“支架式”教学设计在托里拆利实验中的运用

《“支架式”教学设计在托里拆利实验中的运用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2014年第3期物理通报物理实验教学“支架式"教学设计在托里拆利实验中的运用焦明(南京树人国际学校江苏南京210000)(收稿日期：2O13—08—27)摘要：通过支架式的教学设计，采用小步推进、层层深入的教学方法，降低初中学生对托里拆利实验的认识难度．利用身边的实验器材改进实验方案，实现学生认知能力的提高．关键词：支架式教学设计托里拆利实验内高为h的水银柱产生的压强．1问题的提出由于水银有毒，现阶段初中教材已不再提倡教师演示托里拆利实验．但不做实验，学生对这一节内容的认识和理解会大打折扣，为了避

2、免学生失去对p0这一经典实验的感性认识的机会，多数教师会选择播放教学视频．但笔者发现即使如此，在教学过程圈1中，仍然困难重重．很多学生在理解实验原理时存在但在实际授课中，由于苏科版教材中没有涉及思维障碍．例如：连通器原理和帕斯卡定律部分的知识，学生对于液(1)从学生的生活经验来看，大气压是向下的，怎么会向上将水银柱托起来呢?水银柱是大气压托体有传递压强的特点，即“加在密闭液体上的压强，起来的吗?能够大小不变地被液体向各个方向传递”没有建立感性的认识．还是有很多学生不能理解加在水银面(2)由于人们始

3、终生活在大气之中，对大气压上的大气压强能够由水银传递到液片上，进而影响的存在“毫无感觉”，不少学生认为是水槽中的水银托起了玻璃管中的液柱，或者是起到部分参与托起了对整个实验的理解．液柱的作用．3改进方案2尝试建构主义理论告诉我们，人类学习的过程是一为了解答学生们心中的疑惑，笔者曾经采用演种认知建构的过程．学生学习的过程常常会走很多绎推理的方法进行解释．如图1所示，设大气压为弯路，如同科学家在发现过程中要历经曲折一样．受P。，设想在管内与管外水银面相平处取一液片AB，此启发，笔者在课后学习了有关科学

4、家托里拆利测由于液片AB静止不动，可知作用在液片AB上向下量大气压值的物理学史．发现教师虽不能在课堂上和向上的压力相等，即F下一F』=．向下的压力是在液直接再现托里拆利实验，但可以采用支架式教学设片AB上方的水银重产生的，即F下：G一S，式中计的模式设计其他的一些替代实验来帮助学生理p为水银的密度，S为液片的面积．向上的压力是由解，也能取得较好的教学效果．于大气压产生的，它等于F一P。S．又因F下一F上，支架1：所以pghS—P。S，化简得。一pg^．即大气压等于管(1)如图2所示，将一试管倒扣在

5、盛有水的烧杯一～842014年第3期物理通报物理实验教学中．引导学生观察，发现试管中水面不会上升．(2)此实验分成两个部分，第一部分(图1)看似鸡肋，没有明显的实验现象．但可和后来的第二部分(图2)实验现象形成鲜明的对比，从而解决了部分学生的第二个思维困惑，即试管中水柱的上升只与1气压的差值有关，和烧杯内液体压强无关．(3)此器材简单易得，且操作方便，实验现象相当明显，成功率非常高且不存在安全隐患．图2支架2：(2)如图3所示，在试管中注入少量水，用酒精(1)让学生思考问题：“上述实验中水为什么不

6、灯加热试管底部，当试管内水开始沸腾，管口出现大能充满整个试管?”“怎样改进能让水充满整个试量白雾时，迅速将试管倒扣在盛水的烧杯中．引导学管?”“如果试管无限长，水是否可以无限地上升生观察，发现试管中水面逐渐上升，但不能升至试管呢?”通过学生讨论，引发思考，过渡到测量大气压顶部．(如图4)值的实验中来．(2)播放教学视频：“大气压托起约10m高的水柱”．设计意图：这几个“阶梯式”的问题情境在前两个实验的基础上引申开来．既符合学生的认知规律，降低了学习的难度，又引导学生步步深入，从“体验大气压存图3在

7、”到“测量大气压值”的主题中来．支架3：(1)教师组织学生思考：“通过上述实验，你能计算出大气压强的值大约为多大吗?”“大气压托起10m高的水柱实验显然在操作上是很不方便的，你能改进实验器材，使其简便易行吗?”通过学生讨论，使其明确托里拆利实验中使用水银作为研究对图4象的原因．设计意图：(2)播放教学视频：“托里拆利实验”．(1)此实验可安排在苏科版教材活动10．6“体(3)引导学生计算76cm水银柱产生压强大小，验大气压强存在”即观察易拉罐被大气压压扁实验并和10m水柱产生压强大小以及课本提供的

8、一个之后．这两个实验都是利用水蒸气排挤出空气，水蒸标准大气压的值进行比较．引导学生分析这两种测气降温后液化为水从而减少气体的方式减少了容器量大气压值实验的异同以及实验误差产生的原因．内的气压．虽然实验的现象不同，但原理类似，学生设计意图：在认知这一实验时能很快和教师产生共鸣，认识到支架3的教学设计借鉴了科学家托里拆利设计试管中水柱的上升是由于内外气压差的作用，即外托里拆利实验的物理学史，旨在帮助学生搭建“能力界大气压托起了试管中的水柱．这就解决了学生原迁移”支架。不仅让学生学到物理