基于核心素養(yǎng)的思維型課堂教學(xué)研究

楊錦悅 任新成

【摘要】隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展成為熱點話題。文章基于核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維理論，以“氣體的壓強”教學(xué)設(shè)計為例，主要從教材分析和學(xué)生心理分析、教學(xué)用具、教學(xué)目標(biāo)以及重難點、教學(xué)設(shè)計過程和教學(xué)反思等方面闡述了思維型課堂教學(xué)的研究。

【關(guān)鍵詞】氣體的壓強;教學(xué)設(shè)計;思維型課堂

一、教學(xué)分析

教學(xué)分析包括教材分析和學(xué)生心理分析。教材分析：氣體的壓強是在學(xué)生對液體壓強的形成以及特點有一定了解后，結(jié)合生活現(xiàn)象及實驗演示繼而引出其概念，氣體壓強和液體壓強又為流體壓強建立了一定的基礎(chǔ)。學(xué)生心理分析：初中生的認識感性多于理性，學(xué)習(xí)的動力大多來自他們的興趣，物理教學(xué)又以實驗為基礎(chǔ)，教學(xué)中在注重知識邏輯的同時，應(yīng)注重把學(xué)生對生活中物理現(xiàn)象的認識與已有的觀念結(jié)合起來，增強學(xué)生的直接經(jīng)驗和親身體驗。

二、教學(xué)用具

自制魔杯、自制大氣壓估測演示儀（由小桶、5ml的注射器、細繩等）、彈簧測力計、玻璃板、吸盤、刻度尺、小杯、沙子、臺秤、飲料瓶、規(guī)格不同的注射器、2瓶紙盒牛奶。

三、教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)重、難點分析

（一）教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：探究大氣壓強的存在并能舉例證明大氣壓強的存在;理解大氣壓強產(chǎn)生的原因，解釋生活現(xiàn)象。過程與方法：能掌握探究測量大氣壓強的方法;培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考和分析問題的能力。情感態(tài)度與價值觀：引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會充分利用身邊的小物品或現(xiàn)象進行科學(xué)探究的能力;培養(yǎng)學(xué)生不怕困難、持之以恒的科學(xué)精神，并形成環(huán)保和節(jié)約意識。

（二）教學(xué)重點和教學(xué)難點

重點：證明大氣壓強的存在并測大氣壓的值。難點：組織學(xué)生進行探究并設(shè)計實驗。

四、思維型課堂教學(xué)設(shè)計

（一）環(huán)節(jié)1：魔術(shù)導(dǎo)入，激趣設(shè)疑

師：我給大家展示“魔杯”魔術(shù)，如圖1是利用虹吸原理制造的“魔杯”（教師操作，學(xué)生觀察），大家肯定都在想水為什么先前沒有流下來，而僅僅倒入一小杯水后，就源源不斷有水流出？

師（啟發(fā)）：莫非有一只無形的手堵住了小孔？在空氣中，是不是空氣充當(dāng)了這只無形的手呢？前面我們知道液體對浸入其內(nèi)部的物體有壓強。那么在大氣的海洋中，是否對浸入其中的物體也像液體一樣，有壓強的作用呢？通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們就可以解釋其中的緣由。

（二）環(huán)節(jié)2：類比分析，實驗驗證

師：強調(diào)大氣壓存在的原因及特點（類比液體壓強）。

師：實驗證明大氣壓的存在。

演示實驗1：往空飲料瓶內(nèi)倒一點開水并把瓶子涮一涮，再把水倒出來，迅速密封瓶蓋，將觀察到飲料瓶逐漸變癟，教師引導(dǎo)學(xué)生解釋。

操作實驗2：男生和女生比賽喝牛奶（紙裝盒），將男生牛奶盒的吸管與插入口接觸處密封，發(fā)現(xiàn)女生把牛奶吸進去了而男生沒有，教師引導(dǎo)學(xué)生解釋。

師：以上實驗表明只要瓶內(nèi)壓強小于瓶外大氣壓，大氣壓即可表現(xiàn)出它的“力量”。根據(jù)這個道理，同學(xué)們能否解釋前面魔術(shù)中的奧秘呢？

（三）環(huán)節(jié)3：自主學(xué)習(xí)，合作交流

師：據(jù)說1654年5月8日，德國馬德堡市民看到一件讓他們很吃驚的事情，格里克把兩個空心銅半球緊貼在一起，抽出球內(nèi)空氣，然后用八匹馬向相反方向拉，馬隊費了九牛二虎之力終于把它拉開了。大氣壓的存在還可以“為人類服務(wù)”，例如用手中吸盤掛起鏟子、勺子、小桶等物品。想一想有什么方法可以估測大氣壓的值呢？

師：首先從壓強最初的概念出發(fā)，以P=F/S為原理設(shè)計測量方案。

器材：彈簧測力計、玻璃片、吸盤、刻度尺、小桶、小杯、沙子、臺秤、水、飲料瓶。

學(xué)：選用吸盤、彈簧測力計設(shè)計方案，測出拉力和吸盤的面積即可算出大氣壓強。

師：故意選用一個量程較小的測力計，發(fā)現(xiàn)測力計無法拉脫吸盤，怎么辦？

生：換用更大量程測力計或者換用面積較小的吸盤。

師：沒有合適的測力計和吸盤，能否用其他物品替代測力計？

生：把小桶掛在吸盤上，逐漸加沙子直到吸盤剛好拉脫，桶和沙子的重力即拉力。

師：器材中除了吸盤，還有什么可以體現(xiàn)大氣壓強的存在？

生：用注射器的活塞推至注射器筒的底端排盡空氣，再迅速用手堵住，測拉力的大小。

按照自己的方案，進行實驗，將數(shù)據(jù)記錄并計算結(jié)果。實驗評估，包括方案優(yōu)勢、誤差分析。

（四）環(huán)節(jié)4：點撥講解，解難析疑

展示圖片，分發(fā)材料，自主閱讀托里拆利實驗材料。

問題1：玻璃管傾斜，水銀柱怎樣變化？你怎樣理解高度？

問題2：如果玻璃管變粗，高度會怎樣變化？

問題3：在該實驗中為何使用水銀？可以用水進行實驗嗎？

分析：水銀柱高度不變的原因是什么？（外界大氣壓強沒變，等于液柱產(chǎn)生的壓強P=ρgh，而液體壓強只與密度、高度有關(guān)，密度不變，高度自然不變，與其他因素?zé)o關(guān);原理上用水也可以做實驗，但是水的密度遠小于水銀的密度，高度太高不方便實驗室進行實驗。）

五、教學(xué)反思

本節(jié)課運用“實驗-探究”的教學(xué)方法，形成思維型課堂，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、核心素養(yǎng);但是并不是所有的課都可以用這種形式實施科學(xué)探究式教學(xué)。教師要根據(jù)教材的“知識邏輯”與學(xué)生的“認知邏輯”，因材施教，在建立物理模型的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)推理能力，同時使學(xué)生形成正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任觀。

【參考文獻】

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