教學設計課程基本信息學科物理年級八年級學期春季課題第3節大氣壓強教學背景1．教學內容分析大氣壓強是在學習了固體壓強、液體壓強基礎之上的進一步拓展。本節內容既幫助學生構建了一個較為系統的壓強知識體系，也為后面學習流體壓強與流速關系、浮力提供了必要的學習支撐，對前后知識起到了承上啟下的銜接作用。因此，大氣壓強在本章中乃至力學部分都具有不可替代的重要作用。本節課主要由“大氣壓強的存在”“大氣壓的測量”兩部分內容構成，很好地體現了《義務教育物理課程標準(2022年版)》的要求，即：知道大氣壓強及其與人類生活的關系。本節的重點是“大氣壓強的存在”，需要引導學生通過實驗或日常現象，感受大氣壓的存在；本節的難點是“大氣壓的測量”，需要引導學生運用壓強、二力平衡等物理知識測量大氣壓強的大小。在本節的教學中，通過對大氣壓強概念的建構，有助于使學生形成運動和相互作用觀念；通過對大氣壓強測量的科學探究，培養學生的科學思維和科學探究能力；通過對大氣壓強的應用，培養學生良好的科學態度和責任。2．學情分析從知識上看，學生已學過固體壓強和液體壓強，對壓強知識有所了解，但由于大氣看不見、摸不著，學生很難感知大氣壓強的存在，因此需要引導學生創設情景，將大氣壓強“可視化”。從思維方法上看，學生在學習本節課之前學習了壓強的相關知識，具有了學習大氣壓強的理論基礎和一定的認知體驗，但這種認知大多停留在表象，如認為用吸管喝水是依靠“吸力”將水吸上來；許多學生知曉大氣壓的存在，但難以理解生產生活中的大氣壓強，其原因是學生沒有掌握研究大氣壓強的關鍵思維方法。學生根據以往的實驗經驗，能初步掌握探究的方法和步驟，但是在設計實驗和實驗探究方面仍然面臨困難。通過讓學生運用多種感官參與課堂教學，深度參與體驗、探究大氣壓強的存在以及運用，有助于本節課教學目標的達成。教學目標物理觀念1．通過實驗或日常現象，感受大氣壓的存在。2．了解托里拆利實驗，知道它可以測量大氣壓強。知道標準大氣壓，能說出大氣壓隨高度變化的規律以及水的沸點和氣壓的關系。3．知道大氣壓與人類生活的關系，能用大氣壓的知識解釋生活、生產中的有關現象。科學思維1．通過觀察生活中的現象感受大氣壓的存在，經歷對大氣壓強存在的探究，培養歸納推理的能力。2．通過學習托里拆利實驗，體會托里拆利實驗的設計思路，分析實驗過程，培養科學推理和分析問題的能力。科學探究1．基于觀察提出大氣對周圍的物體是否有壓強的問題，通過設計實驗來驗證大氣壓強的存在，培養設計實驗與制訂方案的能力。2．尊重實驗數據，對實驗中發現的水銀柱高度問題進行科學分析并給出合理解釋，培養科學探究精神。通過交流討論對實驗方案提出合理的改進建議。科學態度與責任1．通過探究大氣壓存在的過程，提高證據意識，養成尊重事實、實事求是的科學態度。2．通過學習大氣壓強與人類生活的關系，應用大氣壓的知識解釋和解決生活中的問題，初步認識科學技術對人類社會發展的作用，體會學科的應用價值，激發對物理學習的興趣。教學內容教學重點1．體驗與探究大氣壓強的存在。2．知道大氣壓對人類生活的影響。教學難點1．測量大氣壓大小的方法。教學內容教學環節教師活動學生活動設計意圖新課導入演示實驗1：“隔空喝牛奶”牛奶真的被隔空吸走了嗎？這里面蘊含著怎樣的奧秘呢！學生觀察，思考此現象與什么有關。激趣、設疑，讓學生產生強烈的求知欲。新知探究一、大氣壓強的存在【知識類比遷移】教師通過類比液體壓強產生的原因，提出問題：圍繞在我們周圍的大氣會對我們產生壓強嗎？介紹馬德堡半球實驗：1654年，德國馬德堡市市長做過一個著名的馬德堡半球實驗。他讓人們把兩個銅制空心半球合在一起，抽去里面的空氣，然后讓兩支馬隊向相反的方向拉這兩個半球。當兩側的馬達到16匹時，才將半球拉開，并發出巨大的響聲。教師利用器材模擬演示馬德堡半球實驗。提出問題：是什么使兩個半球如此難以分開？生活中有很多現象可以讓我們感受到大氣壓強的存在，你能舉出幾個實例或者做幾個簡單的實驗，證明你的觀點嗎？活動1：“粘”在光滑墻面上的吸盤用一個扎了孔、一個完好的吸盤進行實驗，看哪個能吸附到墻面上。實驗現象：無論怎樣用力壓扎了孔的吸盤，松開手后它都不會吸附在墻面上。活動2：“覆杯實驗”取一個底部帶小孔的紙杯，堵住小孔，裝滿水，用紙片蓋上后倒置，觀察出現的現象。然后再松開堵住小孔的手指，再次觀察。實驗現象：裝滿水的紙杯朝下倒置后，水不流出來。但當我們松開堵住小孔的手指后，水會流出。活動3：利用真空罩證明大氣壓能支撐水柱一端封閉的試管里灌滿水，用手掌將管口堵住，然后倒插在水槽中。再將此裝置放在真空罩內，逐漸抽出真空罩中的空氣，觀察現象。然后打開閥門，讓空氣進入，再次進行觀察。實驗現象：用抽氣機向外抽氣，發現當真空罩中的氣壓減小后，試管內液面下降。打開閥門后，試管內液面上升。活動4：“瓶吞蛋”實驗將火柴點燃，放入玻璃瓶內，快速將剝殼的雞蛋輕放在瓶口。實驗現象：雞蛋緩慢陷入瓶內。實驗證明：大氣壓強確實是存在的。大氣壓強簡稱大氣壓。二、大氣壓的測量演示實驗2：“被壓扁的鐵桶”在鐵桶內放少量的水，用火加熱。有大量“白氣”冒出后用蓋子把桶口堵住，然后澆上冷水。在大氣壓的作用下，鐵桶被壓扁了。大氣壓究竟有多大？教師引導學生分析活動2中的覆杯實驗，提出問題：大氣壓能托起的液柱能無限高嗎？能否通過計算托起的最高的液柱的壓強來間接計算大氣壓強。演示實驗3：用試管裝滿水倒插入水槽中，再慢慢往上提（試管口不離開水面，下同），觀察試管中的水是否充滿。教師提問：你觀察到了什么現象？是什么原因使水能隨著試管上升？如果試管足夠長，水能否一直升高？這樣進行實驗存在什么問題，如何改進實驗？演示實驗4（錄像）：在1643年，意大利的物理學家托里拆利就根據這個原理利用水銀做了這樣的實驗，這就是著名的托里拆利實驗。讓學生觀看視頻，結合教材內容，了解托里拆利實驗的步驟、現象和結論。讓學生思考以下問題：開始時，水銀為什么會下降？水銀什么時候停止下降？如何計算大氣壓的值？針對托里拆利實驗，請學生進一步思考下列問題：托里拆利實驗中水銀柱的高度與玻璃管的粗細、傾斜與否、上提、下壓是否有關？實驗結論：大氣壓支持760mm高的水銀柱，通常把這樣大小的大氣壓叫作標準大氣壓，用p0表示。p0＝p水銀＝ρ水銀gh在粗略計算中，標準大氣壓可以取為1×105Pa。三、自主學習，動手制作學習任務1：教師提問：生活中還有哪些測量大氣壓強的儀器？請同學們結合教材內容，了解常用氣壓計以及各自的特點。學習任務2：想想做做：觀察大氣壓隨高度的變化。指導學生自制氣壓計：1.取一個瓶子，裝入適量帶顏色的水。2.取一根玻璃管，畫上刻度，通過橡皮塞插入水中。3.向管中吹入少量氣體，使水沿玻璃管上升到瓶口以上。此時，瓶內氣體壓強大于大氣壓。播放視頻：拿著這個裝置乘坐電梯從樓下到樓上，引導學生觀察細管中水柱的高度變化。并給出解釋。實驗現象：隨著高度的增加管內水柱高度變大。實驗表明：大氣壓隨高度增加而減小。學習任務3：通過閱讀教材內容，讓學生自主學習。（1）大氣壓與高度的關系海拔越高氣壓越低，海拔越低氣壓越高。（2）沸點與大氣壓的關系當氣壓增大時，水的沸點升高；當氣壓減小時，水的沸點降低。演示實驗5（錄像）：沸點與氣壓的關系四、課外延伸介紹山東省淄博市博物館收藏的戰國時期的銅汲酒器——“竹節柄銅汲酒器”。五、魔術揭秘學生通過圖片和老師的引導，思考老師提出的問題。學生根據老師的介紹，認識到大氣壓強的存在。學生觀察實驗，感受大氣壓強的存在。學生通過真空罩實驗進一步體會大氣壓強的存在。學生想知道大氣壓有多大，結合前面的實驗思考測量大氣壓的方法。學生通過思考，不斷改進實驗。學生認真觀看實驗視頻，理解托里拆利實驗的過程和原理。學生將液體壓強公式與本節內容相聯系，弄清大氣壓大小的推算過程。閱讀教材，提取信息，找尋答案。學生利用教材“想想做做”的信息自制氣壓計。思考：液柱高度變化的原因，建立氣壓與高度的聯系。閱讀教材，提取信息，找尋答案。學生觀看圖片并思考“戰國青汲酒器”的結構和原理。運用類比進行思考，學生易于接受新知識。培養學生將生活中的問題轉化為可探究的科學問題的能力。引導學生學會制訂簡單的科學探究方案，培養其有控制實驗條件的意識。學生在自主實驗中感受到解決問題的喜悅和科學探究的成就感。培養學生能夠依據實驗現象，得出實驗結論，體現出證據意識，推理能力。學習托里拆利實驗之前，為了降低學生認識的難度，有必要增加幾個過渡性的實驗。根據托里拆利實驗，培養學生建立測算“大氣壓大小”的物理模型，通過科學推理、論證，培養學生解決問題的科學思維能力。讓學生自己利用信息，增強自主學習的能力。增強自主學習、獲取信息的能力，加強合作交流的能力。領略中華文明的博大精深。課堂練習氣壓與生產、生活、科研緊密相連，下面幾個選項中分析不正確的是（）。A．使用膠頭滴管吸取液體時利用了大氣壓的作用B．大氣壓沒有把房頂壓塌是因為墻把房頂支撐住了C．做托里拆利實驗時，若有空氣進入管內，則測出的大氣壓值比實際值偏小D．醫生把注射器的針頭插入藥液，提起活塞把藥液吸入針管，利用了大氣壓的作用學生思考、回答。應用大氣壓強的知識解決實際問題，體會物理知識的應用價值。課堂小結一、基本知識1．大氣壓強：概念、產生原因、數值、利用