉物展示)，實(shí)驗(yàn)原理是：二力平衡，具體操作如下：

1．用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑為D，則吸盤的面積為S＝π(F／S)2。

2．將吸盤擠壓在玻璃板上，用細(xì)線把測(cè)力計(jì)掛在吸盤的尾部。

3．將玻璃壓在桌面上，通過測(cè)力器沿著垂直于玻璃板的方向向外拉吸盤，當(dāng)吸盤恰好掉下時(shí)，計(jì)下拉力值為F，則大氣壓P＝F／S=4F／πD²

生(記錄員)：(將數(shù)據(jù)寫在黑板上)D=2．8cm；F=72N；P=4F／πD²=0.75×10⁵Pa．

師：有沒有與“牛頓小博士”組選擇相同器材的小組?

生：有。

師：器材相同的小組有沒有想要問“牛頓小博士”組?當(dāng)然器材不同的小組也可以參與。

生(其他組)：我們小組用這種方法測(cè)得的氣壓為：0．68 x10SPa，為什么比你們的測(cè)量值小?(學(xué)生活躍，紛紛提問。)

生(觀察員)：開始測(cè)量時(shí)，本小組也存在這個(gè)問題，通過觀察發(fā)現(xiàn)吸盤和玻璃板之間的空氣沒有排凈。我們采取了吸盤蘸水再擠壓在玻璃板上，用水排出吸盤和玻璃板之間的空氣。(學(xué)生鼓掌，表示贊同。)

生(其他組)：我們的做法有一處不同：由于吸盤有自重，測(cè)力器的拉力叫、于大氣壓力，為此我們組將玻璃板豎直后，再向外拉吸盤，這樣吸盤豎直向下，而拉力水平，更接近大氣壓力。

生：謝謝你們小組的提醒與建議，你們的做法比我們小組更合理。

(吸盤法測(cè)大氣壓的實(shí)驗(yàn)評(píng)估與交流結(jié)束。)

師：“牛頓小博士”組探究實(shí)驗(yàn)完成較好，希望這個(gè)小組的成員，能像科學(xué)家牛頓那樣，經(jīng)過自己的努力，將來能成為偉大的物理學(xué)家，那個(gè)小組愿意把利用注射器測(cè)大氣壓的方法匯報(bào)給大家?

(選擇注射器材的小組紛紛舉手，“航空母艦”小組走向前來．由組長(zhǎng)介紹本組分工：操作員、匯報(bào)員、觀察員，)

生(匯報(bào)員)：我們組的實(shí)驗(yàn)原理也是二力平衡，具體做法：

①用刻度尺測(cè)出活塞尾部直徑為D，則活塞尾部的面積S＝π(D／2)²。

②將活塞推至最底端，用細(xì)線、橡皮膜將小孔封閉，將注射器倒置，夾在鐵架臺(tái)的試管夾上．

③用細(xì)線將鉤碼掛在活塞尾部，向上掛鉤碼，當(dāng)活塞恰好向下移動(dòng)時(shí)，記下鉤碼個(gè)數(shù)為n，此時(shí)鉤碼向下的拉力等于活塞尾部受到向上的大氣壓力(二力平衡)，則大氣壓力F=nmg(m為每個(gè)鉤碼的質(zhì)量)，大氣壓P_oF／S=4nmg／πD²

生：(板書)n=18；D=3．2cm；m=100g；Po=0．92X 105Pa．

師：有沒有問題要問“航空母艦”小組?

生(其他組)：活塞自重考慮了嗎?

生：我們先用測(cè)力計(jì)測(cè)出其自重，但我們?cè)跊]有封閉小孔時(shí)，通過測(cè)力計(jì)向外拉活塞，測(cè)其與筒壁之間的摩擦力，發(fā)現(xiàn)重力與摩擦力大小幾乎相等，所以可以不計(jì)自重及摩擦力。

生(其他組)：我們組仔細(xì)觀察了注射器，活塞尾部有沿，尾部的面積不是大氣壓真實(shí)作用的面積，應(yīng)小于尾部面積，我們?cè)僮屑?xì)觀察注射器，發(fā)現(xiàn)大氣壓作用的面積更接近活塞頭部的面積，為此我們小組測(cè)量的是活塞頭部的面積，你們小組贊同嗎?

(“航空母艦”小組經(jīng)過仔細(xì)觀察，表示贊同。)

生：要想測(cè)得準(zhǔn)，注射器筒內(nèi)應(yīng)是真空的，就像托里拆利實(shí)驗(yàn)玻璃管上方應(yīng)是真空一樣，你們組的注射器內(nèi)存在少量空氣，如何實(shí)現(xiàn)真空?

生(操作員)：我們是先吸少許水，將注射器倒置，再將活塞推至底部，用橡皮膜封閉小孔，讓水排出筒內(nèi)空氣，這樣就保證了筒內(nèi)真空!

(學(xué)生嘩然，叫好，表示贊同。)

師：還有沒有問題需要交流?

(學(xué)生寂靜沉思。)

師：好，老師有個(gè)問題想問大家：鉤碼的向下拉力一定等于大氣向上的壓力嗎?

生：可能大于。

師：怎樣改進(jìn)它好些?請(qǐng)同學(xué)們討論。

(討論結(jié)束，請(qǐng)小組同學(xué)回答。)

生：選用大量程測(cè)力計(jì)向下拉活塞更準(zhǔn)確些．

師：很好!動(dòng)了腦筋．科學(xué)需要智慧，智慧來源于思考!現(xiàn)在老師手里有一個(gè)金屬盒氣壓計(jì)，讓我們一起測(cè)量一下教室中的大氣壓的準(zhǔn)確值。(由學(xué)生讀數(shù)、換算，結(jié)果為0．98X10⁵pa．)

師：我們的測(cè)量雖然存在誤差，但我們至少找到了另外一種測(cè)大氣壓的方法，希望大家今后善于利用身邊的器材解決物理問題．

動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：(老師課前準(zhǔn)備了一個(gè)高壓鍋，出示它，介紹結(jié)構(gòu)。)

師：當(dāng)使用高壓鍋?zhàn)鲲埿】着艢鈺r(shí)，鍋內(nèi)氣壓將如何測(cè)量?請(qǐng)同學(xué)課下研究．

(通過思考題將探究活動(dòng)延伸到課外。)

責(zé)任編輯／張 燁