九年级物理流体压强与流速的关系(共7篇)
本节课教学以从生活走向物理,从物理走向社会的课程理念为中心,让学生利用生活中常见的器材,自己亲身经历观察、操作、制作、实践等各种探究活动,得到最直接生动的实验事实,获得体验科学探究的乐趣,培养学生自主探究的能力和对科学的热爱之情。设计的基本思路是:创设物理情景提出问题,实验探究解决问题;实际应用拓展问题。
【教材分析】
本节课主要由“流体与流速之间的关系”和“飞机升力的产生原因”两个核心问题组成,是大气压强、液体压强等力学知识的延伸和拓展。教材内容与实际生活联系密切,实例虽较为常见,但学生很难解释其中的奥妙,教材抓住初中学生具有强烈求知欲望的特点,利用实验探究,激发学生思考,探究物理规律,学会应用物理知识解决实际问题,体现了从生活走向物理,从物理走向社会的课程理念。
【学情分析】
1.对生活中一些常见的跟流体压强与流速的关系的相关现象并不十分清楚,对此存在好奇心,有强烈的探索欲望。
2.九年级学生已经具备了一定的提出问题、进行实验探究、解决问题的能力。
3.学习本节课之前已经掌握了压强、液体压强和大气压强的相关知识,奠定了知识基础。
【方法运用】
整节课的设计围绕一条主线“巧设情景──提出问题──猜想假设──实验验证──得出结论──生活应用”来进行;“气体压强与流速的关系”的研究采用以学生自主实验为主,分组讨论,小组合作共同探究的方法,而教师以引导为主,适时地在各个活动的关键环节进行指导,适时地组织学生进行讨论并引导学生扩展。
【三维目标】
1.知识与技能
⑴了解流体压强与流速的关系,并能用其解释一些生活现象。
⑵了解飞机的升力是怎样产生的。
2.过程与方法
⑴通过观察和实验让学生认识并归纳流体压强与流速的关系。
⑵体验由气体压强差异产生的力。
3.情感态度与价值观
⑴初步领略气体压强差异所产生现象的奥妙,获得对科学的热爱、亲近感。
⑵培养学生愿意观察生活,探索未知世界的良好习惯。
【教学重点和难点】
1.重点:探究获得流体压强与流速的关系。
2.难点:运用流体的压强与流速的关系解释日常生活的现象,理解飞机升力产生的原因。
【教学准备】
教师:多媒体课件、漏斗(2个)、乒乓球(2个)、铝质硬币、黑板擦
每组学生:白纸(2张)、蜡烛(2支)、火柴、笔管、水槽或脸盆、适量水、注射器、带大头针的泡沫块(2块)、机翼模型(自制)
【教学过程】
一、设计小实验,引入新课
一上课分别让两位学生做用漏斗吹乒乓球的实验,把乒乓球放置于漏斗里,一位朝上用力吹,一位朝下用力吹(如图1)。
吹前先让其他同学猜,哪位同学的球会被吹走,哪位同学的球不会掉下来,然后实验。实验现象与学生猜想会有很大差距,鼓励不相信的同学可以再亲自做一下,此时激起了学生强烈的好奇心和求知欲,引入新课“流体压强与流速的关系”。
教师:介绍流体和流体压强。液体和气体都具有流动性,统称为流体。如:空气、水等。流体流动时的压强称作流体压强。
二、进行新课
1.探究气体压强与流速的关系
教师:空气流动时流速时刻变化,气体压强是否变化,如何变化,下面我们来探究他们之间的关系。
提出问题:气体压强与流速有什么关系?(课件出示)
教师:在猜想前我们先来个“吹硬币”的比赛。(课件出示吹硬币的相关情况)每组派一个选手上讲台参赛,对吹过栏杆的选手进行表扬。
根据实验情况,引导学生思考做出合理的猜想。
教师:根据力学知识硬币能飞起,说明受力情况是怎样的?
学生:受向上的力。
教师:硬币飞起时谁跟它接触,谁才能给它向上的力?
学生:空气。
教师:也就是说硬币受到大气压力,上下表面的大气压力不同,上表面受到的大气压力小,可以说上表面受到的大气压强小。那么吹气使硬币上下表面的空气有什么不同?
学生:上表面的空气流速大,下表面的空气流速小。
教师:据此同学们猜想气体压强与流速有什么关系呢?
学生:流速越大,气体压强越小。
猜想:流速越大,气体压强越小(课件出示)
教师:我们的猜想是否正确可以用几个实验验证一下。
实验一:(如图2)在两纸中间吹气,观察两张纸的运动情况。(课件出示)
教师:如果同学的猜想是正确的,你们认为这两张纸应怎样运动呢?
学生:两张纸应该会向一块靠拢。
教师:各组实际来做一做,看看是不是这样。
学生操作,教师边巡视边与同学们交流。各组叙述观察到的现象并简单加以分析。
实验二:两只蜡烛点燃,间隔一定的距离,从中间用笔管吹,观察发生的现象。
教师:按照我们的猜想,两支蜡烛的火焰会出现什么现象?
学生:火焰向中间靠拢。
教师:各组实际来做一做,看看还是不是这样。
学生操作实验二,教师边巡视边与同学们交流。各组叙述观察到的现象并简单分析。
教师:通过同学们的实验验证,证明了我们的猜想是正确的。
结论:气体流速越大,压强越小。(课件出示)
教师:根据我们的结论,同学们思考讨论,为什么用漏斗不论向上吹还是向下吹乒乓球都不不会掉落到地面上呢?
学生:讨论后发言。
教师:总结学生的发言,并通过课件图片详细讲解。
2.探究液体压强与流速的关系
教师:液体流动时是否与气体的性质一样呢?
实验三:(如图3)让穿有大头针的两个泡沫块漂浮在脸盆的水面上,用注射器向两个泡沫块中间喷水,观察泡沫块的运动情况。
各组同学认真操作完成实验三,请各组代表发言叙述观察到的现象,并解释。
学生:观察到的现象:两个泡沫块互相靠近。原因中间水流速度大压强小,外侧水流速度小压强大,使两泡沫块向中间靠近。说明液体流速越大产生的压强也越小。
教师:同学们分析一下发生在1912年远洋货轮“奥林匹克”号身上的撞船事件。(课件出示详细经过)
学生:看完后结合刚得出的结论“液体流速越大产生的压强也越小”讨论分析。
教师:介绍航海规则其中一条规定是“两艘轮船不能近距离同向航行”。
教师:(总结)流体压强与流速的关系是:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。(课件出示)
3.生活中的相关现象
请学生思考列举生活中与流体压强与流速关系的相关现象,并加以简单解释。教师从中引导补充归纳总结。课件出示:列车安全线、汽车高速驶过后总是尘土飞扬、诗人杜甫《茅屋为秋风所破歌》中的“八月秋风尚怒号,卷我屋上三重茅”诗句、非洲草原犬鼠洞穴分布图、飞机起飞等。
4.飞机的升力
教师:几十吨重的飞机之所以能腾空而起秘密在于其机翼。大家观察一下飞机的机翼,看它的截面是什么形状?(课件出示飞机和机翼截面图)
学生:认真观察。
教师:这样的形状有什么好处呢?我们用自己制作的机翼模型来做一个小实验。
实验四:两同学从两边拉平绷紧机翼模型的细线,固定机翼模型,另一同学用嘴对着机翼前端细线位置用力水平吹气,观察发生的现象。
学生合作操作实验,观察到机翼向上翘起。
教师:引导学生思考分析,飞机飞行时,机翼的形状决定了机翼上下表面空气流动的速度是不同(如下图所示),从机翼横截面的形状可知,其上方弯曲,下方近似于直线,因此,飞机飞行时,空气和飞机做相对运动,相同时间内,由于上方的空气比下方的空气走的距离要长,所以机翼上方空气流动比下方要快,压强变小。机翼下方空气流动较慢,压强较大,上下的压强差造成了空气对飞机有一个向上的升力。
教师:同学们思考,如果把机翼反着安装使用会收到什么效果呢?一般用在什么地方?
学生:(思考讨论回答)跑车的尾翼,防止飘起来。
三、作业(课件出示)
1.把长10cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管上端。(如图4)往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面发生怎样的变化?自己准备器材做实验并解释现象。
随着智能手机、平板电脑, 以及3G网络和Wifi信号的普及, 无线的、移动的信息互联时代给教育带来的冲击和变革不可避免, 为基于移动学习的翻转课堂教学实践提供了技术基础。笔者在多次翻转课堂教学实践中, 发现各方参与者对微视频学习和翻转课堂质疑最多的地方主要有两个。
第一, 翻转课堂在前置微视频中就直接把知识讲授给学生, 把知识传授由课堂前置到了课前, 把知识的内化由课后前置到了课堂。但是在这样的微课前置学习中, 学生只能够较为被动地接受视频讲授, 学生并没有动手探究和知识自我建构的过程和体验, 课堂的所谓知识内化过程很容易沦落为作业训练, 这是否又回到了典型的应试教育——填鸭式灌输?
第二, 物理课的学生实验主要是模拟和还原科学家的实验过程, 其目的是学生通过动手实验和过程体验, 完成知识的自我建构, 提高探究能力。这样的实验课又该如何翻转?
这两个问题引起了笔者的思考, 促使笔者抛开传统教学的禁锢, 提出了自己的微课视频教学模式和“翻转实验”的物理实验教学新理念。
2 进阶式微课与前置学习游戏化
2.1 理论依据
活动学习理论认为, 学习不是传输的过程, 也不是接受的过程。学习是一个有意图的、积极的、自觉建构的实践过程, 包括互动的意图、行动和反思活动 (Jonassen, 2000) 。
在大多数微课视频的学习过程中, 虽然学生能依据自己的特点选择观看视频的侧重点、次数和速度等, 完成信息的主动加工, 而且当遇到难以理解的知识点时, 也可以随时后退、反复观看视频。但是对于学生来说, 这仍然是传统的、单一的知识传输和接受过程, 缺少有意图的、积极的、自觉的建构的实践活动, 无法激发学生互动的意图、行动和反思活动。要把微课视频接受式学习改造成包括互动、行动和反思在内的丰富的学习活动才是微课的长久发展之道。
2.2实施策略
笔者通过把微课视频学习过程进行分割、进阶, 并且穿插多样化的进阶任务 (如在线测试过关和家庭检验试验) 完成微课学习的游戏化改造, 使单一的、被动的、接受式学习过程变成了丰富有趣、容易动手操作的游戏过程。由于每个环节时间很短, 除了相关实验用到家庭生活物品外, 其他游戏环节学生都可以通过移动互联终端设备随时随地完成。
对于《流体流速与压强的关系》的微课学习, 具体的进阶练习分为三部分。
第一部分:看完第一段四个真假实验的微课视频后, 学生有了想一探究竟的欲望, 布置学生依照家庭实验, 自己做真实实验以辨别视频内容的真伪。判断正确才可以进阶到第二段微课视频的学习中。学生在过关游戏和动手实验中对该知识点有了体验和初步建构。
第二部分:学生观看第二段微课视频, 完成在线过关测试, 这部分的在线测试答案均能在第二段微课视频中找到, 较为简单。通过自动生成的成绩, 有错误的题目学生可以马上通过反复观看学习相关片段找到答案, 及时在线更正错误。
第三部分:完成在线过关测试后, 学生才能进入最后一个阶段, 即完成第二段微课视频中留的实验作业:利用生活中的物品自主设计完成实验, 论证原理。这个作业是个开放性的实验设计, 充分激发了学生的想象力和创造力, 并且为课堂的知识内化和应用探讨打下了基础, 准备了素材。学生带到课堂来的设计作品也确实是千奇百怪, 充满创意却没有雷同, 但都能验证同一个原理——流速越大, 压强越小。
3 课堂——“翻转的物理实验”
3.1 理论依据
多数人认为, 翻转课堂的局限之一, 就是学生实验课是无法实现“翻转”的。因为学生实验的目的就是通过模拟科学家的实验过程, 通过实践的体验, 帮助学生完成知识的自我建构和内化, 提高其探究能力。而翻转课堂通过微课视频, 把结论性知识直接呈现给了学生, 如何让学生体会知识“从无到有, 通过实验自主建构”的过程呢?
笔者长期从事物理实验教学, 自从事翻转课堂实验教学后, 一直在思考:我们为什么要让学生模拟科学家得出物理定律的过程?科学家得出相关原理的过程一般都是长时间的试错和改进, 逐步优化成型的, 是一个复杂而漫长的过程。而实际上我们让学生模拟的实验已经大大的优化和简化了, 我们设定了一个简单而且全面规避各种问题的“模子”让学生往里面钻, 让学生在没有试错的情况下, 在几十分钟的时间里轻松得出一个速成的结论。这样顺利而快速的“知识自我建构”真的有预计的那么有效吗?
能不能打破传统实验教学理念的约束和禁锢, 进行一次观念上的翻转?笔者尝试了“翻转的物理实验”。即学生通过微课视频, 在已经学习了相关物理原理后, 再对该原理进行验证性、应用性的实验, 侧重培养学生把学得的物理知识转化为应用的能力。
人类社会不仅仅需要爱因斯坦式的理论开创, 也需要乔布斯式的应用创新。我们需要大科学家, 需要理论的开创者, 更需要大量工程师、技术人员, 需要大量把理论转化实际生产力的应用创新人才。笔者在《流体流速与压强的关系》这节翻转课堂实验课的课堂教学处理中, 首先把需要学生自主探究得出的物理原理通过微课视频告知学生, 再在课堂中通过实验验证结论, 通过应用性实验解决实际问题, 实现了“实验的翻转”。
3.2 课堂干什么
“流体流速与压强的关系”知识点本身比较简单, 学生通过微视频自学就可以掌握得比较好了, 那么课堂干什么呢?这个看似简单的知识点在生活中的利用价值是没有被学生充分挖掘出来的。笔者依据学情, 设计了以下两个课堂目标:
第一, 学生能够利用最普通、最常见的物品自己设计实验, 验证原理, 领悟物理原理就在生活之中。
第二, 引导学生利用该知识, 设计方案, 解决生活中的实际问题。这都是开放性的实验设计, 既训练了学生的创造力和想象力, 又提高了学生解决实际问题的能力。
3.3 实施策略
环节一:知识点梳理。针对学生微课学习后在线过关测试中出现的问题, 进行知识点梳理和易错点疑难点的解析。
环节二:“创意实验展示”环节, 是课堂主要内容之一。学生能够利用最普通、最常见的物品自己设计实验, 验证原理, 全班没有一个实验是完全雷同的。
环节三:“合作探究”, 是课堂第三个层次和主要环节。引导学生利用该知识点, 解决实际问题——如何使软管变成吸尘器, 吸起地面的泡沫碎屑。
环节四:“拓展创新”, 是课堂的高潮和核心。依据微课视频学习的内容, 设计开放性实验方案, 如解决深圳滨海大道地下人行过道不通风的问题。学生在iPad上画出各种设计方案, 通过AppleTV无线直播的方式, 让每位学生都能把自己的iPad画面同步直播到投影仪大屏幕上展示, 让全体学生都能参与研讨。充分培养了学生对所学知识的创新应用和解决实际问题的能力。同时通过平板电脑作画, 通过无线互联展示, 实现了信息技术在教学中的应用。
4 移动学习与无纸化教学的技术支持
4.1 理论依据
移动学习 (MobileLearning) 是一种在移动计算设备的帮助下, 能够在任何时间、任何地点发生的学习。移动学习所使用的移动设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流。
移动学习在数字化学习的基础上通过有效结合信息技术带给学习者随时随地学习的全新感受, 被认为是一种未来的学习模式, 或者说是未来学习不可缺少的一种学习模式。
本节课在微课视频学习环节, 学生充分应用到智能手机、平板电脑以及3G网络和Wifi信号, 实现了随时随地的个性化学习。在线测试系统以及微课学习与过关练习结合的进阶游戏系统, 都需要开发相应的互联网程序和功能性软件才能实现。笔者所在学校技术部门已经开发出相应在线平台 (http://61.144.246.9/flipclassnew/Default.aspx) , 学生只需在移动终端打开应用就可以开展学习活动。教师则在教师端口, 应用手机、iPad等移动终端及时跟进、监控、反馈, 新技术的应用使教与学的互动没有了时间和空间的限制, 非常便利。
4.2 课堂环节的无线互联技术
在课堂的创意实验过程中, 可以通过学生平板电脑实时提交在线平台, 同步智能生成结果, 无需教师逐个批改。教师在课堂由“知识的讲授者”角色转变为“教练”、“辅导员”的角色。学生对地下通道改造的方案也是通过iPad画图呈现, 通过无线互联技术实时提交, 在大屏幕上同步直播每个愿意展示的学生的方案, 与所有学生分享和探讨。
4.3 无纸化教学的实现
无纸化教学是目前欧美国家和我国香港地区许多教育机构倡导的一种利用先进科技实现的绿色教学理念。整个课程从教师到学生, 从微课视频学习到课堂知识内化, 从知识传授到在线练习, 不使用任何纸质工具。除了实验需要的实物, 其他全部通过无线网络和移动终端实现。最便捷的科技应用, 不仅是教学发展的趋势, 也是“环保课堂”、“低碳课堂”的理念追求。
5 结语
实践是检验真理的唯一标准, 选择“流体流速与压强的关系”这个课题, 是因为它不仅知识点单一, 便于学生前置学习, 适合“翻转”, 而且应用广泛。
通过这次实践, 笔者深刻体会到, 教学不是工厂化生产标准产品的磨具, 学生不是标准化的产品。如果我们把程式化的实验探究, 翻转成应用性实验的设计和创意, 让学生充分发挥想象力和创造力, 敢于站在时代的前沿, 应用最新科技探索未来, 这样我们的学生才是充满创意和想象力的、面向未来的、独一无二的人。
摘要:结合翻转课堂的教学实践, 文章论述了在移动互联时代微课视频的设计思路和课堂物理实验教学的理念创新。以笔者的教学实践《流体流速与压强的关系》作为案例, 对翻转课堂形式的物理实验探究课的设计和实施策略进行了研究, 提出了“实验也可以翻转”的教学理念和实施方法。以期为我国实现物理实验探究的教学模式创新以及如何在实验教学中培养学生创造力、实现个性化学习提供一些借鉴。
关键词:微课,翻转课堂,物理实验,移动学习,无纸化教学
参考文献
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1.1教材地位和作用
本节课是在学习了固体、液体、气体的压强的基础上,使学生对“压强”的知识有了更丰富的了解,本节知识与生活生产和科学技术联系密切,能使学生保持对自然界的好奇,发展对科学探索的兴趣,产生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识,从而体现了“从生活走向物理、从物理走向社会”的课程理念。
1.2教学目标的制定
1.2.1知识与技能
知道流体的压强与流速的关系,并能解释生活中的相关现象。
1.2.2过程与方法
让学生经历知识被发现的过程,学会从简单的物理现象中归纳出物理规律,培养学生观察、比较、分析、归纳等学习方法和科学的思维观。
1.2.3情感态度与价值观
增长学生学习物理的兴趣,培养学生的创新精神,体会科学技术的力量,关注科技的两面性,加强安全教育。
1.3教学重点、难点的确定
从教材的安排及教学目标的要求上看,理解流体的压强与流速的关系,应是本节课的重点,因该知识在日常生活生产中有较广泛的应用,且较为抽象,所以教材中有关它的应用——机翼升力产生的原因是本节的难点。
2学情分析
初中生的思维正处在形象思维向抽象思维转化的过渡期,他们的思维以形象思维为主,对直观现象比较感兴趣,喜欢动手,但欠缺对问题深入的思考及理性的研究,因此本节课主要采用从直观现象人手,通过探究活动,让学生亲历探究过程,降低学生学习难度。
3教法与学法
教法:这节课综合采用合作探究、讨论交流、比较归纳并辅以多媒体等多种教学方法,注重创设情境,倡导合作探究和自主学习,培养学生对物理的兴趣,激发学生的求知欲望,提高课堂效率,充分体现“教师主导,学生主体”的原则。
学法把学生置身于大量的物理情景之中,引导他们学会发现问题,分析和解决问题,提高应用知识的能力,问题意识是学生探究、学习的原动力,学生学习的过程从某种意义上说,就是产生问题、认识问题和解决问题的过程。
4教学过程设计
4.1情景引入
由PPT配音介绍1905年鄂洛多克火车站发生的惨案,由事件的悬疑造成知识的“悬疑”,吸引学生迅速进入本节课的主题。
4.2展示学习目标
4.3新课教学
4.3.1流体概念的教学
直接引出流体的概念——有流动性的气体、液体统称为流体。
4.3.2流体压强与流速的关系的教学
先由液体和气体静止时内部压强的特点轻松过渡到液体和气体流动时的压强,再利用简单的小实验“吹纸条”为猜想提供事实依据,最后利用伯努利实验验证猜想。
实验前,首先从连通器的角度分析各细管中液柱的高度为什么相等,并猜想流体流动后液柱的高度的变化,实验时引导学生找到“液柱高度的变化”及“不同位置的流速”这些实验的观察点,并从液体和气体压强的角度对液柱高度的变化进行分析,是解决这一重点知识的关键。
先探究气体,再探究液体,探究完“气体流动时压强与流速的关系”后,先回头分析“吹纸条看到的现象”,以验证猜想,然后再进行液体流动时压强的探究,实验完成后,教师对同学们的表现给予肯定,并简单进行物理学史教育:这就是著名的伯努利原理,实际上早在200多年以前,瑞士物理学家伯努利已经用上述装置验证了这一结论。
此时,本节课的重点知识内容基本解决,而且课前设下的悬疑也已拨云见日,即将被揭开,然后回到“鄂洛多克惨案”,并顺势带出另一个相同的事故“奥林匹克”号惨案[PPT),因为这两个事故的产生具有共性,引导学生利用所学的知识进行现场模拟,自己选择器材,自己设计实验,自己进行分析,找到藏在幕后的“黑手”,(根据各组的情况可选择其中一个事故进行模拟实验,然后进行小组间的交流。)
在模拟实验过程中,同学们设计出了很多合理的方法,请看视频:(播放学生实验时的实时录像),通过这些实验,把复杂问题简单化,把抽象问题直观化,利于同学们成功找到产生现象的根本原因,并感叹人类的不遵循自然的规律必遭大自然的惩罚,并知道了不能跨越安全线,不能靠近高速行驶的列车,不能让两船并列行使,由此潜意识地对学生进行了安全教育,增强了安全意识。
另外,把“危害”放前,“应用”置后,有两个用意:一是为课前的悬疑服务,为解决这个悬疑,必须把两个事故放在前面,以迎合学生们急以解决疑问的好奇心理,提高课堂效率,二是符合人类认识大自然,战胜大自然,利用大自然的科学发展的真实历程。
教学过程中以“提出问题一建立事实——形成假说——设计实验——实验验证——得出结论——实践应用”为主线的思维程序让学生自主探究,利于培养学生思维能力和应用知识解决实际问题的能力。
这样第一个设疑已经解决,再创设下一个悬疑。
4.3.3飞机的升力的教学
(1)比一比,谁是大力士?
首先引导学生做了一个游戏性的竞赛,漏斗口朝上,放入乒乓球,从下方使劲吹气,看谁能把乒乓球吹出去,其结果肯定是吹不起来,然后再口朝下的吹,同学们会发现还是吹不下来,但不吹的时候反而却掉下来了。
这个活动把课堂推入一个小高潮。
选用这个学生活动的目的:一是为了学以致用,用学过的知识解释身边的现象,对知识加以巩固深化;二是体会身边的物理给我们带来的无穷乐趣,增加学生继续学习的兴趣和欲望;三是为飞机升力的教学埋下伏笔,承上启下。
然后欣赏飞鸟与飞机的视频,再次设疑:向下吹乒乓球时,由于乒乓球受到了向上的压力差克服了自身重力而没有掉下来,“小鸟和飞机为什么也能在空中飞翔而不掉下来呢?”。
(2)飞机的升力
首先让学生回顾视频中飞机起飞的情景,并提问:飞机起飞之前为什么要在长长的跑道上加速?
然后进行现场模拟,先把长方体机翼的飞机放在跑道上,用电扇使空气相对飞机发生相对运动,通过档位的控制以改变空气流动的速度模拟飞机的加速,结果飞不起来,此时可不失时机地进行情感价值观教育:科学的创新和发展是曲折的、艰辛的、严谨的,是需要失败的,再把流线型机翼的飞机放在跑道上,结果飞起来了,通过两架飞机的对比实验,让学生真实直观的认识到上凸下平的机翼形状是飞机飞起来的关键,这是一次实验的对比,一次科学的跨越,一次思维的碰撞,一次火花的进发,引发学生产生思维冲突,从而激发学生的求知欲望和探究欲望,将课堂带入另一个高潮。
③这种形状机翼的飞机为什么就能飞起来呢?而要解决这个问题,首先还得解决机翼上下空气流速大小的问题,怎样让这些看不见摸不着的空气的流动非常形象地展现在同学眼前呢?只有靠课件[flash]。
在突破难点知识的过程中,还原了人们认识发现物理规律的历程和科学探究的曲折道路,使教材变得更加立体生动,使学生的学习过程更加丰富有趣,学生在兴趣盎然中亲历探究,在动手动脑中形成知识,在应用知识中享受快乐,切身感受物理学科学习的特点,课堂教学的功能得到了进一步深化。
4.3.4知识的应用
有关这一知识的应用我又选择了三个素材:灰雁倒飞、汽车尾翼板、香蕉球,灰雁倒飞[PPT],实际上是利用情景设疑让学生猜想“灰雁怎样才能迅速降低高度摆脱危险?”让学生的思维产生冲突,增加学生学习的兴趣,感叹大自然的神奇,灰雁倒飞、汽车尾翼板又都是对飞机机翼倒置的应用,具有相似性,美丽的曲线——香蕉球产生的原因,让学生品尝足球运动的魅力和神奇,对知识进行拓展延伸,以满足学生的欲望。
素材是课堂的灵魂,只有好的素材,才能吸引学生的眼球,激发学生学习的兴趣,启发学生思维的灵感,在本节课中采用了大量的情景,利用情境引入、情景设疑、情境探究、情境观察、情境分析和情境应用等环节环环相扣,既体现出知识的呈现规律,又符合学生思维发展特点,激发学习兴趣和探究欲望,为学生创设了可以触摸的学习研究情景,使学生有身临其境的感觉,拓展了思维空间,体现出情景教学在物理教学中的重要作用,也体现了“从生活走向物理、从物理走向社会”的课程理念。
4.3.5课堂小结
与以往不同的是,采取了一种诱惑式的方式,因为到此为止,这节课的内容已基本完成,但学生的思维已经有所疲乏和倦怠,利用同学们想了解香蕉球产生的欲望激励同学们必须达到老师的要求——回答“你这节课的收获是什么”,通过对知识进行重现,让学生明确本节所学的主要知识,给新知识的授课画上一个圆满的句号。
4.3.6巩固练习
一、教学目标
(一)知识目标:通过实验探究,初步了解流体压强与流速的关系及其应用。
(二)能力目标:锻炼学生的观察能力、实验能力,提高学生的猜想与假设的能力。
(三)情感态度与价值观:激发学生对物理的兴趣,强化学生的安全意识。
二、教学重点、难点及应对策略
重点、难点:理解流体的压强与流速的关系,培养运用流体的压强与流速的关系解释日常生活的现象的能力及探究物理规律的方法。
应对策略:课堂采用情境教学、演示实验、分组实验、小组讨论等教学方法。
三、教具媒体组合:
硬币、乒乓球、漏斗、纸片、机翼模型,电吹风、多媒体课件。
四、教学过程
1.引入
教师讲述:“奥林匹克”号与“豪克”号两船相撞发生海难的故事。引出课题并板书。2.新授
(一)压强与流速关系 流动气体压强与流速关系
(1)学生实验一:吹纸实验(学生一起操作)
学生实验二:漏斗(用可乐瓶子做)吹乒乓球实验。(学生上台操作)教师分析实验一:从压强相比,没吹时,纸上方和纸上方空气流速相同,压强相
同,当用力在纸下吹时,纸下方的空气流速加快,压强变小。纸上、纸下的合压力向下,所以纸被压得趴了下去。
教师讲述流体的概念:流动性的气体和液体统称为流体(板书由多媒体展示)学生分析实验一、二归纳得出:流速越快的位置压强越小。
(2)分析现象:
分析图片一:杜甫诗:“八月秋高风怒号,卷我屋上三层茅”
分析图片二:铁路站台上的安全线
1、流动液体压强与流速关系
分析现象:
图片四:同方向,快速行驶的两船为什么相撞?
归纳得出板书:在气体或液体中,流速越快的位置压强越小。
(二)飞机的升力
1、升力的由来
录相:飞机起飞
设问:飞机为什么能腾空而起?秘密在哪儿? Flash:飞机获得升力的原因。学生再陈述原因。
归纳得出板书:机翼上、下表面存在压强差,产生了向上的升力。
2、另类机翼 跑车的气流偏导器
三、课堂练习
四、小结:
五、布置作业
六、板书设计
14.4
流体的压强与流速关系
1、流体:流动性的气体或液体的统称为流体
2、规律:在气体或液体中,流速越大的位置压强越大。
用“奥林匹克”号和“豪克”号相撞的故事引入课题,对海事法庭的判处提出质疑,引起学生学习的兴趣,从而激发其积极性。在探究结论的过程中,通过先猜想,再分组探究,并展示交流、分析论证得出流体压强与流速的关系,最后通过生活中的一些常见的现象加以巩固。通过比赛学生亲身体验,感受规律,理解规律。在学习理论知识的同时,对学生进行安全教育和情感教育,同时培养了学生的合作学习能力。在整个过程中,学生整体状态不错,课堂进行的比较顺利,通过当堂检测发现,对于本节课的知识掌握的比较好。
在教学过程中,也有很多的不足。合作探究的小实验,应该加强指导,多做几次,使效果比较明显一些;不要把自己的猜想加入,让学生充分发挥想象;分组探究要求没有细化,应该再强调细一些,便于学生探究;学生展示应该从各个角度展示,充分体现其成果。针对以上不足,在以后的教学中时刻注意,并不断改进,使自己的教学水平不断提高。
1,教材地位和作用
《流体压强与流速的关系》是人教版新课标八年级物理九章《压强与浮力》的第四节,主要由“流体与流速之间存在什么关系”和“飞机的升力如何产生”两个核心问题组成,是对《大气压强》《液体压强》等力学知识的延伸和拓展,是初中力学的一个重点,是中考的热点,内容与生活和科学技术联系密切。
由于“流体的流速越大,压强越小”所造成的许多现象在日常生活中经常碰到,能使学生保持对自然界的好奇,教材抓住初中学生具有强烈求知欲望的特点,利用实验探究,激发思考,掌握规律,从中认识生活中常见现象和科学技术的联系,学会用物理知识解决实际问题,体现了从生活走向物理,从物理走向生活的课程理念,能使学生保持对自然界的好奇。
2.说教学目标
课程标准中对这一节的要求是:“通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。”针对这一要求和课程标准的总要求,从生活走向物理,从物理走向社会。我提出了这样的教学目标。
1、知识与技能
(1)了解流体压强与流速的关系。
(2)了解飞机升力是怎样产生的。
(3)了解生活中跟流体的压强与流速相关的现象并对其作出解释。
2、过程与方法
(1)让学生经历知识被发现的过程,学会从简单的物理现象中归纳出物理规律,
(2)培养学生观察、比较、分析、归纳等学习方法和科学的思维观。
3、情感态度与价值观
(1)增长学生学习物理的兴趣,培养学生的创新精神,
(2)让学生体会科学技术的力量,关注科技的两面性,加强安全教育。
二、说学生
经过一年多的物理学习,学生已具有了一定的物理知识如气体压强,液体压强特点等,掌握了一定学习物理的方法。学生的观察、实验、思维、归纳、分析、推理等能力得到一定的发展。但大多数学生思维还是以形象思维为基本思维方式,喜欢动手动脑,对直观内容比较感兴趣,欠缺对问题的深入思考及理性化的思维过程。本节课主要是从现象入手,得出比较简单的结论。所以在精心设计探究活动的过程之后,学生学习是不存在问题的。相对来说知识面窄,知识信息不丰富,所以应多给他们提供一些高科技、较前沿的东西,激发其求知欲。
三、说教学重、难点
教学的难点是通过实验,让学生获得充足的感性认识,引导学生从简单的物理现象中归纳总结出物理规律。
四、说教学准备
1、实验器材准备:各小组纸片三张,细线一段,铝制硬币一枚,机翼模型每人一个。
2、多媒体准备:液体流动时压强关系的动画,飞机飞行实况视频,机翼模型分析flash,以及一定量的课堂练习准备。
五、说教法策略
以小组合作实验探究、班级师生交流为主的教学方法。通过创设情景,对实验现象进行观察分析,把知识点涉及的内容、问题展示给学生。以学生探究、讨论、分析解决问题为主。通过探究活动,把观察搜集的证据有机地进行归纳,得出流体压强与流速的关系,得出分析此类问题的一般方法。培养学生对知识整理归纳和提炼的能力,以及知识应用能力。采用多媒体与实验结合,可以有效地突出教学重点、突破教学难点。
在这节课中注重让学生从实验探究中得出流体压强与流速关系的规律。因此安排了三个探究实验①硬币“跳高”②吹一张下垂的纸③吹两张下垂的纸。学生亲身体验,经历是最重要的。让学生充分参与,在参与中体验到学习的乐趣,总结概括出规律后,又能品尝到学习的成就感。这样既提高了学生的学习兴趣,又培养了学生观察分析概括的能力。
对于机翼的升力,虽然学生对飞机并不陌生,但对飞机的认识只是停留在笼统,模糊的基础上。只凭说教他们是不会理解的。教师带领学生一起制作机翼模型是让学生真正认识到的一个重要必要手段。之后,教师利用多媒体与学生分析,让学生由感性认识上升到理性。遵循了其认识规律,效果是可想而知的。
另外,本节课不准备设计独立的评价与练习,而是把学生对教材以外的现象解释作为一种练习,让学的现象和练的现象浑然一体。能让学生了解更多与本节课有关的现象是这节的一大任务。
六、说教学过程
1、引入新课:由硬币“跳高”比赛和吹纸实验引入课题,能够激发学生的学习和探究兴趣。
2、媒体展示学习目标
3、进行新课:
首先教师引导学生思考是什么力使硬币跳起来了?是什么力使纸飘了起来了?在这里教师的引导很重要,初中三年级的学生欠缺对问题的深入思考及理性化的思维过程。我在这里放慢了速度,做了较详细的分析。硬币与桌面间总有一定缝隙,这样硬币的下方和上方都有空气,没有吹气时,硬币上面的空气与下面的空气看做静止,这时硬币上面的空气对硬币向下的压强等于下面的空气产生的向上的压强,硬币受力平衡而静止。当在硬币上方沿着与桌面平行的方向吹气时,硬币上方气体的流速大于下方气体的流速。紧接着让学生猜想他便有了方向。
4、实验探究解决问题:学生以小组为单位做教材探究实验,验证自己的猜想。要求每人做三次。这里为什么要做三次呢?目的是使学生去体验、去领悟,让其真正感受到实际确实是这样。学生独立操作,通过亲身体验,发现规律。教师不着急说出结论,让学生讨论、交流,自己得到规律。可以大大增强实验的可信度。
5、深化问题:前面三个实验都是气体在流动,得到的是气体压强与流速的关系。教师要适时地告诉学生液体也可以流动,它和气体统称为流体。气体流动时压强与流速的关系对液体同样适用。因此上面的结论可以概括为:在流体中,流速越大的地方压强越小。
6、梳理反思深化问题:几十吨重的飞机为什么能腾空而起?在这里向学生展示了飞机起飞的实物图片,学生兴致会很高。教师指导学生做机翼模型实验。(“机翼”是让学生在美术课上有美术老师带领做好的,不占用课堂时间。)学生先以小组为单位展示自己的模型并吹气表演。然后选几个同学上台表演,让学生真正体验到飞机机翼升力的存在。然后教师展示动画,适当提示:迎面吹来的风被机翼分成两部分,由于机翼横截面形状上下不对称,在相同的时间里机翼上方气流通过的路程长,所以速度大比下方气流大.学生讨论,最后得出结论:气流在机翼上下表面由于流速不同产生压力差,这就是向上的升力.学生由感性认识上升到理性,才会真正理解。
7、知识拓展:让学生了解生活中有时要利用今天学的知识为我们服务,有时要防止它给我们带来危害。如:教师展示站台安全线的图片.提问:为什么火车站台上都有一条安全线,火车行驶时严禁人们进入安全线以内的区域.
8、应用练习评价反馈:在这里我准备了大量的和本节知识有关的生活、科技现象。目的是让学生感受到物理知识就在身边而且应用广泛。1、将桌上的两只塑料小船,放在盛有水的水槽中,用针筒在两船中间注水,看看有什么现象,并解释?2、图中是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的圆形土堆。那么洞穴中风的流向如何?3、请学生解答动手动脑学物理的第3—5题,小组讨论后交流。4、小时候玩的打卡游戏。5、台风将屋顶刮翻。
这样学生在了解这些现象的同时不知不觉的将本节的知识消化吸收了,能够顺利完成教学目标。
9、最后让学生说收获有两个目的:第一检测了学生是否掌握本节的知识点,第二锻炼了学生的总结概括能力。
10、课外小制作
课后动手动脑第二题,学生通过本节课的学习其实是可以解答的。我之所以放在课后是为了让学生多一次动手的机会。如果在课堂上说了很多学生回去不会再做。而且学生会带着自己的制作满怀信心的走进下一节课。
七、板书设计
流体压强与流速的关系
实验表明:流体的压强跟流速有关,流速较大的位置,压强较小。
【设计理念】
【教材分析】
【教学过程】
一、引入新课
教师演示实验:
用一个塑料袋装满水,用一个钉子从底部扎一小孔,水就会从底部流出。
(组织学生讨论)说明:水对底部有压强。
老师用钉子从袋子的四周扎上一些小孔,水就会从四周喷出。
(组织学生讨论)说明:水对侧面有压强。
如果塑料袋子装的是别的液体,实验现象是一样的。
拓展:液体对容器底和容器壁有压强。
(组织学生讨论)液体有重力,所以对底部有压强;液体与固体不同,有流动性。容器壁阻挡着它流动,它就会对容器壁有压强。
二、进行新课
水对底部和侧壁有压强,水的内部是否有压强?有。
为什么说有?
就像我们在吃火锅时,在中间有一个隔板把辣的和不辣的分开了。假如设想一下,把隔板的一边的水拿走,另一边的水对侧壁就有压强。因此,我们都同意当隔板还在时,两边的水对它有压强,那么,把隔板拿走,水的内部有压强。
(一)提出问题
液体压强有什么规律?或者说,液体的压强与哪些因素有关?
(二)引导类比
咱们先看能不能把液体分成若干小液滴,(边画示意图,边讲解)这些小液滴密密麻麻地挤在一起?
在这个描述中,关键词是“大量、密集”。
1.直接类比
请找出日常与“大量、密集”有关的事物,请同学们想得越多越好,尽可能多地告诉我。
街上走的人群、乱哄哄的苍蝇、箱子中的苹果、一袋子大米„„
我们从一大箱苹果开始研究。
2.拟人类比
现在我们可以想象自己就是一只只苹果,被装在箱子中。这时,你有何感受?
呼吸困难、愤怒、受到挤压、挣扎、无奈„„
3.象征类比
大家的感受也就是:无奈地承受。现在以“无奈地承受”为题,说说日常哪些现象是这样的?
在圈中的羊、在网中的鱼、同学们的学习状况„„
我们不妨来讨论一下:我们学习状况是如何无奈地承受?
各方面的压力,如家长、同学、亲戚„„;在班中的名次前后对于个人的感受也不同;同样的成绩在不同的班级或不同的学校感觉也不同。
可见,由于学习的状况造成的无奈与压抑,来自各个方面,并与名次、学习环境都有关系。
(说明:教师引导学生进行类比,从而使陌生的问题变为熟悉的问题。该环节是学生思维最独特、最发散的环节。在以上的这三个环节中,学生的想法很多,发散思维得到从没有过的训练,他们的好多想法来自生活,他们更熟悉,更愿意发表自己的看法。教师在这几个环节中,只起组织、引导的作用。为使学生得到良好的发展,切不可为了赶进度,匆匆而过,使学生来不及思考讨论,在最能锻炼学生能力的环节,达不到提高学生素质的目的。)
(三)适用问题
对应学习的无奈,你能否体验液体中的每个液滴的感受?
每个小液滴感受到来自各个方面的作用,这种作用与小液滴所在的位置(深度)有关,也与液体的种类有关。
(四)找到方案或建立假说
根据刚才的讨论,请你谈谈对液体压强有关因素的看法。
液体向各个方向都有压强,不同的深度压强不同,不同的液体中同一位置的压强也不同。
(五)检验论证
我们用实验来验证,现在有这样一种测液体压强的仪器──压强计(教师简介:我把手指压在橡皮膜上,在右侧的“U”形管中出现高度差,我们看到“U”形管中出现高度差,就知道橡皮膜上有压强)。
请学生讨论,设计实验方案;交流。
下面按照自己的想法,进行实验。
得出结论:液体内部向各个方向都有压强,压强随深度的增加而增大,同一液体、同一深度压强是相等的。压强还跟液体的密度有关。
(六)评估
今天的实验只能到此为止。让我们回顾一下今天的实验:
①实验设计有无不合理的地方?
②操作中有没有失误?
③测量结果是不是可靠?
知识应用:
请同学们阅读书上材料,了解液体压强规律的应用(边阅读,边讨论)。请一位同学说明什么是连通器?举几个连通器例子。
三、小结
请同学们回顾一下,我们有哪些收获?
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