《液体压强》的实验研究论文_马彦芬

阳春三月,我们学校又迎来了一年一度的大型校级教研活动,这次物理组活动安排是青年老师讲《液体压强》,同课异构,展开教学比赛。我在网上查阅资料,通过自己的构思,精心设计了教学过程。为了达到好的教学效果,我收集物品、制作实验教具。

为了初步认识液体压强的存在和特点,我自制了实验教具,把矿泉水瓶子的底部剪去,然后在底部蒙上薄膜。用这个自制教具,通过装水量的深度改变,看见薄膜的形变程度不一样,体会到液体压强存在,并且液体压强大小与深度有关。于此同时,学生也容易提出猜想,液体压强大小与液体的体积、质量和重力有关,为后续继续深入研究做铺垫。如果把瓶子装满水,盖好瓶盖、侧放,可以看见薄膜也向外凸出,从而得出液体由于有流动性,对侧壁有压强。将水瓶竖直插入水中,看见薄膜向上凸出,从而引导学生得出液体向上也有压强。引导学生用简易的实验器材,通过不同的使用方法,在一上课就感受液体压强,看见液体压强存在和感受其特点,满足了学生的好奇心,符合学生的认知规律,也为深入思考,和进一步探究液体压强打下良好的基础。

第二个自制的教具,把矿泉水瓶子打孔,打孔的高低不同、方向不同,学生可以用这个瓶子装水,瓶内装水会看到所有孔都有水流出,从而得出液体对侧壁各个方向都有压强,并且越靠下的孔,水流喷的越远,学生很容易得出液体压强和深度有关,深度越深,液体压强越大。换个用法,将瓶子竖直插入水中,看见水从外流进瓶子里,引导学生得出液体内部向各个方向也有压强。通过自制教具,既让学生体会到物理实验并不遥远,随手就有实验器材,随时就可以进行物理实验,生活中处处有物理,符合新课标理念。在这个环节,对实验现象的表述和分析,比之前的要求更高了,学生结合预习,用自己的语言描述现象,达到了透过现象看本质的目的,学会更深层次的分析问题。

刚才的环节是初步研究,还要继续深入研究液体压强的特点,我应用液体压强计,将整个过程一步步展开,学生猜想影响液体压强大小的因素当中,我将很明显的实验在当堂演示,比如深度、密度对液体压强的影响。由于实验器材的可视效果有限,我提前将其他的实验录制,采用插入视频的方式,进行播放,可视性强,并且课堂时间也显得充裕。

为了探究液体压强与液体的体积、质量、重力是否有关,为了很好地突破这个难点,我设计了如下图所示的实验:

为了探究液体压强与液体的形状是否有关,我设计了如下图实验:

为了加深学生对液体形状不影响液体压强的认识,我设计、演示了一个实验,如下图所示:

在前面的实验过程中,让学生深刻体会控制变量法,和转换法的应用,很好地保证了学生在表述实验结论时的准确性,要在看见现象的基础上,能够表述出实验的物理本质。

液体压强公式的得出也是一个难点,我设计了实验来突破,用一个形状不规则的茶壶装水,然后用液体压强计将探头伸到茶壶底部,通过实验现象,可以引导学生分析出整个茶壶底部的各个点的压强相等,并且探头方向转动,压强也不变。再出示如下的问题。

 

之前,学生的知识储备只有压强的定义式。引导学生根据液体压强大小与液体的形状和方向没有关系。将上面的问题转化成与所研究点等深、同密度的规则柱体的压强,如下图所示

这个理想模型的底部各个点压强都相等,从而把所研究点A向外的压强,转化为理想模型中由于液体重力产生的向下的压强,由压强定义式推出液体压强计算公式。由点到面,由面到体,从而将所研究的问题解决了,循序渐进,用已有的知识储备完成新的任务,找到新的公式。具体过程用下图来连贯。

关于深度的理解,是重点也是难点,我用这样的一道题目来讲解深度

 

为了达到学以致用的效果,我提出了以下两个问题:

1、为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡?

2、大坝的横截面为什么均为上窄下宽,呈梯形状?

液体压强是初中物理知识的重点,也是中考必考的一个重要知识点,液体压强是在固体压强的基础上一个提升,又为气体压强的学习做了良好的铺垫,也为学习浮力进行了知识储备,液体压强在初中物理的地位显得如此重要,尤其要突破这节课的难点,实验要既直观,又能很好的说明问题,验证或者推翻猜想。自制教具操作方便、实验现象直观而且好分析,极大地让物理充满了生活的气息,贴近生活,心理上容易接受,不再显得遥远。让学生在“做”中思考,“做”中学,“做”中喜欢上物理。充分体现了新课标的理念:从生活走向物理。面向全体学生,提高学生科学素养。

 对做题时出现的物理难题,空洞地讲解,显得费时费力,出力不讨好,不妨好好设计恰当的物理实验,用直观的现象和准确的分析归纳,使得学生心服口服,让学生开开心心、轻轻松松学好物理,除了枯燥的理论,还要有生动的实验,效果会很好,学生自然会学好物理,爱上学习物理,再难的问题学生也会想办法解决,逐渐获得成就感,和增强学习物理的自信心。

老师是课堂教学的引导者,我们有责任让课堂生动、有趣、有效,让学生觉得学习物理非常有用,感受到生活中处处有物理,物理又为生活带来了极大的便利,从物理走向社会。这就要求我们要好好设计实验,不论是学生实验,还是演示实验,都要精心准备和制作实验器材。能用实验直接解释的问题,就不要一味地用理论、语言干巴巴地讲,我们要追求更好的物理教学效果、提高教学成绩,达到《初中物理课程标准》提出的基本理念,面向全体学生,提高学生的科学素养。提倡教学方式多样化,注重科学探究。

论文作者:马彦芬

论文发表刊物:《教育学文摘》2019年第10期

论文发表时间:2019/11/21

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