随着义务教育课程方案和课程标准的颁布实施,新一轮课程改革必将掀起高潮。对于一线教师来说,课堂教学则是课程改革的主阵地。笔者结合多年参加省市优质课评选、教研活动示范课的优质课例,整理了相关的教学视频、课堂实录等素材,希望能够给教师提供一些帮助。
第一环节:创设情境,提出问题
师:上课!同学们好!请坐!
师:同学们,很高兴能和大家一起来合作、探究。通过本节课的学习,你们将会知道一些既有趣又有用的物理知识。首先,请观看微视频。
(生:观看——油罐车被压瘪)
师:同学们,巨大的油罐车瞬间被压瘪,是什么原因呢?看来同学们知道是大气压作用的结果。那么大气压是怎么产生的?视频中提到的标准大气压是什么?厘米汞柱高是什么意思?大气压只能搞破坏吗?大气压还有哪些应用?带着这些问题,我们一起走进第四节——大气压强(板书:大气压强)。
师:今天我将和同学们一起沿着科学家的足迹,用我们自己创新的实验和方法,经历大气压的探究历程,体验大气压强的存在,学习测量大气压,了解大气压的应用(学什么)。
第二环节:实验探究,解决问题
师:同学们,大气压的发现,传说是由“抽水机抽水高度”引起的。在前后2000多年的漫长历史进程中,先后经历了“两个假说,四个实验,产生了三个世界第一”(怎样学)。
第一个假说是亚里士多德的“自然厌恶真空”。
师:古希腊学者亚里士多德认为,空气没有质量、真空是不存在的。抽水机之所以能把水抽上来,是因为“自然厌恶真空”,活塞上升后,水要立即填满原来活塞占据的空间,阻止真空的形成。
师:亚里士多德是学界泰斗,他知识渊博、德高望重,和我们国家的孔子是同时期的人,就像我们崇拜孔子一样,人们十分敬仰崇拜亚里士多德,对“自然厌恶真空”的理论深信不疑,以至于统治影响了人类2000多年。
师:星转斗移,时光荏苒。时间到了1635年,在意大利的佛罗伦萨,人们发现:当矿井深度超过10米, 抽水机不起作用了,尽管人们千方百计地改进抽水机,但抽水机仍然不能抽水。
师:带着这个问题,人们纷纷去请教伟大的科学家伽利略。伽利略开始向传统理论发起了挑战。在《两门学科的对话》一书他这样说道:“如果我们凭感觉都还不能确认空气是否有质量、真空是否存在的,那么凭感觉我们又如何能否定空气有质量、真空是存在呢?”简单的说,就是凭感觉是不可靠的。我们知道,任何理论都源于实验,实验可以推翻理论,而理论永远无法推翻实验。
师:伽利略为了证实空气是否有质量,真空是否存在的猜想,他利用有质量的物体都能发生热胀冷缩性质,设计了这个装置(经典实验中的第一个实验)。伽利略猜想,当外界气温升高或下降,玻璃容器中的空气就热胀冷缩,玻璃管中水柱就会下降或上升。实验结果与猜想完全吻合。公布实验方案后,这个装置就成为了世界上第一只气温计。
师:对于抽水机抽水问题,他猜想,抽水机是靠“真空力”把水压上去的。对于抽水机为什么不能将水抽到10米以上的高度,他猜想是“真空力”所支持水的高度是有限度的。这就是伽利略的——真空力假说(第二个假说)。
师:同学们,真空力是否存在呢?伽利略的猜想正确吗?现在我们用自己创新的实验来验证来一下。下面请同学们跟着我一起做......
(生:动手做——左右手掌展开,做十字交叉状,挤压,然后迅速打开双手,体验自己的感觉)
师:同学们做得很好!双手分开时,感受到了相互吸引的力。这个力是真空力吗?
师:你猜想是什么力?对!外界大气产生的压力。我们生活的地球表面有一层流动的大气,大气受重力作用,大气就会对浸在它里面的物体产生压力,有压力就有压强,所以大气产生的压强就叫做大气压强。(板书:一、大气压的产生 重力 流动性)
师:下面,老师再给大家做一个实验来验证大气有压力(边说边演示覆杯实验)。(板书:各个方向都有压强)
师:请同学们阅读课本,小组讨论一下大气压强产生的原因并利用老师准备的实验器材,设计验证大气压的实验。
(生:利用身边的物品,设计并展示验证大气压存在的实验。)
师:我们知道了大气压产生的原因,那么大气压到底有多大呢?这就是经典实验中的第二个实验---“托里拆利实验”要回答的问题。本想亲自给同学们做一下,但因为这个实验用的水银有毒,为了安全起见,我们通过视频来了解一下实验操作过程。(板书:二、大气压的大小)
(生:观看“托里拆利实验”视频。)
师:托里拆利实验告诉我们,大气压强与76厘米高的水银柱产生的压强相等。根据液体压强公式P大气= P水银=ρ水银gh,下面我们可以计算出760mm的水银柱会产生压强是多大。请同学们帮我计算一下。
(生:计算P0=ρ水银gh=1.013×105Pa)
师:我们通常把这样大小的大气压叫做标准大气压。一标准大气压能支持多高的水柱呢?请同学们帮我推导一下。
(生:计算约10.3m的水柱)
师:下面我们再用一个实验来验证我们的理论推导。需要说明的是,这段视频是上一届同学们做的,希望你们课下抽时间也做一下。
(生:观看大气压支持水柱的实验视频)
师:同学们,但这里,托里拆利终于解决了抽水机抽水问题。抽水机之所以能抽水是因为大气压强的原因,无法将水抽到10米以上的高度是因为大气压只能支持10米左右的水柱。在解决抽水机抽水问题的过程中,他成为了世界上第一个测出了标准大气压数值的人。消息传出,人们奔走相告,一片欢呼。但由于他太年轻,很多人还是不相信。德国马德堡市市长奥托-格里克,知道后非常气愤,花巨资设计并实施了著名的马德堡半球实验(经典实验中的第三个实验),隔空喊话,声援支持他。历史记载,当时是人山人海,盛况空前!我这里有个马德堡半球实验介绍,请大家一起欣赏一下。
(生:观看马德堡半球实验介绍)
师:老师这里也有两个半球,下面让我们以热烈的掌声欢迎我们班王勇、邱利两位“大力士”闪亮登场,我们也来声援一下托里拆利。
(生:加油!加油!)
师:停,请你们再各自调选五位同学。
(生:加油!加油!)
师:好了好了,马德保半球实验成为了拔河比赛了,比赛就到这里吧,下课同学们可以继续拔河比赛。通过实验,我们可以看出,大气压的确是很大的。
师:同学们,上课开始我说过,大气压的发现经历了两个假说,四个实验,三个第一。我们现在经历了两个假说,三个实验,还有一个实验就是——帕斯卡的高山实验(经典实验中的第四个实验)。
师:根据托里拆利的理论,帕斯卡猜想大气压既然是由大气重力产生的,那么,越往高处,大气越薄,大气压也应当越小,水银柱也应该越短。
师:帕斯卡与人合作详细测量同一时间不同地点的大气压变化情况,设计了气压计,根据大气压的变化来预测天气,成为利用气压计进行天气预报的第一人。(板书:三、大气压的测量 气压计。)
师:生活中常用的测量大气压的仪器主要有两种,一种是用于室内精确测量的水银气压计,另一种是用于室外便于携带的金属盒气压计,也叫无液气压计。
师:这是上届同学利用身边的器材制作的“水气压计”视频,同学们可以课后尝试做做。
第三环节:应用实践,拓展问题
师:请同学们阅读课本,小组讨论一下,举例说明大气压还有哪些应用。(板书:四、大气压的应用)
(生:阅读课本交流展示)
第四环节:梳理反思,深化问题
师:到这里,本节课的探究学习就要结束了,下面请同学们结合自主学习单,梳理一下,这节课你学到什么?有哪些感悟?(学到了什么)
(生:梳理反思完成知识结构图)
师:请孙杰同学来谈谈他的感悟吧。
(生:交流感悟)
师:同学们陈述的很好,我们做任何事情都不能墨守成规,因循守旧。对于权威,我们也不能盲目推崇,要敢于批判质疑、要坚持真理、勇于创新。
师:这节课同学们学习的效果如何,完成自主学习单的检测题。(学得怎么样)
(生:自我检测)
师:好,这节课就到这里,下课!
师:同学们再见!
(生:老师再见!)
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