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45流体的压强和流速
第五节 流体的压强和流速
北京市顺义区第三中学张羽燕
一、指导思想与理论依据
本课的设计以面向全体学生,进一步提高学生科学探究能力,提高学生科学素养,促进学生发展为基本理念,以学生为主体、教师为主导、双向互动为原则,以探究物理规律和培养物理研究方法为相互交错和相互渗透的主线,引导学生从生活走向物理,从物理走向社会,使学生体会到科学规律和科学技术的重要价值,培养严谨认真的科学态度,提高物理素养。
二、教学背景分析
1.教学内容分析
本节课是一节规律课,包括流体压强和流速的关系及其应用两部分,是学习完液体和气体压强规律后提出的探究问题,是前面所学压强知识的补充和延伸。
学习这些内容,学生需要知道液体压强知识、气体压强知识、平衡力、力的相互作用知识。
本节所研究的规律在生产、生活中有重要应用。
所以,本课对培养学生的探究能力有很大的价值。
2.学生情况分析
学生已经知道液体、气体的压强规律,知道显示压强大小的基本方法,为探究流体压强和流速的关系奠定了基础。
但学生对“流体压强和流速的关系”认识比较少,他们基本上没有思考过相关问题,这就需要教师在课上创设问题情境,从中引发问题,为学生顺利完成探究进行必要的铺垫。
学生已经具备在生活和网络中的调查能力、观察能力、适当引导下的初步探究能力、归纳总结能力、在网络上查找相关信息的能力。
不同学生基础和能力的差异可能很大,因此可以视情况实施分层小组探究教学。
3.教学方式
本课主要采用启发式实验探究教学法,通过实验、设疑、启发、讨论、讲授等方式,让学生在积极主动的课堂氛围中经历探究过程,体会探究方法,学习物理知识,提高能力。
4.教学手段
演示实验、分组实验探究;利用多媒体和相关的自制课件引导学生思考或展示学生探究成果;利用学习指导卡引导学生设计实验、探究指导卡指导探究。
学生器材:
分组探究实验的自制实验装置(利用生活中的废弃物制作的装置)、自制流速和横截面积关系的演示器、学习指导卡、不同探究实验的探究指导卡、鼓风机、微小压强计、铁架台。
教师器材:
漏斗、乒乓球、烧杯、升降台、滴管、红墨水、自制机翼升力演示器、喷雾器。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)说出流体压强和流速的关系。
(2)能说明与流体压强和流速关系相关的现象。
2.过程与方法
经历科学探究过程,体会研究物理问题的方法。
如:
控制变量法、比较法、分析法、归纳法。
3.情感、态度与价值观
(1)通过观察对比实验,提高对科学的求知欲。
(2)在实验探究过程中,体验学习的乐趣,感受成功的喜悦,养成实事求是的科学态度。
(3)通过规律在生产、生活中的应用,关注科学技术对社会发展和人类生活的影响,意识到物理来源于生活,服务于社会,通过规律的应用及其危害并存的事实,体会辩证唯物主义。
四、教学重点和难点
1.教学重点
流体压强和流速的关系。
2.教学难点
改变流速的方法和显示压强的方法。
五、教学流程示意图
六、教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
对
比
实
验
引
课
一、创设情境
演示对比实验
1.把乒乓球放在桌面上,然后向前吹气。
2.把乒乓球放在漏斗下,松手后,乒乓球自然落下。
3.用吹风机吹漏斗下的乒乓球,并转动改变漏斗口朝向。
二、提出探究问题
1.利用课件引导学生分析,使其认识到气体压强与流速有关。
2.引导学生联想到液体压强也可能和流速有关。
3.说明液体和气体统称为流体。
4.提出探究问题:
探究流体的压强和流速的关系。
板书课题。
观察并思考,进入问题情境。
观看并思考。
思考。
倾听。
思考并记笔记。
通过对比实验,创设问题情境,引发学生思考,激发好奇心和求知欲,培养善于质疑、勇于探究的精神。
通过实验现象引导学生分析,进而提出问题,调动学生积极性,从而培养发现问题、提出假设的能力。
实
验
探
究
一、实验设计引导
引导学生思考:
设计实验时要测量的物理量是什么?
需要改变的物理量是什么?
(一)利用“学习指导卡”逐步引导学生,想出改变流速的具体方法。
1.引导学生想出改变气体流速的具体方法。
(根据学生的回答进行有针对性的引导和解释。
)
2.引导学生想出改变液体流速的具体方法。
(根据学生的回答进行有针对性的引导和解释。
)
思考并回答问题。
可能提出改变气体流速的方法。
1.用嘴吹气。
2.用能调节风速的电风扇吹风。
3.加一个阀门。
可能提出改变液体流速的方法。
1.直接用水龙头改变水的流速。
2.把水管子捏扁,使水的流速变大。
引领学生开展探究活动,渗透科学方法教育。
利用“学习指导卡”对学生进行有效的引导,加强教师的引导作用,为实验探究做好铺垫。
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
实
验
探
究
演示通过改变横截面积改变液体流速的实验。
教师巡回指导,适时点拨。
3.教师总结归纳改变流速的具体方法。
(二)引导学生思考测量压强的方法
1.用微小压强计的实物和课件,引导学生通过U形管两侧液柱的高度差判断压强大小。
2.用课件引导学生通过液柱高度的变化判断压强的变化。
(三)组织学生完成“学习指导卡”的思考问题。
二、分组探究
先说明教师提供的实验器材,分别可用于探究气体压强和流速的关系,液体压强和流速的关系。
教师巡回指导,各组开展实验探究活动。
观察、思考。
学生在“学习指导卡”上总结改变流速的方法。
思考。
思考并回答问题。
思考并回答问题。
(一)各组学生自选实验器材。
(二)各组利用自选的实验器材和相应的“探究指导卡”进行探究活动,同时填写“探究指导卡”。
1.气体1组
改变流速的方法:
利用三通管。
显示压强的方法:
利用U形管两侧液柱的高度差。
2.气体2组
改变流速的方法:
改变横截面积。
显示压强的方法:
利用U形管两侧液柱的高度差。
提高学生总结归纳、进行知识迁移的能力。
提高学生设计实验方案,进行自主探究的能力。
适时检测,以便及时调控教学,为探究做好铺垫。
培养学生主动与他人合作的精神,使学生重视实践,勇于创新,掌握探究物理规律的科学方法。
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
分
组
探
究
(八个组从不同的角度进行探究,每个组的实验器材各不相同,相应的“探究指导卡”都从实验设计和实验操作两个方面进行了指导,同时要求学生分析归纳出实验结论。
)
教师巡回指导,各组开展实验探究活动。
3.气体3组
改变流速的方法:
直接利用阀门。
显示压强的方法:
利用U形管两侧液柱的高度差。
4.气体4组
改变流速的方法:
改变横截面积。
显示压强的方法:
利用U形管两侧液柱的高度差。
5.气体5组
改变流速的方法:
改变横截面积。
显示压强的方法:
利用U形管两侧液柱的高度差。
6.气体6组
改变流速的方法:
利用三通管。
显示压强的方法:
液柱的高度。
培养学生主动与他人合作的精神,使学生重视实践,掌握探究物理规律的科学方法。
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
分
组
探
究
教师巡回指导,各组开展实验探究活动。
三、交流展示
展示上交的部分“探究指导卡”。
四、交换器材,再探究
调配实验器材,使得每个组都从三个不同的角度进行三次实验探究。
五、交流展示
组织学生进行交流展示活动。
7.液体1组
改变流速的方法:
利用水龙头。
显示压强的方法:
液柱的高度。
8.液体2组
改变流速的方法:
改变横截面积。
显示压强的方法:
液柱的高度。
观看、思考。
各探究小组利用不同的实验器材从不同的角度进行深入的探究,并填写“探究指导卡”。
部分组展示自己的探究实验成果(用完成的“探究指导卡”说明)。
其他同学观看、思考。
培养学生主动与他人合作的精神,使学生重视实践,掌握探究物理规律的科学方法。
交流探究情况、成果。
充分发挥实验器材的作用,使各组学生从不同角度进行深入的探究,对科学探究形成全面的认识,提升探究能力,掌握科学方法。
总
结
归
纳
应
用
与
拓
展
1.从改变流速的方法和显示压强的方法分类总结探究实验。
2.归纳总结实验结论并板书。
应用:
1.为什么对着漏斗下的乒乓球吹气,乒乓球不会掉下来?
(动画课件分析)
2.飞机为什么会升入高空?
(1)播放飞机起飞的情景。
(2)演示:
水平吹风使机翼模型上升。
(3)动画课件分析原理。
3.引导学生分析喷雾器原理及形形色色的喷雾器。
(1)实物演示。
(2)动画课件分析原理。
4.引导分析全国第六次铁路大提速及带来的相关问题。
5.展示教学网站,布置课后自主学习作业,课后进行交流。
(资源有:
汽车化油器的原理、赛车漂移现象、飞机升力产生的原因及飞机发展史、历史上的撞船史实及撞船原因、中国以及世界的航海规定、龙卷风的成因和危害、乒乓球的“弧圈球”和足球的“香蕉球”的原理等)。
思考、总结归纳并记笔记。
思考并回答问题
思考并回答问题。
观看并思考。
观看并思考。
观看、思考并回答问题。
观察并思考。
观看、思考并回答问题。
观察、思考、分析并发表看法。
观看并思考。
总结实验探究活动,完善探究成果,提高学生总结归纳的能力。
与引课呼应,学以致用。
应用规律解释生活现象,使学生认识到物理源于生活,服务社会。
引导学生关注与所学知识相关的科学、技术、社会问题。
通过规律在生产、生活中的应用及其危害并存的事实,体会辩证唯物主义。
拓展学生的学习空间,使课上与课下呼应,促进学生的自主学习,使教学内容得以延续。
七、学习效果评价设计
1.评价方式
(1)知识、技能目标的评价(课上完成并反馈):
撑一把雨伞行走在雨中,如右图所示,一阵大风吹来,伞面向上翻起。
出现这一现象的原因是()
A.伞上方空气流速大于下方,所以伞上方压强大于伞下方的压强
B.伞上方空气流速大于下方,所以伞上方压强小于伞下方的压强
C.伞上方空气流速小于下方,所以伞上方压强大于伞下方的压强
D.伞上方空气流速小于下方,所以伞上方压强等于伞下方的压强
(2)过程与方法和情感、态度、价值观目标的评价(自评、组评课上完成,师评课下完成)
①实验探究过程的表现:
探究方案设计情况、探究实验参与情况、实验中发现和解决问题的能力、分析归纳实验结论情况、组内交流探讨情况、组间交流探讨情况。
②课上注意力集中情况。
③课后作业完成情况。
八、教学设计的特点
1.本课按照问题情境——引发疑问——提出问题——科学探究——解决疑问——获得方法——情感升华这一线索展开,首尾呼应,相得益彰。
首先通过三个演示实验引课,对比鲜明,让学生感到出人意料,由此创设了一个很好的问题情境。
在此基础上引导学生提出探究问题,激发了学生的学习兴趣和探究欲望。
在探究得出结论后,再让学生解释引课时的实验现象,学生有恍然大悟之感,从而体验到科学探究的魅力。
2.教学资源是科学探究的物质基础,直接制约了科学探究的成效。
在这节课中,教师开发了多种实验器材,支持学生的分组实验探究,突破了教学难点,保证了全体学生能够进行完整的科学探究,这是对教科书的突破,也是本案例的特色之一。
3.利用实验、课件引导学生分析喷雾器的原理、飞机机翼产生升力的原因、全国第六次铁路大提速及带来的相关问题。
又通过自主学习的方式使学生了解汽车化油器的原理、赛车漂移现象、船吸现象、龙卷风的成因与危害、乒乓球的“弧圈球”和足球的“香蕉球”的原理等,引导学生关注与所学知识相关的科学、技术、社会问题,充分体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的教育理念。
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