“大气压强”关键思维方法的建构及教学设计

摘 要：很多学生学习完“大气压强”之后，还是不能很好地理解大气压强的存在和举出相关的应用。其根本原因是学生没有理解相应的关键思维方法。本文将对“大气压强”的关键思维方法进行建构。

关键词：大气压强；思维方法；建构

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）8-0032-2

1 问题背景

“大气压强”是人教版八年级下册第九章第三节中的内容。由于气体看不见，摸不着，气体的压强也容易被人们忽视。学生学习本课前有很多生活经验，但并不系统化、清晰化。很多经验仍停留在表象，比如，认为用吸管吸水，是靠嘴的“吸力”将水吸上来；不少学生看到课上的相关实验，知道大气压是存在的，但仍不理解大气压强是怎样工作的，所以不能很好地用大气压强解释生产、生活中的现象。其根本原因是学生没有理解和掌握研究大气压的关键思维方法。

2 关键思维方法的建构及教学设计

课前准备，每两人为一小组。

每组器材准备：针管、钢笔、吸管、火罐、皮搋子、真空收纳袋、吸盘、胶头滴管、试管（配相应纸片）。

教师再准备：弹簧测力计、弹簧秤、钩码（若干）。

（1）回顾证明液体有压强的实验，抽象出其证明过程的思维方法

通过“液体压强”教学中证明液体对容器底部和侧壁有压强的实验（如图1）。提问学生：本实验证明液体有压强的思路是什么？

在一容器内有液体，容器外没有液体，两部分空间用橡皮膜（易形变）隔开。如果液体有压强就会挤压橡皮膜，使其发生形变，通过观察橡皮膜的形变，我们得出液体是有压强的。

思维方法：

即将空间分成两部分：一部分内有液体（研究对象），另外一部分没有液体（研究对象），通过观察有液体（研究对象）的一方与没有液体的一方分界面的形变情况来判断液体（研究对象）是否有压强。

（2）思维方法迁移到大气压强的证明

启发学生借助现有器材，利用刚才的思维方式来证明大气是否有压强。即，将空间分成两部分：一部分内有气体（研究对象），另外一部分没有气体（研究对象）。通过观察有气体（研究对象）的一方与没有气体的一方分界面的形变情况来判断气体（研究对象）是否有压强。

小组合作，利用关键思维方法，验证大气压的存在。

小组一：将吸盘中的空气挤出形成真空区。观察外界的空气是否对吸盘有压强，将其压住。

小组二：将针管口堵住，抽出活塞形成真空区。观察松手后，如果空气将活塞压入针管，即证明大气有压强。

小组三：用抽气筒将真空收纳袋中的空气抽出。如果外界空气有压强，就会将收纳袋压扁。

小组四：挤压胶头滴管，使其内部空气排出，将其插入水中。如果空气有压强，就会进入滴管，但由于两者之间有水分隔，会看到有水进入滴管。

小组五：将试管中灌满水，挤出试管内的空气，在试管口堵上纸片。如果空气有压强，就会挤压纸片将水顶住（即，覆杯实验）。

小组六：将针管口插入水中，抽出活塞形成真空区。如果空气有压强，会将水压入针管中。即，证明大气有压强。

教师小结：利用抽气机或挤压吸盘等动作，将空气挤容器的实验归为一类。进而介绍、播放马德堡半球实验。利用水将容器空间占据，从而排出容器内空气的实验归为一类（覆杯实验）。

（3）贯彻关键思维方法，设计实验测量大气压的数值

分组实验，小组合作。结合已有压强知识（p=F/S，p=ρgh），贯彻思维方法，探寻大气给真空区的压强有多大。设计实验，测量大气压数值并交流评估（表1）。

（4）利用关键思维方法，应用大气压强

启发学生寻找生活中，哪些情况下将容器内的空气排尽，利用外界大气压工作的实例。

学生举例：针管、钢笔、吸管、火罐、皮搋子、真空收纳袋、吸盘、胶头滴管、真空包装食品等。

（5）课堂练习，小结及布置作业

3 小 结

本课重点在于开头对于研究大气压的关键思维方法的建构。关键思维方法的建构充分和迁移得当，对于大气压存在的验证、测量和应用都会起到很大的理解、引领作用，从而解决学生心中的困惑，使其理解大气压的工作原理。本课的设计充分调动了学生的积极性，逐个完成每个具有递增逻辑性和挑战性的任务。全程发挥学生的主体性作用，充分落实了新课标理念，从实验设计、操作、交流、评估等方面提高了学生的科学素养。

参考文献：

[1]甘小雨.关于“大气压强”实验的创新设计[J].物理教学探讨，2010，28（5）：11.

[2]尚俊波.大气压强课引入仪[J].物理教学探讨，2011，29（11）：57.