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        大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新及應(yīng)用的有效策略

        2020-08-14 09:47:31覃燕娜
        求知導(dǎo)刊 2020年23期
        關(guān)鍵詞:反思核心素養(yǎng)

        摘 要:“大氣壓強(qiáng)”是初中物理知識(shí)的重點(diǎn)內(nèi)容之一,為學(xué)生理解地球周圍的大氣存在壓強(qiáng)提供了重要體驗(yàn),為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)大小的知識(shí)建立了重要的前概念。文章作者在多年的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)《大氣壓強(qiáng)》這一節(jié)課的學(xué)習(xí)往往感到很困惑,因此立足于有效備課的視角,自制教具讓學(xué)生在課堂上可以直接體驗(yàn)到大氣壓強(qiáng)的存在,以提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

        關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn);反思

        中圖分類號(hào):G633.7?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?文章編號(hào):2095-624X(2020)23-0029-02

        一、挖掘核心素養(yǎng),形成教學(xué)策略

        1.科學(xué)知識(shí)

        《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》對(duì)“大氣壓強(qiáng)”的教學(xué)要求為:“知道大氣壓強(qiáng)及其與人類生活的關(guān)系?!薄稄V州市義務(wù)教育階段學(xué)科學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(2013版,物理)對(duì)大氣壓強(qiáng)的具體評(píng)價(jià)為:“知道馬德堡半球?qū)嶒?yàn)和托里拆利實(shí)驗(yàn);了解測(cè)量大氣壓強(qiáng)的方法;了解大氣壓強(qiáng)與人類生活的關(guān)系”[1]。而本節(jié)課中學(xué)生需要構(gòu)建的核心知識(shí)為“大氣壓強(qiáng)的存在及其測(cè)量方法”“大氣壓強(qiáng)與人類生活的關(guān)系”。

        2.科學(xué)方法

        在進(jìn)行“大氣壓強(qiáng)”教學(xué)時(shí),教師主要利用自制教具的演示,讓學(xué)生觀察到酒精在瓶子中燃燒后瓶子迅速變扁,同時(shí)聽(tīng)到啪啪聲;看到瓶中和吸管中充滿牛奶時(shí),牛奶吸不起來(lái),以及吸管側(cè)面開(kāi)孔后,牛奶也吸不起來(lái),形成思維沖突,激發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題的興趣。實(shí)驗(yàn)演示大大減少了教師的語(yǔ)言解釋,而且有利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提高。

        3.科學(xué)精神和態(tài)度

        《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出,“有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)”,“體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難、解決物理問(wèn)題時(shí)的喜悅”,“養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度”。教師應(yīng)該發(fā)揮物理學(xué)科優(yōu)勢(shì),在大氣壓強(qiáng)的教學(xué)中立足于科學(xué)知識(shí)和方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,不能只停留在教授知識(shí)的層面,還要有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的意識(shí)。教師要利用課堂讓學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生“有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí),熱愛(ài)祖國(guó),有振興中華的使命感與責(zé)任感”[2]。

        4.科學(xué)應(yīng)用

        學(xué)習(xí)物理知識(shí)的意義在于學(xué)生能利用所學(xué)的知識(shí)去分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,特別是將所學(xué)知識(shí)和方法內(nèi)化成一項(xiàng)重要的生活技能。教師要與學(xué)生互動(dòng)進(jìn)行大氣壓強(qiáng)的教學(xué),設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)并適時(shí)提問(wèn),驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)象分析。筆者通過(guò)教學(xué)實(shí)踐認(rèn)為,在大氣壓強(qiáng)的教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該設(shè)計(jì)如下問(wèn)題讓學(xué)生思考:(瓶子和吸管中充滿牛奶時(shí))用力吸牛奶,牛奶沒(méi)吸到口中,吸這個(gè)動(dòng)作能讓牛奶到口中來(lái)嗎?(吸管有孔時(shí))用力吸牛奶,牛奶也沒(méi)吸到口中,吸這個(gè)動(dòng)作能讓牛奶到口中來(lái)嗎?如果要讓池塘里的水通過(guò)管道到達(dá)高處,利用以上的原理我們應(yīng)該怎樣做呢?學(xué)生不一定在課堂上能夠回答出第三個(gè)問(wèn)題,但教師可以激發(fā)學(xué)生思考,讓學(xué)生在課后討論,也可以讓他們課后查找資料。教師要讓學(xué)生了解大氣壓強(qiáng)在生活中的應(yīng)用除了吸盤(pán)、吸管,在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用案例還有抽水機(jī)和沐浴露瓶上的壓力泵等。

        二、發(fā)現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題,創(chuàng)新教學(xué)儀器

        人教版物理八年級(jí)下冊(cè)教材第九章第三節(jié)《大氣壓強(qiáng)》一課雖然沒(méi)有要求演示證明大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn),但建議講評(píng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)有:覆杯實(shí)驗(yàn)、吸管吸飲料、吸盤(pán)吸墻面、鐵桶壓扁實(shí)驗(yàn)。雖然覆杯實(shí)驗(yàn)、吸管吸飲料、吸盤(pán)吸墻面等實(shí)驗(yàn)操作都比較簡(jiǎn)單,但學(xué)生對(duì)“飲料不是吸入口中的,而是大氣壓強(qiáng)壓入口中的”仍然存在較大的困惑:明明用嘴巴吸了吸管,飲料才進(jìn)入口中的,為什么是大氣壓強(qiáng)壓入口中的?而鐵桶壓扁實(shí)驗(yàn),若教師在課堂上演示,則會(huì)由于操作抽氣機(jī)而耗費(fèi)較多的課堂時(shí)間,因此教師往往采用播放視頻的辦法,但教學(xué)的效果大打折扣。筆者經(jīng)過(guò)思考,并經(jīng)過(guò)教學(xué)實(shí)踐證明,可以用比較簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)解決以上兩個(gè)問(wèn)題。

        創(chuàng)新制作方法如下。

        (1)取材:內(nèi)徑約1厘米的透明硬質(zhì)吸管兩根,透明玻璃瓶一個(gè),與瓶口吻合的橡膠塞一個(gè),容積18升的空飲用水桶一個(gè),打火機(jī)一個(gè),鑷子,酒精,棉花。

        (2)制作流程:①在橡膠塞正中間打一個(gè)孔,使透明吸管能剛好插入孔中,在孔與膠塞之間用熱熔膠密封;②另一根透明吸管在靠近吸嘴2厘米處開(kāi)一個(gè)直徑約1厘米的孔;③把容積18升的空飲用水桶桶口處的膠套去除,備用。

        三、精心設(shè)計(jì)問(wèn)題,培養(yǎng)核心素養(yǎng)

        1.導(dǎo)入情景

        師:下面,我想請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)喝牛奶。誰(shuí)愿意上來(lái)呢?(教師拿出玻璃瓶和橡膠塞。)

        一名學(xué)生走上講臺(tái),站在教師旁邊。

        2.介紹器材

        師:這是一個(gè)干凈的玻璃瓶,現(xiàn)在我向瓶中倒?jié)M牛奶,然后用這個(gè)帶透明吸管的橡膠塞塞緊瓶口,吸管與瓶塞之間是密封的?,F(xiàn)在我們看到牛奶已經(jīng)滿到吸管口了。(教師一邊解說(shuō),一邊操作。)

        3.師生互動(dòng)

        師:(對(duì)著上臺(tái)的學(xué)生說(shuō))我現(xiàn)在請(qǐng)這位同學(xué)來(lái)喝牛奶。規(guī)則是除了用嘴接觸吸管,不能用身體任何部位接觸瓶子。

        學(xué)生用力吸吸管。

        師:吸這個(gè)動(dòng)作能讓牛奶到口中來(lái)嗎?

        生:沒(méi)有。

        師:你認(rèn)為怎樣做才可以用吸管喝到牛奶呢?

        生:打開(kāi)塞子。

        師:(打開(kāi)塞子,換了一根側(cè)面開(kāi)孔的吸管)我再請(qǐng)你喝牛奶。

        學(xué)生再次用力吸吸管。

        師:吸這個(gè)動(dòng)作能讓牛奶到口中來(lái)嗎?

        生:(感到很困惑)還是喝不到牛奶呀!

        師:你能否談一下兩次吸牛奶的感受,有沒(méi)有什么不一樣?

        生:第一次感覺(jué)吸不動(dòng)。第二次感覺(jué)吸到的是空氣。

        師:現(xiàn)在只有這兩根吸管,你怎樣才能用它們喝到牛奶呢?

        學(xué)生吸取了前兩次的經(jīng)驗(yàn),用帶塞子的吸管,但不塞緊瓶口,吸到了牛奶。然后換成用手指堵住小孔,也吸到了牛奶。

        師:感謝你的配合,請(qǐng)坐下。我們發(fā)現(xiàn)封住瓶口,就算用力吸了吸管,牛奶也不能進(jìn)入口中;吸管有孔,牛奶也無(wú)法吸入口中??磥?lái)我們吸飲料時(shí),是因?yàn)槲覀冎車写髿鈮旱拇嬖冢谴髿獍扬嬃蠅喝肟谥械摹?/p>

        以下是飲水桶壓扁實(shí)驗(yàn)。

        師:我們的周圍存在大氣,那么大氣壓強(qiáng)有多大呢?下面我們通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)一下。(拿出容積18升的飲用水桶)請(qǐng)一位同學(xué)上臺(tái)來(lái)試試,能否壓扁這個(gè)飲水桶?

        生:(嘗試用力壓飲水桶,用腳踩飲水桶,都只能稍微將桶壓凹陷。)

        師:看來(lái)這位同學(xué)的力量不能把這個(gè)飲水桶壓扁呀!下面我們一起來(lái)看一股神奇的力量吧!教師把點(diǎn)燃的酒精棉放入飲水桶中,并用手掌蓋住桶口,請(qǐng)同學(xué)們觀察。(教師一邊講解一邊操作,舉高飲水桶,稍后看到飲水桶的大部分凹陷,同時(shí)聽(tīng)到巨大的啪啪聲。)

        學(xué)生驚嘆。

        教師松開(kāi)封住桶口的手掌,桶身快速恢復(fù)原狀,再次發(fā)出啪啪聲。

        學(xué)生再次驚嘆。

        4.實(shí)驗(yàn)小結(jié)

        我們周圍存在著大氣。用吸管吸飲料時(shí),是大氣壓在了液面,將飲料壓入了口中。飲水桶內(nèi)的酒精燃燒,桶內(nèi)氣壓減小,大氣壓將飲水桶壓扁了,證明大氣壓強(qiáng)還是很大的。

        四、教學(xué)反思

        以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的器材可以從生活中很方便地獲得,制作成本低,操作方法也十分簡(jiǎn)單。帶密封橡膠塞的吸管和側(cè)面開(kāi)孔的吸管,能夠有效幫助學(xué)生建立大氣壓強(qiáng)存在的感性認(rèn)知,而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程的推進(jìn)自然而且有趣味性。通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的演示和師生互動(dòng),學(xué)生產(chǎn)生了思維沖突,啟發(fā)了學(xué)生用吸管喝牛奶的本質(zhì)原因是什么。學(xué)生未把飲水桶壓扁而大氣壓把飲水桶壓扁的實(shí)驗(yàn)形成了明顯的實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比。學(xué)生體驗(yàn)到了大氣壓強(qiáng)的存在,使學(xué)生對(duì)大氣壓存在和大氣壓很大形成了深刻的印象,為他們后續(xù)學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)的測(cè)量作鋪墊,實(shí)現(xiàn)了課堂的有效性。

        課堂是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的主陣地。教師圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行教學(xué),以先進(jìn)的教學(xué)理念為指導(dǎo),立足于物理核心素養(yǎng)培養(yǎng),反思教學(xué)問(wèn)題,探索解決問(wèn)題的方法,結(jié)合創(chuàng)新教具精心設(shè)計(jì)問(wèn)題,以求課堂教學(xué)更加高效。教師創(chuàng)新教具的態(tài)度也激勵(lì)了學(xué)生勇于面對(duì)困難,有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度,這就真正達(dá)到了立德樹(shù)人的教育目標(biāo),這也是我們所有教育工作者共同奮斗的目標(biāo)[3]!

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]廣州市教育局教學(xué)研究室.廣州市義務(wù)教育階段學(xué)科學(xué)業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(物理)[S].廣州:廣東教育出版社,2013:60.

        [2]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.

        [3]馬朱林.以“楞次定律”為例踐行核心素養(yǎng)教學(xué)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2018(Z1):8.

        基金項(xiàng)目:廣州市第三批市教育系統(tǒng)創(chuàng)新學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)“中學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)創(chuàng)新及其在教學(xué)中的應(yīng)用研究”(1201630019)。

        作者簡(jiǎn)介:覃燕娜(1985— ),女,廣東德慶人,中學(xué)一級(jí)教師,本科,研究方向:初中物理教學(xué)。

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