廣東省第二屆物理師范生教學技能創(chuàng)新實踐大賽教學設(shè)計大氣壓強本?一、教學目標1.知識與技能目標學生能說出大氣壓強的概念，知道大氣壓強產(chǎn)生的原因。理解托里拆利實驗的原理，會計算標準大氣壓的值。能列舉生活中與大氣壓強有關(guān)的現(xiàn)象，并能用大氣壓強知識解釋。2.過程與方法目標通過實驗探究，培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納和動手操作的能力。經(jīng)歷托里拆利實驗的探究過程，體會科學研究的方法，提高科學思維能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標通過了解大氣壓強的發(fā)現(xiàn)歷史，感受科學家們勇于探索、追求真理的精神，激發(fā)學生學習物理的興趣。認識到物理知識與生活實際的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的意識。二、教學重難點1.教學重點大氣壓強的存在及產(chǎn)生原因。托里拆利實驗測量大氣壓強的原理及方法。標準大氣壓的值及應(yīng)用。2.教學難點理解大氣壓強的存在及特點，通過實驗設(shè)計和操作感受大氣壓強的存在。理解托里拆利實驗中水銀柱高度與大氣壓強的關(guān)系，以及實驗的誤差分析。三、教學方法講授法、實驗探究法、討論法、演示法相結(jié)合四、教學過程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.趣味實驗引入教師展示"瓶吞雞蛋"實驗：將一個去殼的熟雞蛋放在廣口瓶瓶口，雞蛋比瓶口略大一些，無法直接掉入瓶中。然后點燃一張紙條，迅速放入瓶內(nèi)，接著將雞蛋放在瓶口，觀察到雞蛋慢慢被吸入瓶中。提問：同學們，看到這個神奇的現(xiàn)象，你們想知道是什么力量把雞蛋推進瓶子里的嗎？今天我們就一起來探索其中的奧秘大氣壓強。（二）新課講授（25分鐘）1.大氣壓強的存在實驗演示教師進行"覆杯實驗"：將一個裝滿水的杯子，用硬紙片蓋住杯口，然后用手按住硬紙片，將杯子倒置過來，慢慢松開按硬紙片的手，觀察到硬紙片不會掉下來，水也不會流出來。提問：為什么硬紙片沒有掉下來，水也沒有流出來呢？引導(dǎo)學生思考是哪種力托住了硬紙片和水。小組討論組織學生分組討論上述實驗現(xiàn)象，讓學生嘗試解釋原因。每個小組派代表發(fā)言，分享小組討論的結(jié)果。教師總結(jié)教師總結(jié)學生的發(fā)言，得出大氣對浸在它里面的物體有壓強，簡稱大氣壓。大氣壓強是由于空氣受到重力且具有流動性而產(chǎn)生的。生活實例展示展示吸盤掛鉤、鋼筆吸墨水、吸管吸飲料等生活中常見的利用大氣壓強的實例，讓學生觀察并思考這些現(xiàn)象是如何利用大氣壓強的。請學生再列舉一些生活中利用大氣壓強的例子，如注射器吸取藥水、活塞式抽水機抽水等，進一步加深對大氣壓強存在的理解。2.大氣壓強的測量托里拆利實驗原理介紹托里拆利實驗的背景：在17世紀，意大利科學家托里拆利首先用實驗測出了大氣壓強的值。演示托里拆利實驗裝置：將一根一端封閉、長約1m的玻璃管中灌滿水銀，用手指堵住管口，然后倒插在水銀槽中，松開手指后，觀察到管內(nèi)水銀面下降到一定高度后不再下降。引導(dǎo)學生思考：管內(nèi)水銀柱上方的空間是什么狀態(tài)？水銀柱為什么會下降？為什么下降到一定高度就不再下降了？教師講解：管內(nèi)水銀柱上方是真空，沒有空氣，所以沒有向下的氣壓。水銀柱下降是因為受到重力作用，而下降到一定高度不再下降是因為大氣壓強支持著水銀柱，大氣壓強與水銀柱產(chǎn)生的壓強相等。實驗過程分析分析實驗中哪些因素會影響水銀柱的高度，如玻璃管的粗細、傾斜程度等。通過多媒體動畫演示，讓學生直觀地看到這些因素對水銀柱高度沒有影響，進一步理解托里拆利實驗的原理。講解如何計算大氣壓強的值：根據(jù)液體壓強公式\(p=ρgh\)（其中\(zhòng)(p\)是液體壓強，\(ρ\)是液體密度，\(g\)是重力加速度，\(h\)是液體深度），水銀的密度\(ρ=13.6×103kg/m3\)，當時的實驗中水銀柱高度\(h=760mm=0.76m\)，\(g=9.8N/kg\)，計算出大氣壓強\(p=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m≈1.013×10?Pa\)。強調(diào)標準大氣壓的值：為了方便計算和比較，人們把\(1.013×10?Pa\)的大氣壓強規(guī)定為標準大氣壓。實驗拓展提問：如果把托里拆利實驗中的水銀換成水，會出現(xiàn)什么情況？引導(dǎo)學生通過計算進行分析。水的密度\(ρ=1.0×103kg/m3\)，根據(jù)\(p=ρgh\)，可得\(h=p/ρg=1.013×10?Pa÷(1.0×103kg/m3×9.8N/kg)≈10.34m\)。說明如果用水做實驗，需要一根約10.34m長的玻璃管，實際操作中很難實現(xiàn)。介紹其他測量大氣壓強的方法，如金屬盒氣壓計（無液氣壓計），并展示其工作原理的示意圖，讓學生了解氣壓計在生活中的應(yīng)用，如氣象站測量大氣壓強等。（三）課堂小結(jié)（5分鐘）1.教師引導(dǎo)回顧引導(dǎo)學生回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，提問："通過本節(jié)課的學習，我們知道了什么是大氣壓強？大氣壓強是如何產(chǎn)生的？如何測量大氣壓強？"請學生回答，教師對學生的回答進行補充和完善，總結(jié)本節(jié)課的重點知識。2.思維導(dǎo)圖展示通過多媒體展示本節(jié)課的思維導(dǎo)圖，包括大氣壓強的存在、產(chǎn)生原因、測量方法（托里拆利實驗原理及過程）、標準大氣壓的值以及生活中的應(yīng)用等內(nèi)容，幫助學生梳理知識結(jié)構(gòu)，加深記憶。（四）課堂練習（10分鐘）1.基礎(chǔ)練習題大氣壓強產(chǎn)生的原因是（）A.空氣受到重力B.空氣有流動性C.空氣受到重力且有流動性D.以上都不對做托里拆利實驗時，若管內(nèi)有少許空氣，當玻璃管傾斜，水銀柱高度將（）A.變大B.變小C.不變D.無法判斷一個標準大氣壓的值是（）Pa。2.拓展練習題在海拔3000m以內(nèi)，每升高10m，大氣壓約降低100Pa。若在山腳下的大氣壓為標準大氣壓，那么在850m的山頂上，大氣壓是多少？某同學自制了一個氣壓計，在一個標準大氣壓下，當他將氣壓計從一樓拿到六樓時，氣壓計的水柱高度變化了10cm，求該樓每層的高度大約是多少？（\(ρ_{水}=1.0×103kg/m3\)）請學生完成練習題后，同桌之間相互批改，教師巡視指導(dǎo)，對學生存在的問題進行集中講解，強化學生對本節(jié)課知識的理解和應(yīng)用。（五）布置作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)完成課本上相關(guān)的練習題，鞏固本節(jié)課所學的大氣壓強的知識。查閱資料，了解大氣壓強在航空航天、氣象等領(lǐng)域的應(yīng)用，并寫一篇簡短的科普文章。2.實踐作業(yè)制作一個簡易的氣壓計，觀察大氣壓變化時氣壓計的示數(shù)變化，并記錄一段時間內(nèi)的天氣情況和氣壓計示數(shù)，分析兩者之間的關(guān)系。五、教學反思通過本節(jié)課的教學，學生對大氣壓強的概念、產(chǎn)生原因及測量方法有了較為清晰的認識。在教學過程中，通過趣味實驗引入新課，激發(fā)了學生的學習興趣和好奇心，使學生積極主動地參與到課堂學習中來。在講解大氣壓強的存在時，通過多個實驗演示和生活實例展示，讓學生直觀地感受到大氣壓強的存在，降低了學生理解的難度。托里拆利實驗是本節(jié)課的重點和難點，在教學中通過詳細的講解、動畫演示和實驗拓展，幫助學生理解實驗原理和過程，突破了教學難點。課堂練習的設(shè)計既有基礎(chǔ)題，又有拓展題，能夠滿足不同層次學生的需求，及時鞏固所學知識。然而，在教學過程中也發(fā)現(xiàn)了一些不足之處。例如，在小組討論環(huán)節(jié)，部