初中物理一等奖教学案例大气的压强获奖教学案例分析

字号：T|T

从“魔术”到“科学”
——《大气的压强》教学案例

一、案例背景
科学课程以提高每个学生的科学素养为总目标。科学课程标准(7－9年级)第二部分课程目标指出：“了解或理解基本的科学知识，并能用它们解释常见的自然现象，解决一些实际问题；初步形成对自然界的整体认识和科学的世界观；增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力；形成崇尚科学、反对迷信、以科学的知识和态度解决个人问题的意识……”新课程下，课堂教学不再是教师的“说教”，而是学生在教师指导、组织下进行积极主动的学习，亲自去实践、去体验，感悟到所学知识的来龙去脉，使学生获得学习体验的快乐，激发求知兴趣。
在2009年央视春晚上，魔术师刘谦的表演受到观众的热捧，一夜间魔术这一项目红遍大江南北，许多人因此对魔术产生了强烈的兴趣，并开始了热烈的讨论和研究，不仅是惊叹于魔术表面的神奇，更开始深究魔术中隐藏的奥秘。魔术，它不仅与初中学生的好奇、好玩、好动以及无忧无虑的年龄特征完全契合，能够让他们喜欢上科学课，而且也能在一定程度上解决教师在教学设计上的烦恼。魔术，这看似玄妙神秘的艺术，其实它的背后是蕴藏着科学原理的，它是科学的结晶又是科学的先导。如果把课本中的一些知识以魔术的形式展现给学生，不仅能够让学生对我们身边的事物有更清楚、深刻的认识，而且能够让学生更加主动的进行探究活动，提高学生的思维力、观察力。
在一次区级教学研讨活动中，我承担了第二章第三节《大气的压强》第一课时公开课教学。这节课是压强的又一个知识点，也是我们认识大气这种物质的一个重要部分。八年级的学生对大气压强并不陌生，由于大气压强知识比较抽象，所以他们对大气压的认识是表面的。
基于以上这些因素，我进行教学设计时，思考如何把“魔术”溶入课堂，用“魔术”来帮助学生确认大气压是存在的意识。让学生在观看“魔术”的过程中，为揭示“魔术”中的科学道理，充分参与学习中，在动脑、动手中学习，在相互交流、讨论与合作中学习，同时增强他们学习、探索的主动性，也很好地培养学生的观察能力和激发学生爱科学的兴趣。
二、情境描述
这节课我的设计宗旨是利用一系列的“小魔术”，努力突破以往物理部分教学过程中的传统模式，把抽象的事物具体化。进行教学设计时，我给了自己一个角色的定位——学生学习的帮助者、促进者与指导者，而让学生在学习过程中真正成为知识的主动建构者。整堂课的流程图大致如下所示：

从上面的流程图中可以看出，整节课中，魔术的演示、学生的探究、交流和发言占用了大部分时间。下面选取了四个“小魔术”片段作简要阐述：
片段一、瓶吞鸡蛋
师：上课前，老师先来表演一个魔术。
拿出一只剥了壳的鸡蛋，一个锥形瓶，鸡蛋放在瓶口，鸡蛋大于瓶口，用手很夸张地作按压状，鸡蛋依然立于瓶口。
师：今天老师想把这个鸡蛋完整地装进这个瓶子里，大家觉得有没有可能？
魔术表演：
材料：熟鸡蛋（煮的时间2-3分钟为宜）、锥形瓶、棉花球、酒精、沙子
步骤：在瓶底铺一层沙子；将一块蘸有酒精的棉花球点燃，迅速丢入瓶中；用鸡蛋的大头塞紧瓶口。
现象：鸡蛋被拉长，最后“咚”地被瓶子吞进了“肚子”。
学生纷纷以各种神情表示惊讶：真神奇！
好多学生嘀咕：这是怎么回事啊？
故意卖个关子：同学们想知道这个魔术的奥秘吗？
学生齐声回答：想！
现场气氛非常活跃……
片段二、神奇的纸片
师：为了帮助同学们解开这一魔术之谜，我们再来做一个魔术。
演示：在一个空玻璃杯上覆盖一张硬纸片。
提问：手松开后纸片会掉吗？当然会掉啦！（这个每个学生都能想到的，更从现象中看到了）
追问：为什么？
学生回答：因为纸片受到重力的作用。
演示：在玻璃杯里盛满水，覆上硬纸片。先用手托住纸片，将杯子倒转过来。
提问：纸片为什么不会掉下来？当手拿开后，纸片会不会掉下来？
教室里议论纷纷：有些学生说会，有些说不会。
见证奇迹：手拿开后，纸片竟然没有掉下来！
提问：纸片为什么不会掉下来？　
学生：可能纸片被水吸住了，可能纸片跟杯口粘在一起，可能……众口不一
提示：虽然我们看不见纸片下方有物体托住它，但纸片下方是不是真的什么物体都没有呢？
学生一致同意:有空气存在！
追问：到底是什么物体托住了纸片呢？
学生恍然大悟状：原来是纸片下方的大量空气起到了手的作用，托住了纸片。
强调说明：这些大气对纸片有向上的压力，从而产生压强，是大气压强支撑住了杯子里的水。
演示：将杯子小心地向各个方向转动。纸片为什么还是不掉？这又说明了什么？
这时，学生很自然地联系起液体压强的特点：可能大气向各个方向都有压强。
片段三、无形的手
展示：取一个空矿泉水瓶，用手夸张地挤压，发出哗哗的声音，再松手，瓶子恢复原状。
提问：为什么矿泉水瓶变形了？
学生：因为受到手的压力。
提问：如果不用手，想让瓶子发生形变，可能吗？
学生议论纷纷，提出各种各样的设想。
继续操作：往瓶里灌满热水，倒掉，盖紧瓶盖，手拿瓶盖处。
提醒：注意了，神奇的事情快要发生了……
矿泉水瓶慢慢地变瘪了……
提问：咦，矿泉水瓶变瘪了，是谁把它变瘪的？似乎有一双无形的手，这双无形的手是谁的呢？
学生恍然大悟：原来是大气的作用，矿泉水瓶是被周围的大气压压瘪的！
片段四、吸不出的饮料
提问：我们班的同学最爱喝饮料了，但你是否想过饮料是怎样进入你口中的？
结果大多数学生都认为是因为嘴巴吸力的作用，少数学生可能因为我的问题而显出茫然的样子……
追问：只是因为嘴巴吸力的作用吗？下面我们举行一场喝饮料比赛。
学生比赛：事先准备两瓶玻璃瓶装的饮料，其中一瓶用一根吸管紧密地穿过橡皮塞插到水中，从第一、二组推选一名大男生上来吸这特制瓶内的饮料；另一瓶打开瓶盖插上吸管，第三、四组派一小女生来吸瓶里的饮料。看谁能在最短的时间里将饮料喝完。
比赛现场气氛非常活跃，结果大男生满脸通红，满头大汗，瓶子里还是满满的一瓶……满座哗然！
问大男生：刚才你是不是已经使出所有的力气了？
追问：通过刚才的实验对比，饮料进入口中，是不是光靠嘴巴的吸力？
学生几乎全都同意，饮料进入口中，并不是靠嘴巴的吸力！但大多数学生并不能用很完整、精练的语言来表述这个过程。
播放动画：喝饮料的原理。
学生在愉乐的过程中明白了吸饮料不仅仅要靠嘴巴的吸力而且需要大气压的帮助。
三、教学反思
新课程改革的重点之一就是如何促进学生学习方式的变革。通过这堂公开课，我深刻地理解了新课程改革的核心问题：教育要着眼于学生潜能的唤醒、开掘与提升；要促进学生认知、情感、态度与技能等方面的和谐发展；要关注学生终身学习的愿望和能力的形成，促进学生的可持续发展。
1、学起于思，思源于疑，疑则诱发探究。
亚里士多德说：“思维从疑问和惊奇开始”。学习质疑问题的过程是积极主动发现问题，提出问题，分析问题的过程，在这一过程中，学生所具有的良好的质疑意识，无疑是探究活动的催化剂。这堂课中，我通过这些简单而又出乎学生意料的神奇魔术不断地设疑导思，学生被意外的结果惊奇了。这正是我要到达的目的，我想这必然能让每一个学生投入到本堂课的学习中，也必然会在学生的心中产生许多的疑问，如：“鸡蛋为什么掉进瓶里去？”、“为什么纸片为什么不会掉下来？”、“为什么塑料瓶会变瘪？”、“饮料到底是怎样进入口中的？”到底是为什么呢？每一疑问都在学生的脑中回荡，很显然，学生们天生的好奇心被转化为强烈的求知欲望和探究行为。然后，我们便借机倡导：掌握了相关的科学知识就可以去解开这些谜团！学生当然是热烈响应，这正好印证了那一句话，探究源于对事物的好奇，学起于思，思源于疑。
2、魔术引入与教学目标和谐一致
前苏联教育家苏霍姆林期基说过：“儿童学习的愿望就在于进行紧张的智力活动和体验到取得胜利的欢乐。”新课程倡导“自主、合作、探究”的学习方式。在平时的教学中，我们都很关注让学生动手和动脑，让课堂活跃起来，因此很看重学生的活动。但是，我们在上课过程中，有些活动设计只是关注了活动形式本身，而没有明确的目标，表面看很热闹，却没有深度。因此，有关学生活动的设计，应首先考虑学生思维的深度，再考虑活动频度。我们设计魔术活动是为了让学生更好地理解科学过程和本质，在活动中体验科学家工作的方式和形式，科学精神及科学态度。所以，我们不能只注重了形式却丢掉了内涵。
另外，我们在上课过程中，有些活动设计只是关注了活动形式本身，没有明确的目标，表面看很热闹，却没有深度，而且活动频繁，甚至做到了每个知识点的落实都需探究，因此学生参加了这样的学习活动，却并不足以保证学生的思维能投入到任何一个基本的探究过程中。离开了思维的动手操作，只能将一个智力活动干成“体力活”，而科学更应追求的是深层次的思维，所以魔术形式的教学活动要与教学目标相一致。
3、科学课堂呼唤新颖有效的教学方法
实验探究是一种让学生理解科学知识的重要学习方式，但显然不是惟一的方式。在科学教学中，教师要善于挖掘教材内在的吸引力，向学生描述绚丽多姿的科学事物和现象，创造科学意境，把学生带入“想象”的王国中探索，以满足学生的心理需求，激发学生的学习兴趣。魔术就是这样一座桥梁。在《大气压强》这堂课中对这一系列小魔术的运用，能够很好的引起学生注意，激发学生对于科学的兴趣，最大限度的调动学生的积极性，以趣激疑，以趣激思，使学生在轻松活泼的学习中，体验到科学的神奇魅力，可以激发学生的兴趣和探究欲望，让学生对科学课永远都充满“期待”，充满“惊喜”。这可以使科学教学再次掀起波澜！当然也并不是所有的课堂都适合用魔术这种方式，课堂中有效的学习是需要依靠多种不同的教学方法的。
从“魔术”到“科学”，是教师对于科学的另一种运用，是学生的兴趣、质疑、探究与创造提出的更是我们对于科学魅力的另一种感受，试一试，我们会有更大的收获……