金行澤 沙琦波

（1.浙江省寧波市鎮(zhèn)海蛟川書(shū)院，浙江 寧波 315000；2.浙江省寧波市四眼碶中學(xué)，浙江 寧波 315000）

“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”是在液體、氣體壓強(qiáng)知識(shí)的基礎(chǔ)上的拓展和應(yīng)用，為之后浮力學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ).它是在對(duì)液體和氣體靜態(tài)壓強(qiáng)學(xué)習(xí)之后，對(duì)流體動(dòng)態(tài)壓強(qiáng)的進(jìn)一步探討和學(xué)習(xí)，是對(duì)液體和氣體靜態(tài)壓強(qiáng)知識(shí)的延伸和拓展.新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系”的要求是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，能總結(jié)出流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系，能利用流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系解釋升力產(chǎn)生的原因，能利用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系解釋生活中有關(guān)的現(xiàn)象.［2］從課程標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，本節(jié)課體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，再?gòu)纳罨貧w物理”的教學(xué)理念.因此，本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)為主線(xiàn)，從創(chuàng)設(shè)情境、合作探究、拓展應(yīng)用、點(diǎn)睛升華4個(gè)方面設(shè)置階梯情境，助推學(xué)生思維進(jìn)階，基于以上分析設(shè)計(jì)了如圖1所示的教學(xué)流程.

圖1 教學(xué)流程

1 以具體情境引入新課，養(yǎng)成學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)

真實(shí)的情境源于現(xiàn)實(shí)生活，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是真實(shí)可感的情境.需要指出的是，使用“真實(shí)”的描述，［3］并非僅指現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)發(fā)生的事件，而是強(qiáng)調(diào)情境要與學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，要與學(xué)生的真實(shí)好奇相聯(lián)結(jié)，強(qiáng)調(diào)所學(xué)知識(shí)、能力的真實(shí)運(yùn)用和學(xué)生在復(fù)雜情境中的真實(shí)思維.

教學(xué)的源泉很多時(shí)候是來(lái)自于生活.在日常生活中，流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系的相關(guān)現(xiàn)象及應(yīng)用十分常見(jiàn)，但其中所包含的科學(xué)原理是很多學(xué)生不知道或者是解釋不全面的.因此在教學(xué)過(guò)程中，教師要通過(guò)創(chuàng)設(shè)具體物理情境，聯(lián)系生活實(shí)際，從而激發(fā)學(xué)生好奇心，引導(dǎo)學(xué)生思考其中所蘊(yùn)含的科學(xué)原理.因此本環(huán)節(jié)，筆者設(shè)置了兩個(gè)情境：海上船只相撞以及隔空點(diǎn)火.

設(shè)計(jì)情境1：海上船只相撞.

筆者選擇了動(dòng)畫(huà)片：海爾兄弟中的“兩船相撞”片段.通過(guò)片中人物的對(duì)話(huà)和行為以及兩船相撞前所呈現(xiàn)出來(lái)的效果，形象地展現(xiàn)兩船相撞的情景.

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)該片段，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)新課前先簡(jiǎn)要闡述其中所涉及的物理知識(shí).學(xué)生會(huì)依據(jù)原有知識(shí)答出：慣性、浮力等物理知識(shí).教師再進(jìn)一步設(shè)疑：那為什么在船員發(fā)現(xiàn)兩船即將碰撞之前，迅速進(jìn)行“轉(zhuǎn)舵”也無(wú)濟(jì)于事呢？ 進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的求知欲.

設(shè)計(jì)情境2：隔空點(diǎn)火

（1）點(diǎn)燃其中的1支蠟燭，用1根吸管向火焰的一側(cè)吹氣，觀察到火焰向吹氣的一側(cè)傾斜.

（2）將3只蠟燭并排靠近，如圖2，點(diǎn)燃兩邊的蠟燭，用吸管向中間未點(diǎn)燃的蠟燭芯方向水平吹氣，可觀察到中間的蠟燭被點(diǎn)燃.

圖2 隔空點(diǎn)火

設(shè)計(jì)意圖：在傳統(tǒng)觀念認(rèn)知中，熄滅蠟燭的一種方式就是“吹”，而在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，卻用“吹”的方法點(diǎn)燃了蠟燭，與學(xué)生已有認(rèn)知產(chǎn)生強(qiáng)烈沖突，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，從而引出流體概念，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生探究流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系.

2 以創(chuàng)設(shè)問(wèn)題引出探究，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)模式，圍繞知識(shí)和能力兩條主線(xiàn)展開(kāi)教學(xué)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境中自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、以小組合作方式探究問(wèn)題，并能夠借助教師提供的支架解決問(wèn)題.科學(xué)教師運(yùn)用問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)模式時(shí)，要注重在課前分析教材內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識(shí)，形成解決問(wèn)題的技能和自主學(xué)習(xí)的能力.

教師引導(dǎo)：物理學(xué)中把具有流動(dòng)性的氣體和液體統(tǒng)稱(chēng)為流體，氣體和液體流動(dòng)時(shí)的速度稱(chēng)為流速.在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)過(guò)了液體內(nèi)部的壓強(qiáng)和大氣壓，它們都是流體靜止時(shí)的壓強(qiáng)，當(dāng)液體或氣體流動(dòng)時(shí)，它們的壓強(qiáng)又會(huì)怎樣？ 接下來(lái)我們通過(guò)幾組演示實(shí)驗(yàn)來(lái)探究流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系.

合作探究1：兩紙相吸.

取兩張白紙，用手抓住上端，使兩紙平行，使另一端自由下垂，如圖3，用嘴向兩紙中間部分使勁吹氣，觀察現(xiàn)象.

圖3 兩紙相吸

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：吹氣時(shí)，兩紙下端向中間靠攏，吹氣越用力，兩紙向中間靠攏越多.

設(shè)計(jì)意圖：取材簡(jiǎn)單，學(xué)生可親身體驗(yàn)、直觀感受，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)氣體流動(dòng)與壓強(qiáng)之間關(guān)系的感性認(rèn)識(shí).［4］另外，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因是受到了力的作用，先從力的角度去分析：不吹氣時(shí)，兩紙周?chē)臍鈮憾枷嗟?，紙受力平?吹氣時(shí)，紙下端向中間靠攏，說(shuō)明紙受到不平衡力的作用，且左紙合力向右，右紙合力向左.從而說(shuō)明吹氣的地方氣壓變小了，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)氣體流動(dòng)與壓強(qiáng)之間關(guān)系的理性認(rèn)識(shí).

合作探究2：吹不走的乒乓球.

將乒乓球放在漏斗中，從漏斗底部向漏斗吹氣，如圖4，漏斗正放、倒放都做一次，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

圖4 吹不走的乒乓球

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：乒乓球吹不走.

合作探究3：跳動(dòng)的“音符”.

取流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的演示器，如圖5，讓學(xué)生在一端吹氣，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

圖5 演示器

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U 形管一端液面上升，另一端液面下降.

合作探究4：模擬兩船相撞.

準(zhǔn)備一水槽，里面裝滿(mǎn)水，上面放兩只紙船，通過(guò)橡皮管向兩船之間吹氣，如圖6，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

圖6 兩船相撞

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩船相互之間靠攏.

設(shè)計(jì)意圖：以上4個(gè)探究活動(dòng)要求學(xué)生4 人小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，培養(yǎng)學(xué)生合作、交流的能力，鼓勵(lì)學(xué)生善于與他人合作、分享.以前面的實(shí)驗(yàn)作為參考，學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究的能力，使學(xué)生保持對(duì)探究的熱情.

通過(guò)這4個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究其本質(zhì)特征，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)流體的流速與壓強(qiáng)之間的關(guān)系.在流體中，流速越大的地方，壓強(qiáng)就越??；流速越小的地方，壓強(qiáng)就越大.學(xué)生通過(guò)自主地參與知識(shí)獲得的過(guò)程，掌握科學(xué)探究所必須具備的科學(xué)方法，探究性地獲得科學(xué)概念，并逐步形成探究能力和科學(xué)態(tài)度.

3 以合作探究得出原理，促成學(xué)生的歸納能力

學(xué)生利用身邊可利用的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)完成探究實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)科學(xué)家進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，有利于引導(dǎo)學(xué)生注重探究過(guò)程，體會(huì)探究的重要性.科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要充分發(fā)揮學(xué)科的探究功能，使學(xué)生從知識(shí)發(fā)現(xiàn)的起源進(jìn)行觀察，從而獲得完整的知識(shí)建構(gòu)，提高學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng).學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐、自主思考、科學(xué)探究和完成歸納，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)新理念，［5］進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)歸納能力，并把總結(jié)出來(lái)的知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)際.

應(yīng)用拓展1：飛機(jī)升空.

思考：幾十噸重的飛機(jī)為什么能騰空而起？ 如圖7，展示飛機(jī)升空模型.

圖7 飛機(jī)升空模型

設(shè)計(jì)意圖：生活實(shí)際與模型相結(jié)合，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐認(rèn)識(shí)機(jī)翼的特殊造型，讓學(xué)生明白機(jī)翼有什么特殊的造型，機(jī)翼的升力是從何而來(lái).進(jìn)一步讓學(xué)生利用所學(xué)習(xí)的知識(shí)對(duì)飛機(jī)升空的現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)M(jìn)而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合.

應(yīng)用拓展2：香蕉球.

假使你是個(gè)足球迷的話(huà)，一定見(jiàn)過(guò)這種精彩的場(chǎng)面：攻方球門(mén)發(fā)直接任意球時(shí)，守方球員五六個(gè)人排成一字“人墻”，企圖擋住攻入球門(mén)的路線(xiàn)，而攻方的主發(fā)球員卻不慌不忙，慢慢走上前去，把球放正位置，然后起腳一記猛射，只見(jiàn)球繞過(guò)“人墻”，眼看要偏離球門(mén)飛出界外，卻又轉(zhuǎn)過(guò)彎來(lái)直撲球門(mén)，守門(mén)員剛要起步撲球，卻為時(shí)已晚，球早已應(yīng)聲入網(wǎng)了.這就是頗為神奇的香蕉球.因?yàn)榍蜻\(yùn)動(dòng)的路線(xiàn)是弧形的，像香蕉形狀，因此以“香蕉球”得名.

設(shè)計(jì)意圖：足球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)深受廣大學(xué)生喜愛(ài)，引出“香蕉球”這個(gè)概念，旨在吸引學(xué)生的眼光，激發(fā)他們的求知欲，讓學(xué)生能用所學(xué)知識(shí)對(duì)日常生活中的一些現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)M(jìn)而提高他們對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣.

根據(jù)所學(xué)知識(shí)，在速度較大一側(cè)的壓強(qiáng)比速度較小一側(cè)的壓強(qiáng)小，根據(jù)伯努利原理，球就受到了一個(gè)橫向的壓力差，使球向旁側(cè)偏離，而球又不斷向前飛行，在這種情況下，足球同時(shí)參與了兩個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，便沿一條彎曲的弧線(xiàn)前進(jìn)了，如圖8.同樣在乒乓球運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員在削球或拉弧圈球時(shí)，球的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)路也會(huì)改變，原理與“香蕉球”一樣，這樣的現(xiàn)象被稱(chēng)為馬格納斯效應(yīng).

圖8 香蕉球

應(yīng)用拓展3：自制馬格納斯滑翔機(jī).

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)制作馬格納斯滑翔機(jī)，如圖9，讓學(xué)生感受親自動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)教具的快樂(lè)，通過(guò)發(fā)射運(yùn)動(dòng)，非常容易觀察到其運(yùn)動(dòng)軌跡，這樣可以讓學(xué)生進(jìn)一步探究科學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐應(yīng)用.

圖9 馬格納斯滑翔機(jī)

應(yīng)用拓展4：自制簡(jiǎn)易噴霧器.

設(shè)計(jì)意圖：此項(xiàng)任務(wù)為課后回家實(shí)踐作業(yè).旨在讓學(xué)生學(xué)以致用，通過(guò)課堂所學(xué)所得，把理論知識(shí)實(shí)際化，與生活生產(chǎn)相互結(jié)合.

4 以理論真知解釋自然，提高學(xué)生的釋疑水平

教師教學(xué)的目的就是要讓學(xué)生能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上加以提煉升華，將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)科學(xué)原理在理解的基礎(chǔ)上遷移到未知的情境中，可以批判地進(jìn)行學(xué)習(xí).在遷移和運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程中，將所學(xué)的知識(shí)原理轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力.

點(diǎn)睛升華：茅屋為秋風(fēng)所破歌.

杜甫在《茅屋為秋風(fēng)所破歌》當(dāng)中寫(xiě)道“八月秋高風(fēng)怒號(hào)，卷我屋上三重茅”.大風(fēng)為什么能掀翻屋頂？

設(shè)計(jì)意圖：新課程標(biāo)準(zhǔn)提到，同各分科課程相比，科學(xué)課程試圖超越學(xué)科的界限，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，整體規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)各學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的相互滲透和聯(lián)系.這樣的課程，有助于學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然和科學(xué)，根據(jù)統(tǒng)一的科學(xué)概念、原理和各領(lǐng)域知識(shí)之間的聯(lián)系建立開(kāi)放型的知識(shí)結(jié)構(gòu)；有助于學(xué)生知識(shí)的遷移和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展；有助于對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的總體安排，使學(xué)生得到全面的科學(xué)方法的訓(xùn)練；有助于學(xué)生較為全面地關(guān)注和分析與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)生活問(wèn)題，獲得對(duì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的理解.本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)就是試圖將科學(xué)學(xué)科知識(shí)與語(yǔ)文學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，真正做到學(xué)科之間的有效聯(lián)系.

基于初中科學(xué)核心素養(yǎng)背景下的“項(xiàng)目+階梯+探究式”課堂教學(xué)實(shí)踐研究，初中科學(xué)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)可以更好地讓學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的蹤跡.這樣，學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)變得更加主動(dòng)，學(xué)生的科學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備變得更加豐富.本文初步探討了初中科學(xué)“項(xiàng)目+階梯+探究式”教學(xué)中的運(yùn)用，設(shè)計(jì)和結(jié)論都還值得進(jìn)一步深入.項(xiàng)目化學(xué)習(xí)作為現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢(shì)，在促進(jìn)科學(xué)教育發(fā)展上很有借鑒意義.