陆信东
(江苏省南通市海门区临江新区实验初级中学,江苏 南通 226100)
大气压是自然界中客观存在的一种自然现象,学生在生活中会体验到大气压的存在。但是学生对它却了解不多,学生的初步感知往往停留在朦胧状态,甚至存在误区。笔者借助课堂导入活动,让学生深入体验大气压的存在,自主构建物理概念、习得技能,在自主建构的过程中体会物理之味。
在本节课的导入环节,笔者不认可在课堂导入环节呈现很多实验的做法,在这个环节一个趣味十足的实验就能激发学生的兴趣,而在兴趣背后,我们更需要启发学生的思维,促使学生分析实验背后蕴含的物理原理。在这里,笔者采用的是瓶吞蛋实验,并将实验慢慢呈现给学生。
实验细节1:展示一只奶瓶和一枚相对较大的熟鸡蛋(外壳已经剥掉),提问学生:这个瓶子能在不损坏鸡蛋的前提下吞下这枚鸡蛋吗?
教学意图:这个实验在很大程度上激发了学生兴趣,因为瓶子的口径和鸡蛋最粗的直径相差太大,学生凭借肉眼一看就知道不能吞下去。学生带着怀疑的目光和深思的神态期待奇迹的发生。
实验细节2:教师将鸡蛋放在瓶口,鸡蛋没有被吞进去;教师按压鸡蛋,它还是没有被吞进去。
教学意图:利用实验操作进一步启发学生的思维,学生会想到用手压等方法,发现无法达成吞进去的效果。
实验细节3:在瓶中倒入冷水,把瓶子冲洗了一下,再把鸡蛋放上去,学生原以为鸡蛋会被吞进去,可是鸡蛋还是直立在瓶口处。
教学意图:提示学生关注倒水的细节,倒入冷水的实验也失败了,实验现象和学生的预想形成较大反差,由此引发了学生的深入思考。
实验细节4:在瓶子中倒入开水,再次冲洗一次,多冲洗一会儿、倒掉,再将鸡蛋放到瓶口处,此时奇迹出现了:鸡蛋一下子被吞进去了,教室里响起一阵欢叫声。
图1
教学意图:充分调动学生参与的积极性,一是为了让学生集中注意力观察精彩的一瞬间,二是为了让学生有充分时间思考、分析、对比,三是在这个等待的过程中让瓶内外形成明显的温度差。
在整个导入环节,教师的实验两次失败、一次成功,现象的落差引发了学生的观察、思考、分析、对比、总结,在层层递进中引入课题。
好的问题能很好地引领学生的思维方向,让学生深入思考,在思考中自主解决问题,建构新知,习得技能,促进学生的自主学习能力的提升,这一切都归结于问题的简单、明了、巧妙。在大气压的教学过程中,笔者采用以下问题链导入本节的主题。
问题1:鸡蛋为什么会被瓶子吞进去?
生:是大气压的作用。
问题2:那一开始为什么鸡蛋不能被吞进去呢?
学生议论纷纷,结合学生的交流情况,教师可以在这个环节适时补充以下问题来进一步启发学生的思维,用问题引导学生的分析与对比,让学生在问题的引领下突破原先的思维瓶颈。
问题3:前后两次的实验操作有什么差异?
生:第一次倒的是冷水,第二次倒的是开水。
问题4:倒入开水后瓶内空气会发生什么变化?把开水倒掉呢?
生:会受热膨胀,然后冷却。
问题5:冷却后瓶里的气压发生了什么变化?
生:变小。外界大气压大于内部大气压,鸡蛋就被压进去了!
在问题链的启迪作用下,学生的思维进阶深入,这种深入不仅有效激活了学生的思维,还教会了学生思考问题的方法和策略,养成学生良好的思维习惯,促进学生思维能力的提升。
在前面的环节中,学生已经感受到情境中涵含的物理问题和原理,而进一步学以致用,启发学生对现象进行分析、将物理现象与物理问题对接,将物理问题与原理相融合才是导入环节的精华之处。在完成吞鸡蛋实验以后,教师可以完成以下两个实验,以此来达到类比分析、学以致用的目的。
要引导学生对已做的实验进行类比分析,加深理解,笔者选择了苏科版初中物理教材中易拉罐的改进实验来进一步体验大气压的存在。教师在演示过程中将演示的动作放慢、放细。(1) 将开口的易拉罐,放在桌面上,提问学生:不用力按压易拉罐,它能否自然变瘪?(2) 在易拉罐中倒入少量冷水,冲洗一下、倒掉,提问学生:如果将易拉罐密封起来,易拉罐能否变瘪?在学生回答后演示;(3) 将开口的易拉罐,倒入少量开水,冲洗一下、再倒掉,提问学生:如果将易拉罐密封起来,易拉罐能否变瘪?在学生回答后再演示。
在这个实验完成以后,请学生讨论、交流其中的原因,结合实验操作过程和实验现象,学生很快会想到这个过程和瓶吞蛋实验非常相似,其中的原理也不难说出来。
用生活中最为常见的吸盘来演示大气压的存在,让学生熟悉的吸盘和课堂上的实验进行巧妙的链接,让物理现象和生活现象相对接。笔者给学生呈现生活中最常见的吸盘(图2),并提问学生:它的用途是什么?你会用吗?上来试一试。
图2
有学生上来将吸盘“吸”在教室前面的瓷砖上,此时教师再用问题来引领学生分析,进行深度思考。
问题1:你能把这个吸盘“吸”在粗糙的水泥墙面上吗?请试一试。
问题2:结合刚才的现象,你能说明吸盘为什么能“吸”在瓷砖墙面上了吗?
问题3:吸盘是真的被“吸”在瓷砖墙面上了吗?
到此为止,学生对大气压已经有较为深刻的感受,结合类比分析、学以致用,学生加深了对大气压的认识。