《大氣壓強》公開課聽后感

卞保金

摘 要：物理學習離不開實驗探究，物理學習過程中幾乎每個概念的引出、規律的得出基本都是在實驗基礎上通過對物理實驗現象的觀察、分析的基礎上總結得出的。施良方教授認為，教學策略要根據教學情境的要求和學生的需要隨時發生變化。具體到物理課堂中如何在完成教學任務的基礎上有效的進行實驗教學呢？筆者認為“思維可視化”在物理實驗課中功不可沒。思維可視化在解決學生生活經驗不足、減輕學生認知負荷、助教師改進教學策略以及提高課堂教學效率方面都有很重要的應用價值。因此，有必要把思維可視化和教學應用結合在一起進行研究，下面就一節《大氣壓強》公開課說說筆者的看法。

關鍵詞：思維可視化; 教學應用; 實驗教學

中圖分類號：G633.7? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1006-3315（2020）3-011-002

一、依托學生生活經驗，創設顛覆性實驗現象，知道大氣存在壓強。通過實驗過程使學生思維可視化，暴露學生思維認知錯誤，教師引導體現教師教學思維可視化，達成教學目的。

引入：覆杯實驗

師：我把這杯子用紙片蓋上，倒過來（教師邊講邊做），你觀察到什么現象？

生：水和紙片不掉下來。師：誰把它們托住了？

生：空氣。師：大氣壓與我們的生活息息相關，平時不顯山露水，關鍵時候，它的能力十分驚人。

演示實驗：10.6體驗大氣壓強的存在

教師邊做邊講：

師：在空易拉罐中倒入少量的水，用酒精燈對它加熱，當罐口出現大量的白汽時，用橡皮泥將罐口封住。

師：你觀察到什么現象？生：易拉罐被壓扁了。

師：是誰把易拉罐壓扁的？生：空氣。

師：大氣再次向我們展示它的力量，大氣對處在其中的物體有壓強，這種壓強叫大氣壓強。剛才，正是大氣壓把紙片拖住了，也正是大氣壓把易拉罐壓扁了。

二、學生利用教師提供實驗器材自行嘗試設計并進行實驗，感受大氣壓的存在，進一步思考大氣壓在生活中的廣泛應用，實現教師教學思維可視化轉化為學生學習思維可視化的過程，完成課標“生活——物理——社會”教學要求，達成大氣壓強概念教學的要求。

學生實驗：感受大氣壓的存在（教師巡視）

學生展講：

1.拉注射器：堵住小孔，很難拉動活塞，感受到是大氣對活塞向左的壓強;2.用注射器吸水：水不掉下來，感受到大氣對水向上的壓強;3.拉吸盤：很難拉開，感受到大氣對吸盤向內的壓強：4.用吸管提水：水不掉下來，感受到大氣對水的壓強。

師：請結合剛才的幾個實驗，你生活中有沒有類似場景，生活中有哪些實例是利用了大氣壓？

學生討論：用吸管吸牛奶、鋼筆吸墨水、用注射器吸藥液、兩個吸盤吸在一起很難拉開、活塞式抽水機。

學生體驗：用吸管吸水：一個開口的裝有半瓶水的錐形瓶、一個密封的裝滿礦泉水的錐形瓶，兩位同學一起用力吸，觀察并比較現象的不同。強調飲料不是吸上來，而是被大氣壓強壓上來，告知學生大氣壓可以把水壓到10米高處。

三、利用多媒體動畫模擬實驗過程，明確實驗研究對象，演繹密閉針筒中活塞的受力情況，使抽象的物理過程具體化，變抽象思維為形象思維，使物理思維過程或者推理過程可視化，解決學生測量大氣壓力中思維障礙，突破教學難點。

10.7估測大氣壓的值

師：按照同學們的做法，先將注射器的活塞推到注射器的底端，用手指抵住小孔，這樣活塞的左側就不與空氣接觸，活塞受到右側空氣的壓強。（PPT）

師：我們測大氣壓是以誰為研究對象的？

師：大氣壓測量原理是什么？

師：根據測量原理，待測的物理量是什么？

答：大氣對活塞的壓力，活塞的橫截面積。

師：我們想要利用注射器測出大氣壓強，就必須測大氣對活塞的壓力和活塞的橫截面積這兩個物理量。你們準備怎樣測？請你們動手試一試，怎樣測大氣對活塞的壓力，以及活塞的橫截面積。

學生實驗1，教師巡視

師：你們在實驗中遇到了什么問題？

解決了嗎？怎樣解決的？其它小組有沒有辦法解決？

生：1.測力計不夠測，能不能換個量程大的測力計？

問：你是怎么做的？測的這個力是不是大氣對活塞的壓力？是什么力？拉力！（PPT）（圖三）

師：大氣對活塞的壓力，拉力為這么大時，動不動？慢慢增加，這時動不動？什么時候活塞開始動？

跟壓力大小相等，很好！我們就認為活塞開始動時的拉力近似等于大氣對活塞的壓力。

2.讀數不怎么好讀。師：是什么原因導致的？

師：豎著測？水平測？原因是什么？

師：測力計不動，拉注射器？注射器不動？拉測力計？

3.測出了半徑

師：根據集體的智慧，我們想出來比較容易操作又合理的方法，請看大屏幕（PPT），找出操作要點。

師：注意小組同學要配合，必須一個人盯測力計的指針，一個人盯注射器的活塞。

學生實驗2，教師巡視，收集數據

師：我們發現同學們的數據差異比較大，你們覺得這些差異是有哪些原因引起的？

學生討論：（1）空氣沒有排盡;2.活塞與筒壁間有摩擦。學生展講：師：老師來考考你們今天這節課學到的本領，估測大氣壓強，我們剛才選擇用注射器，你還能用剛才你們體驗的器材來測大氣壓嗎？大膽的發揮你的想象。在評課中，參與聽課的老師一致認為開課老師教學基本功扎實，教學效果良好。也有老師針對本節課思維可視化提出了寶貴的建議，對實驗進行改進，使得教學效果更加優化。（1）覆杯實驗。建議1：分解為2步驟：空杯、裝滿水各做一次實驗，通過對比，把空氣隔離出來，利于學生認識大氣壓存在。建議2：杯子改為做浮力實驗的深水桶。因為桶大學生更容易看清;水更多，成功后效果更震撼。

2.演示實驗。10.6體驗大氣壓強的存在，建議把易拉罐更換為更大的罐子，但是沒提出用什么代替。

3.筆者看法。實施新課改以來，各種模式和教學手段花樣翻新、層出不窮，據筆者近幾年觀課研究，要真正取得好的教學效果，本質上都是老師要創設豐富的活動，讓學生想參與、能參與，進而樂于參與課堂學習活動。在初中物理教學設計中，需要巧妙運用“思維可視化”設計出符合學生認知發展規律的物理課堂實驗，讓每一個實驗借助“可視化”的亮光，引領學生的物理思維層層深入，學科素養也會得到結構性優化。但是如何有目的地進行思維可視化教學設計，可以按照江蘇省特級教師許邦正老師“思維可視化”層次及操作要點的闡述來進行備課。第一層次是直觀模型，如利用“覆杯實驗、易拉罐形變、自制水噴泉”等可視實驗來體驗和知道大氣存在壓強;第二層次是物理問題的定性探討，如利用實驗室彈簧測力計來測量大氣壓力大小選用1ml和20ml針筒中的哪一個針筒，只要老師給出兩種規格的針筒，學生會通過自己實際經歷得出答案和依據，如利用多媒體確定實驗研究對象是活塞及何時彈簧測力計示數為大氣壓力的大小;第三層次是基于物理原理的定量設計，如課堂小結利用吸盤、刻度尺、彈簧測力計再測大氣壓的值。初中物理中學習的是聲、光、力、電、熱等物理最基本的常識性知識，尤其是不少知識在課標中要求較低，導致部分老師在組織教學過程中弱化思維能力的培養，采取“背多分”模式，這樣的結果很多學生死記結論也能獲得高分，但在關鍵的成長階段錯失了“摸扎特”式的扎實的思維訓練，到了高中就很難適應，更別說終身發展了。

“思維可視化”在初中物理教學設計中適度應用是極為有益的，能很好地引領學生走進物理世界、生動地體驗建構物理知識框架的過程，使學生能夠廣泛參與和深度參與課堂活動，從而取得好的學習效果。但應注意的是，“思維可視化”在初中物理實驗中如果應用不當，也會造成弱化學生思維深入發展、甚至強化學生科學性錯誤的可能。所以，在實際教學中應做到精準設計、適時呈現，盡可能排除“思維可視化”在物理教學中造成的負面效應，真正將“思維可視化”的價值與功用在初中物理教學中展現得淋漓盡致。

參考文獻：

[1]殷霞軍.初中物理教學中的理錯策略分析[J]中學物理教學參考，2019（18）

[2]張樹東.淺談初中物理教學中如何培養學生自主學習能力[J]課程教育研究，2019（43）