初中物理教学课例《流体压强与流速的关系》课程思政核心素养教学设计及总结反思29736.pdf

初中物理教学课例流体压强与流速的关系教学设计及总结反思 学科 初中物理 教学课例名称 流体压强与流速的关系 教材分析 流体压强与流速的关系是继压强、液体压强、大气压强之后的一个内容,学生已具有了压强和压力的有关知识,但对流体、流体的压强、流体压强与流速的关系及其应用却是一个新的内容,这很容易激发学生的学习兴趣和求知的热情。流体压强与流速的关系是伯努利于 1726 年,通过无数次实验,发现的“边界层表面效应”:流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加。为纪念这位科学家的贡献,这一发现被称为“伯努利效应”。伯努利效应适用于包括气体在内的一切流体,是流体作稳定流动时的基本现象之一,反映出流体的压强与流速的关系。这一效应在生产、生活中应用非常普遍,与社会联系非常密切,对学生来说是非常重要的,因此编者把这一内容引入了初中教材,但只作常识性的介绍。按照课标要求,学生只需知道流体压强与流速的关系,知道飞机升力的产生就行,不要求过多过深的涉及与“流体压强与流速的关系”有关的内容。教材要求学生通过学习,知道流体;知道流 体压强与流速的关系;知道飞机升力产生的原因;能用流体压强与流速的关系解释简单的物理现象和生活中的现象,能用流体压强与流速的关系进行小制作。教学目标(一)知识与技能 1.通过实验,能总结出流体的压强与流速的关系。2.能利用流体的压强与流速的关系解释升力产生的原因,进而解释飞机在空中飞行的原因。3.能利用流体的压强与流速的关系解释生活中的有关现象。(二)过程与方法 经历探究流体的压强与流速的关系的实验过程,感受液体的压强。(三)情感态度与价值观 1.在观察实验的过程中,培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度。2.通过学生主动探究,让学生体会到科学探究的乐趣和认识规律的快乐,培养学生的动手能力和创新意识。3.领略流体压强差异所产生现象的奥妙,提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。学生学习能力分析 本节课是人教版八年级下册第九章第四节 流体的压强与流速的关系，本节课介绍了具有流动性的气体 和液体的压强与流速的关系，是属于流体动力学的知识，该知识在日常生活和生产中有较广泛的应用。教材通过实验得出流体压强与流速的关系，然后又通过实验并结合飞机机翼的横截面图分析飞机机翼产生升力的原因。流体压强与流速的关系这一知识点的内容较为抽象，我们一般不易看见，所以对于初中生学习起来就更为困难。在本节课的教学过程中可适当让学生动手做些实验，来观察流体运动而产生的一些现象，这样更有助于学生对这一知识的理解。教学策略选择与设计 流体压强与流速有关,学生这方面的生活经验并不多。因此,教学时尽量选取操作简单、现象明显、直观且生动有趣的小实验,引导学生把压力、压强跟流速联系起来,了解流体压强与流速的关系及其在生活中的应用。对于飞机的升力,可以通过制作小小的机翼模型并进行分析,进一步说明气体压强与流速的关系,让学生体会科学原理的价值。教学过程 一、新课引入 科学探究要素：提出问题并对问题的成因提出猜想 学习方法：从实验观察中发现与物理学有关的问题，尝试根据经验对问题的成因提出猜想。图 1 师：同学们，请先看一个实验，如图 1 所示，我打 开阀门 A，关闭阀门 B，让红色的水流入管径粗细不同的透明塑料管，请注意观察三支小竖管中水柱的高度。你观察到什么？学生回答。师：请看如果我打开阀门 B，可以看到什么现象？学生回答。师：这时请看三支小竖管中水柱的高度是否相同？学生回答。师：你看高度发现什么特点呢？学生回答。师：根据学过的连通器原理，当水不流动时，各容器的液面总保持相平。如今当水流动时，小管中水柱的高度却不相同，说明水平管中的深度也就不相同。根据液体的压强公式 p=gh，也就是说各个粗细管中水的压强就不相同。同学们猜一猜，想一想，这个不相同可能会跟什么有关系呢？学生回答。师：同学们，请继续看另一个实验，如图 2 所示，我把乒乓球放在伸平的手掌上，并把乒乓球放在翻转的漏斗中，请看（说完，松开手掌），看到了什么现象？图 2 学生回答。师：我用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。又看到了什么现象？学生回答。师：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来，我们分析看看，乒乓球能在漏斗下方不会掉下来，由物体的平衡条件可知，竖直方向除了受到重力以外，一定还受到一个向上的压力。未吹气时没有这个现象，当吹气之后才产生这种现象，同学们再猜一猜，想一想，这个压力可能会跟什么有关系呢？学生回答。师：吹气就是气体在流动，那么你们认为与气体的流动有关，是吧？学生回答。师：液体和气体，它们一个共同的特点是：都具有流动性，统称为流体。两个实验的共同之处是，流体在运动时才导致现象的产生。且我们已猜测流体流动可能与流体的压强存在有某种关系。那么，这可能是什么关系呢？学生回答。师：我们猜想这种关系无非存在两种情况：一种是流体在流速大的地方压强大，在流速小的地方压强小；另一种是流体在流速大的地方压强反而小，在流速小的地方压强反而大。究竟哪一种猜想是正确的呢？下面我们将通过实验的方法进行探究。二、新课教学 科学探究要素：制定计划与设计实验 学习方法：明确探究目的，给定一些器材，由学生选择并设计实验方案，经历实验的过程，来探究流体的流速与压强的关系。师：好，我们今天就来研究流体的流动速度与压强的关系。同学们的桌子上有乒乓球两个，小木条两根，饮料吸管一支，大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，一杯水，一根中间切开（未断）折成直角的饮料吸管，两张纸等器材。自由选择器材，做一到二组实验。这里提示你们，我们可以用嘴吹气产生气流，用注射器喷射水产生水流，通过一些物体的运动状况来分析判断压强大小的变化。这里提供几个参考实验装置，请看大屏幕，如图 3所示。同学也可以自己设计别的实验方案。图 3 科学探究要素：进行实验与收集证据 学习方法：通过观察和实验，记录有关实验现象。师：现在我们的研究活动以小组进行，请大家在小 组内积极地讨论、研究方案，积极地用眼睛去观察、用大脑去思考，并把你们发现的问题记录下来，然后全班交流。看看在实验中能发现些什么？集体的力量是巨大的，看看哪一小组做得最好？（学生开始实验、探究、讨论，教师巡视各组的实验情况）科学探究要素：分析与论证 学习方法：分析物理现象，进行简单的推断，归纳出科学的规律。师：你们的实验完成了吗？学生回答。师：下面我们进行全班交流，把你所看到的，所想的说出来与大家交流，就按顺序来进行，好不好？声音要大些，那么，第一组开始吧。估计学生会回答到的几个情况：（1）我们这一小组选择老师提供的实验装置第三个图，选择用大号注射器一支，装满水的水槽一个，两只塑料小船，作为实验器材，用注射器向漂浮在水面上的两只小船间喷射水流，可观察到两只船向中间靠近。（2）我们这一小组选择老师提供的实验装置第一个图，把两个乒乓球放在两根小木条上，相对靠近一些，用一支饮料吸管向它们中间吹气，两个乒乓球互相靠 近。（3）我们这一小组选择老师提供的实验装置第二个图，我们选择在两张纸中间吹气，结果看到两张纸不但没有被吹开反而互向中间靠近。（4）我们这一小组选择老师提供的实验装置第四个图，我们把一根中间切开（未断）折成直角的饮料吸管，一端插入水中，向管中间吹气，我们可看到水雾从切口处喷出。我们认为管中间被我们吹气，因此切口处压力变小，底下的大气压就会产生一个力把水往中间压。因此，我们也认为：流体在流速大的地方压强反而小，在流速小的地方压强反而大。师：好，非常好！还有没有不按照大屏幕上的实验方案，而设计其他实验方案呢？师：好，因气流具有不可见性，并且流体不容易任意控制，我们结合同学分析的现象，采用 CAI 课件对实验现象进行分析。（操作 CAI 课件）师：综上所述，我们可以得出结论：流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大。科学探究要素：评估、交流 师：我们一起对上述实验方案进行评估和交流。第一、看看实验方法是否存在缺陷，是否需要改进；第二、是否还有其他实验方案也可以实现实验目的；第三、利用其他比较简单的实验器材是否也能说明问题等。课例研究综述 新课程标准要求教师在课堂教学中改变传统课堂教学的“满堂灌”、“填鸭式”，使学生由原来的知识的接受者转变为知识的探究者，注重学生知识的形成过程，引导学生积极参与全程课堂教学，培养学生的创造性和创新精神。因而教师在进行课堂教学设计时要依据教材，但不能拘泥于教材，应大胆地对教材进行处理,导入教学生动，手法多样，材料的选择注重趣味性，讲课注意艺术性。事实上在课堂教学中，如果我们局限于教材，信息是有限的，手段也是有限的，必然限制了学生参与课堂教学的空间。但当我们一旦突破教材的框框，在新课程标准的精神指导下进行教学设计，无论是教学信息、教学手段和教学资源等都由有限变为无限，为学生参与课堂教学开辟了极为广阔的天地。