《大气压强》公开课听后感

    卞保金

    

    

    

    摘 要：物理学习离不开实验探究，物理学习过程中几乎每个概念的引出、规律的得出基本都是在实验基础上通过对物理实验现象的观察、分析的基础上总结得出的。施良方教授认为，教学策略要根据教学情境的要求和学生的需要随时发生变化。具体到物理课堂中如何在完成教学任务的基础上有效的进行实验教学呢？笔者认为“思维可视化”在物理实验课中功不可没。思维可视化在解决学生生活经验不足、减轻学生认知负荷、助教师改进教学策略以及提高课堂教学效率方面都有很重要的应用价值。因此，有必要把思维可视化和教学应用结合在一起进行研究，下面就一节《大气压强》公开课说说笔者的看法。

    关键词：思维可视化; 教学应用; 实验教学

    中图分类号：G633.7? ? ? 文献标识码：A? ? ? 文章编号：1006-3315（2020）3-011-002

    一、依托学生生活经验，创设颠覆性实验现象，知道大气存在压强。通过实验过程使学生思维可视化，暴露学生思维认知错误，教师引导体现教师教学思维可视化，达成教学目的。

    引入：覆杯实验

    师：我把这杯子用纸片盖上，倒过来（教师边讲边做），你观察到什么现象？

    生：水和纸片不掉下来。师：谁把它们托住了？

    生：空气。师：大气压与我们的生活息息相关，平时不显山露水，关键时候，它的能力十分惊人。

    演示实验：10.6体验大气压强的存在

    教师边做边讲：

    师：在空易拉罐中倒入少量的水，用酒精灯对它加热，当罐口出现大量的白汽时，用橡皮泥将罐口封住。

    师：你观察到什么现象？生：易拉罐被压扁了。

    师：是谁把易拉罐压扁的？生：空气。

    师：大气再次向我们展示它的力量，大气对处在其中的物体有压强，这种压强叫大气压强。刚才，正是大气压把纸片拖住了，也正是大气压把易拉罐压扁了。

    二、学生利用教师提供实验器材自行尝试设计并进行实验，感受大气压的存在，进一步思考大气压在生活中的广泛应用，实现教师教学思维可视化转化为学生学习思维可视化的过程，完成课标“生活——物理——社会”教学要求，达成大气压强概念教学的要求。

    学生实验：感受大气压的存在（教师巡视）

    学生展讲：

    1.拉注射器：堵住小孔，很难拉动活塞，感受到是大气对活塞向左的压强;2.用注射器吸水：水不掉下来，感受到大气对水向上的压强;3.拉吸盘：很难拉开，感受到大气对吸盘向内的压强：4.用吸管提水：水不掉下来，感受到大气对水的压强。

    师：请结合刚才的几个实验，你生活中有没有类似场景，生活中有哪些实例是利用了大气压？

    学生讨论：用吸管吸牛奶、钢笔吸墨水、用注射器吸药液、两个吸盘吸在一起很难拉开、活塞式抽水机。

    学生体验：用吸管吸水：一个开口的装有半瓶水的锥形瓶、一个密封的装满矿泉水的锥形瓶，两位同学一起用力吸，观察并比较现象的不同。强调饮料不是吸上来，而是被大气压强压上来，告知学生大气压可以把水压到10米高处。

    三、利用多媒体动画模拟实验过程，明确实验研究对象，演绎密闭针筒中活塞的受力情况，使抽象的物理过程具体化，变抽象思维为形象思维，使物理思维过程或者推理过程可视化，解决学生测量大气压力中思维障碍，突破教学难点。

    10.7估测大气压的值

    师：按照同学们的做法，先将注射器的活塞推到注射器的底端，用手指抵住小孔，这样活塞的左侧就不与空气接触，活塞受到右侧空气的压强。（PPT）

    师：我们测大气压是以谁为研究对象的？

    师：大气压测量原理是什么？

    师：根据测量原理，待测的物理量是什么？

    答：大气对活塞的压力，活塞的横截面积。

    师：我们想要利用注射器测出大气压强，就必须测大气对活塞的压力和活塞的横截面积这两个物理量。你们准备怎样测？请你们动手试一试，怎样测大气对活塞的压力，以及活塞的横截面积。

    学生实验1，教师巡视

    师：你们在实验中遇到了什么问题？

    解决了吗？怎样解决的？其它小组有没有办法解决？

    生：1.测力计不够测，能不能换个量程大的测力计？

    问：你是怎么做的？测的这个力是不是大气对活塞的压力？是什么力？拉力！（PPT）（图三）

    师：大气对活塞的压力，拉力为这么大时，动不动？慢慢增加，这时动不动？什么时候活塞开始动？

    跟壓力大小相等，很好！我们就认为活塞开始动时的拉力近似等于大气对活塞的压力。

    2.读数不怎么好读。师：是什么原因导致的？

    师：竖着测？水平测？原因是什么？

    师：测力计不动，拉注射器？注射器不动？拉测力计？

    3.测出了半径

    师：根据集体的智慧，我们想出来比较容易操作又合理的方法，请看大屏幕（PPT），找出操作要点。

    师：注意小组同学要配合，必须一个人盯测力计的指针，一个人盯注射器的活塞。

    学生实验2，教师巡视，收集数据

    师：我们发现同学们的数据差异比较大，你们觉得这些差异是有哪些原因引起的？

    学生讨论：（1）空气没有排尽;2.活塞与筒壁间有摩擦。学生展讲：师：老师来考考你们今天这节课学到的本领，估测大气压强，我们刚才选择用注射器，你还能用刚才你们体验的器材来测大气压吗？大胆的发挥你的想象。在评课中，参与听课的老师一致认为开课老师教学基本功扎实，教学效果良好。也有老师针对本节课思维可视化提出了宝贵的建议，对实验进行改进，使得教学效果更加优化。（1）覆杯实验。建议1：分解为2步骤：空杯、装满水各做一次实验，通过对比，把空气隔离出来，利于学生认识大气压存在。建议2：杯子改为做浮力实验的深水桶。因为桶大学生更容易看清;水更多，成功后效果更震撼。

    2.演示实验。10.6体验大气压强的存在，建议把易拉罐更换为更大的罐子，但是没提出用什么代替。

    3.笔者看法。实施新课改以来，各种模式和教学手段花样翻新、层出不穷，据笔者近几年观课研究，要真正取得好的教学效果，本质上都是老师要创设丰富的活动，让学生想参与、能参与，进而乐于参与课堂学习活动。在初中物理教学设计中，需要巧妙运用“思维可视化”设计出符合学生认知发展规律的物理课堂实验，让每一个实验借助“可视化”的亮光，引领学生的物理思维层层深入，学科素养也会得到结构性优化。但是如何有目的地进行思维可视化教学设计，可以按照江苏省特级教师许邦正老师“思维可视化”层次及操作要点的阐述来进行备课。第一层次是直观模型，如利用“覆杯实验、易拉罐形变、自制水喷泉”等可视实验来体验和知道大气存在压强;第二层次是物理问题的定性探讨，如利用实验室弹簧测力计来测量大气压力大小选用1ml和20ml针筒中的哪一个针筒，只要老师给出两种规格的針筒，学生会通过自己实际经历得出答案和依据，如利用多媒体确定实验研究对象是活塞及何时弹簧测力计示数为大气压力的大小;第三层次是基于物理原理的定量设计，如课堂小结利用吸盘、刻度尺、弹簧测力计再测大气压的值。初中物理中学习的是声、光、力、电、热等物理最基本的常识性知识，尤其是不少知识在课标中要求较低，导致部分老师在组织教学过程中弱化思维能力的培养，采取“背多分”模式，这样的结果很多学生死记结论也能获得高分，但在关键的成长阶段错失了“摸扎特”式的扎实的思维训练，到了高中就很难适应，更别说终身发展了。

    “思维可视化”在初中物理教学设计中适度应用是极为有益的，能很好地引领学生走进物理世界、生动地体验建构物理知识框架的过程，使学生能够广泛参与和深度参与课堂活动，从而取得好的学习效果。但应注意的是，“思维可视化”在初中物理实验中如果应用不当，也会造成弱化学生思维深入发展、甚至强化学生科学性错误的可能。所以，在实际教学中应做到精准设计、适时呈现，尽可能排除“思维可视化”在物理教学中造成的负面效应，真正将“思维可视化”的价值与功用在初中物理教学中展现得淋漓尽致。

    参考文献：

    [1]殷霞军.初中物理教学中的理错策略分析[J]中学物理教学参考，2019（18）

    [2]张树东.浅谈初中物理教学中如何培养学生自主学习能力[J]课程教育研究，2019（43）