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液体内部压强的探究

液体内部压强的探究
【内容提要】探究式教学是一种比较流行的教学方式,它体现出以人为本的思想,与现代教育观念向吻合,但有些课堂打着探究的旗号,实质与填鸭式教学相差不大,更可怕的是部分教师按照探究式教学的几个步骤墨守成规,把探究式教学变成一种新的教条主义。

本文结合液体内部压强的探究,不在于提出批评和批判,在于和同行讨论和交流如何实施探究式教学,如何一起为教育这门艺术添砖加瓦。

【关键字】探究液体压强
苏科版第十章第二节《液体的压强》,主要内容概括为两个活动,即“体验液体压强的存在”和“探究影响液体内部压强的因素”,所以学生活动在这节内容的实施中占较大比重,探究式教学是常用的教学方法。

探究式教学有它独有的步骤,有些教师往往按步骤行事,为了实现探究步骤而进行所谓的探究活动,使探究式教学这种新方法称为新教条。

在活动过程中引导学生去发现新现象、提出新问题、解决新问题,顺其自然地让学生乐于探究才是真探究。

结合本人的上课,把这一节内容的教学过程作简单介绍。

活动10.4 体验液体内部压强的存在
实验:指导学生采用底部和侧壁都有开口的玻璃管,在开口处蒙上橡皮膜,往管内倒适量水,观察橡皮膜的形状,并用手指触压橡皮膜。

师:从力学上讲,你的手指有什么样的感觉?
生:有被挤压的感觉。

师:由此可见,若水装在容器中,水对容器的底部和侧壁都有压强。

现在老师提出一个问题,在水的内部有没有压强呢?如果有的话可以怎样去验证?请同学们讨论。

生:(讨论后回答)用下部蒙有橡皮膜的空玻璃管插入水中,若橡皮膜形变,则能表示水的内部也是有压强的。

师:回答得非常好,请同学们用蒙有橡皮膜的玻璃管来验证水的内部是否有压强。

实验:指导学生把玻璃管插入水中,观察橡皮膜的变化,讨论发言。

生:可以看到橡皮膜向上凸起,表明液体内部有向上的压强。

师:很好,通过这位同学的发言,老师还想知道一些其他的问题,例如液体内部向其他方向有没有压强呢?如果想要验证的话,又应该如何操作呢?
生:(讨论后回答)液体内部向其他方向应该也有压强,可以把橡皮膜朝向各个方向,看它有没有形变。

为了解决水进入玻璃管的问题,可以在两头都蒙上橡皮膜。

师:看来同学们很懂得思考,其实要研究液体内部各个方向是否都有压强,不仅可以采用刚才那位同学的工具,而且我们有新的工具要隆重登场——压强计。

活动10.5 探究影响液体内部压强的因素
师:现在每组同学桌上都有一个压强计,请大家观察它的结构(介绍金属盒、橡皮管、U形管、刻度板等),并用手指轻压压强计上金属盒上的橡皮膜,并告诉老师压橡皮膜后你看到了什么现象?
生:(操作后回答)手指压橡皮膜后U形管两边液面高度发生了变化。

师:有没有进一步的发现?
生:手压得重一些,U形管两边液面的高度差就大一些。

师:U形管两边液面高度发生变化,说明金属盒的橡皮膜发生了形变,也就是橡皮膜受到了压强;手指压得重些,U形管两边液面高度差就大些,说明了液面高度差的大小表示了橡皮膜受到压强的大小。

只要把金属盒放入水中,改变金属盒的朝向,就可以检验一下液体内部是不是各个方向都有压强了。

师:我想,同学们已经迫不及待想动手了吧,但动手实验之前要先知道自己应该怎
么做,要观察些什么,如果你想好了,你就可以进行实验。

实验:探究液体内部各个方向是否都有压强。

教师参与其中,指导学生进行实验,注重观察U形管液面的高度变化。

师:通过实验,你们看到了什么现象?有没有解决刚才的问题?
生:实验中可以看到在水中改变金属盒的朝向,压强计的U形管两边液面的高度差始终存在,说明了液体内部各个方向都有压强。

师:刚才的实验解决了我们原有的问题。

能解决问题的人是聪明的,但如果你能看到新现象、发现新问题,能够表明你是真正的智者。

在刚才的实验过程中你有没有新发现呢?如果有,请你大胆地告诉大家!
生:我发现把金属盒慢慢放入水中时,压强计两边的液面高度差越来越大,应该是深度变深导致压强变大。

师:是吗?有这样的现象吗?这位同学的结论是正确的吗?大家一起来试试看,有没有这样的现象。

实验:学生把金属盒浸入水中,改变深度,观察U形管液面高度差。

师:同学们经过实验,应该看到了同样的现象,表明刚才这位同学的眼光是敏锐的,得到的结论也是非常正确的:液体内部的压强大小,随深度的增加而增大。

让我们用掌声来表示我们对智者的钦佩,也为我们一起得到科学的结论庆祝。

(师生一起鼓掌)师:人对科学的探索是无止境的,回想一下刚才的实验,在你改变金属盒朝向的时候,有没有观察到什么有趣的现象呢?如果有的话,说不定又是新发现哦。

生:(思考后回答)在转动金属盒的时候,U形管中液面的高度差是不变的,说明在某一深度液体内部各个方向的压强是相等的。

师:他说得是真的吗?事实胜于雄辩,赶快来验证一下。

实验:指导学生保持金属盒的深度不变,改变金属盒的朝向,观察压强计U形管两边的液面高度差,并把实验结果与其他组进行交流。

师:你们得到的结论一致吗?
生:是一致的。

师:刚才的同学也是很了不起的,他发现了液体内部压强的另一个特点:在同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等,同学们也一起验证了这个结论的正确性,我们理应把掌声送给有新发现的人,也要送给学到新知识的自己。

(师生一起鼓掌)师:同学们的新发现越来越多了,现在老师又有新问题了,液体内部的压强除了与深度有关以外,还可能与什么因素有关呢?请大家讨论一下,让你的思维和别人的思维碰撞,说不定有意外的惊喜。

生:(思考、讨论后回答)液体内部压强可能还与液体密度有关。

师:很好,可能新发现又要产生了。

那你准备采用怎样的实验去验证这个猜想呢?
生:用两种不同密度的液体,把金属盒放在液体内部同一深度,观察压强计U形管中液面的高度差。

师:很好,这位同学注意到了控制变量法,而且也讲出了怎么去操作这个实验。

每组同学桌上都有一杯淡水和一杯浓盐水,大家一起来检验这个猜想的正确性吧。

实验:指导学生控制金属盒的深度相同,观察金属盒在淡水和盐水中时压强计U形管两边液面的高度差大小。

师:同学们有没有新发现?
生:在同一深度,金属盒在盐水中时U形管两边液面高度差比淡水中大,说明同一深度液体密度越大,压强越大。

师:这正是液体内部压强的又一个特点:在不同液体的同一深度处,液体的密度越
大,压强越大。

面对液体压强这个难题,同学们没有退缩,用自己的力量得到了宝贵的知识财富,在学习物理的时候,我们就应该学会观察,学会探究,学会分析,学会合作和交流。

【简评和反思】
以上内容占据了课堂的大部分时间,省略了引入、应用和课堂小结等环节。

对于两个学生活动的衔接,用上述思路比较自然,没有生搬硬套的痕迹,探究活动的设计思路与教材上有较大的不同。

教材上是先提出问题:液体内部的压强与哪些因素有关?然后让学生猜想出液体内部压强可能与深度、密度和方向有关,然后通过实验验证自己的猜想。

想到学生刚刚接触液体内部的压强,对这一知识不具备知识基础和生活基础,所以降低实验的难度,让学生去体验液体内部有压强这一事实,在体验的过程中产生新发现,得到新结论,在得到新结论的过程中使学生得到成就感和满足感,培养学生的自信心和学习探究的兴趣。

对于液体内部压强与液体密度的关系,在有深度这一因素做铺垫的基础上,学生稍作思考也能猜想到。

探究式教学不在于一定要满足某些步骤的需要,也不一定要按照固定的顺序进行探究,探究的精髓在于“探”和“究”,在“究”中发现新问题,然后再探再究。

也有老师向我提出建议,如果不是按课本上那样设计表格并且记录数据并分析数据,学生碰到“根据表格数据写出液体内部压强特点”的题目时可能会有困难,在这里我要说明的是:根据表格数据分析的能力并不是在探究液体内部压强这一实验中才有,这个能力经过之前和之后多个实验应该能够养成,本实验中分析实验数据不具备特殊性;而且我们的教学不是仅仅为了考试,分数是要的,但学生是教学的主体,我们应该有以人为本的思想,在传授知识的同时,更应关注学生各方面能力的发展,提高学生的考试分数只是我们教学工作的一部分。

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