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神秘的大气力量

——“大气压强”创新教育教学案例

姓名：杨某某

学校:*_**学

主要教学过程



教学

课题

9.4 大气压强

教学课时

 1课时



教学

准备

教学准备：

1.学生：准备实验材料，完成课前预习。

2.教师：利用互联网搜索关于大气压强的图片、视频及文字资料，制作多媒体课件。



教学

背景

课标要求：知道大气压强与人类生活的关系。

教材版本：教科版《物理》八年级下册第九章第4节



教学

理念

学科素养：

1.面向全体学生，提高学生科学素养

2.从生活走向物理，从物理走向社会

3.注意学科渗透，关心科技发展

4.提倡教学方式多样化，注重科学探究

5.注重评价改革导向，促进学生发展



教学

设想

为体现新课程改革中培养学生“自主、合作、探究”的指导思想，我将《大气压强》设计成学生通过实验，自己分析得出规律的科学探究过程。本课题按照“创设情景→发现问题→解决问题→应用实践”的模式展开教学。通过教学程序设计，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。根据建构主义教育理论,创设物理情境，使学生在感悟大气压强的“神奇”的过程中，激发学生的学习兴趣，体验大气压强的存在；再通过介绍估测大气压的方法,让学生经历大气压的测量过程,了解大气压的测量方法。从实际现象出发，采用推理的方法，发展学生抽象思维的能力，分析问题和解决问题的能力，采用自主学习、合作探究、对比实验等方法，促进学生的思维活动。提高了课堂效率，让学生真正感受到了学习的快乐，整节教材体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念。



教材

分析

本课的教学内容是关于大气压强的知识,教材不仅在内容上与前面的（固体）压强、液体压强一起构成了一个相对完整的体系,而且在培养学生的认知能力上也与前几节内容衔接得很好，对高中学习热学奠定了基础，起到了承上启下的作用。前一节从与（固体）压强的类比得出液体内部有压强,本节又通过与液体内部有压强的类比得出大气中存在压强。接着,教材安排了几个有趣的实验,让学生思考。这样,就从实际现象出发,采用推理的方法,令人信服地得出了大气压强确实存在的结论。这种安排,体现了“从生活走向物理”的理念,既符合学生的认知特点,也便于教学的开展。通过这节课的学习,要求学生理解大气压强的存在和大气压强产生的原因,会用大气压强解释简单的现象,并且知道托里拆利实验说明了什么,知道大气压强的大小。教学中，可以采用播放托里拆利实验视频的方式，使学生形成直观的认识。对于大气压强的认识和应用还有许多的拓展提升的空间，所以对于大气压的应用板。学习还应激发出学习探索精神，让学生带着问题走进课堂，带着问题走出课堂。



学情

分析

对于空气，学生并不陌生，但是空气是看不见，摸不着的，所以人们不易感觉大气压强的存在，特别是有关大气压强的问题，在同学头脑中有许多错误的认识，所以本节课应从感性的直观现象入手，引导学生进行现象原因的思维探索，采用推理的方法来进行学习。我们可以有许多新颖的实验，但对于学生来讲，越简单越明白，所以我选择了贴近学生的实验器材，令人信服地来得出大气压强确实存在的结论，同时体现从生活走向物理的理念，既符合学生的认识特点，也十分便于教学的开展。

关于马德堡半球实验，进行课堂模拟演示可以使学生直观领教大气压的威力，一定会给学生留下深刻的印象并激发学生接下来探索大气压大小的学习兴趣。

对于大气压强的估测，学生更喜欢用他们的实验、方法、想法来进行，我们不妨就充分放手，让他们去试一试。但对于原理的解释，由于学生的理解能力还不够，所以需要老师不断地进行追问进行引领直至方法完整的展现。

对于托里拆利实验的学习，在学生弄不清道理的情况下不能直接进行演示，否则学生的思维就会出现断层，所以我们可以通过前面证明大气压存在的实验支持水柱的入手，引导学生不断思考，直到提出大气压到底能支持多高的水柱这样一个问题的时候，学生才会逐渐理解托里拆利的实验原理。

总之，对于本节课的学生，学生需要老师在直观现象和抽象结论中间架起思

维推理的桥梁，从已知到未知，从未知到已知，动具体到抽象，从现象到原因的引领的桥梁。教师则要充分的放手，让学生在老师引领下自主交流、探究，让课堂变成学生学习的主阵地。



学生

分析

知识、经验储备

学生学习过液体压强，具备重力，二力平衡等知识。但是要解决证明大气压的存在还是不能解决的，所以在课堂中充分发挥教师的引导作用，通过一个吹气球实验认识体现大气压作用的方法，为接下来学生实验做好理论准备。

思维难点、突破方案

学生具有一定的知识迁移能力，以形象思维为主，概念的建立主要依靠生活经验。所以要对每个实验现象进行引导分析，不断内化大气压的存在和应用。

情感

初中生表现欲望强，好奇心强，容易接受直观明显的现象，并能体会科学探究中的逻辑美。



教学

目标

知识与技能

1 .知道大气压强的存在；

2.了解大气压强产生的原因；

3.知道托里拆利实验的原理、过程和结论。





过程与方法

1.学生进行实验探究，估测大气压的大小，体会科学探究的过程；

2.通过对托里拆利实验的学习，使学生理解用液体压强来研究大气压强的等效替代法；

3.通过媒体展示让学生了解大气压强的应用，感知生活中处处有物理知识。





情感态度与价值观

1. 通过探究活动，培养学生实事求是的科学态度；

2.让学生经过探究活动，运用大气压强知识解释生活和生产中的有关现象，使学生体会到物理知识与生活的密切关系，具有将物理知识用于解释日常生活现象的意识。





物理核心素养

培养物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任等学科核心素养通过学习物理知识学会学习、学会思考、学会探究，形成正确的人生观和价值观。





教学

资源

生活资源：

生活中大量实例；如吸饮料、注射药液等，都能使学生感受的生活中大气压的实例，可以拉近物理与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。

教材资源：

本节课，由各种实例引出大气压的含义，通过探究使学生了解托里拆利，并学会应用物理知识解释生活中的现象。

多媒体资源：

在本课中，我通过多媒体手段可以提高课堂的效率，把托里拆利实验形象展示出来，直观性更强。



教学重点及突

破方法

重点：让学生感知大气压的存在及大气压的测量方法。

突破方法：让学生自己利用手头的小东西设计实验证明大气压的存在或者体会大气压的应用。



教学难点及突

破方法

难点：通过探究活动的展开，培养学生的探究能力和创新能力。

突破方法：学生经历测量大气压的粗略测量过程。感受用液体压强来研究大气压强的等效替代的过程。



教学

方法

学生自主学习，合作探究，实验法，多媒体辅助法、问题讨论法,教师正确点拨引导。



教学

设计

教师活动

学生活动

设计意图



引入

新课

创设情境，发现、提出问题

1.情境再现：准备1个饮料瓶，一根吸管，在瓶盖某某个孔，然后把吸管用万能胶给它粘上去。准备1杯玻璃水（蓝色），往瓶子里到一些热水，晃一晃，把热水倒掉，迅速盖上瓶盖，放入玻璃水中。

你会观察到什么现象？能提出什么问题？

你认为是什么原因导致水往高处流？

水往高处流

请大家思考为什么水往高处流？本实验取材生活，同学们可以动手操作体验大气压的存在，加深认识。

2. 情境再现：“挑战不可能”

准备1个饮料瓶、2根吸管、气球（若干），在瓶盖某某2个孔，然后把吸管用万能胶给它粘上去。

（1）你能将气球吹起来吗？

（2）将气球放入饮料瓶中，你能用吸气的方式吹起气球吗？



观察、同位交流。

回答：

回答：

体验思考、同位交流讲台演示。



利用有趣的实验，激发学生的学习兴趣和求知欲。

通过常见事物引入新课，结合所学内容，降低学生接受新知识的难度，提高学生学习兴趣。





新课

教学

新课

教学

新课

教学

一、探究大气压强的存在

师：我们赖以生存的地球周围被厚厚的空气层所包围，即大气层，地球上的物体（包括人）都浸在其中。提问：浸入空气中的物体是否受到大气产生的压强呢？

1、演示实验、产生冲突

取一个玻璃杯，水和一张硬纸片演示覆杯实验，用空玻璃杯和装满水的玻璃杯作对比实验，在空玻璃杯放上硬纸片，倒置过来，引导学生猜想纸片会怎么样？放手后，硬纸片掉下来；把玻璃杯装满水，重复上述过程，引导学生猜想实验现象。放手后，硬纸片没有掉下来。再慢慢把杯口向各个方向转一圈，又看什么现象？

而当把杯口向各个方向转圈时硬纸片未掉下来，说明处处都存在大气压强，且大气向各个方向都有压强。

2、理论分析、解释现象

通过课件，对硬纸片进行受力分析，纸片受到水对它向下的压力，自身的重力，由平衡力的知识可得，一定还有一个向上的力，抵消了它所受到的压力和它自身的重力，那么这个力只能是大气对它施的力，从而使学生从实验及理论上认识到大气压强确实存在。

地球周围被厚厚的空气层包围着，这层空气又叫大气层。空气由于受重力作用，而且能流动，因而空气内部向各个方向都有压强(跟液体相似)。大气对浸在它里面的物体的压强，叫作大气压强，简称大气压。

可见，和液体一样，空气内部各个方向都有大气压。

（1）大气对浸在它里面的物体也有压强，叫做大气压强。简称大气压

（2）大气压的产生原因：地
球周围包含着厚厚的空气层(大气层)，这些空气因地球吸引而受重力作用，同时空气又具有流动性，因此大气对浸在其中的物体表面就产生了压强。

（3）特点：大气向各个方向都有压强；大气内部某一点向各个方向的压强相等；因为空气具有流动性，也像液体一样向各个方向都有压强．

问题：大气压在我们周围时刻存在着，我们为什么感受不到？

这是因为人身体内外空气相通，身体各部位内外所受的压力相同，内外平衡，长期以来人们已经习惯这样的环境了。

原型的不足之处：

（1）有同学认为纸片弄湿以后,就可以粘在杯口了。不能证明大气压的存在。

(2)采用较薄的纸片,浸湿后较软,当杯口稍作移动时,由于大气压强的作用,会使软纸片发生比较大的形变,此时在杯口部分产生大量褶皱或水会往缝隙中流出,提高实验难度。

(3)用硬纸片,较难寻找,且不容易吻合,密封性不好,实验成功率低。

上述实验过程中,学生质疑“水黏住了纸片”,针对这个问楲,重新设计“覆杯实验”。首先对实验中的纸片进行受力分析,纸片受到自身重力(轻质,可忽略)及杯中水底施加向下的压力作用，那到底是外界大气压力的作用“托”着纸片，还是水黏住纸片呢？现在做如下处理,如图1所示。

创新与改进：

在水杯底部扎一个小孔(尽量小),首先将小孔用手堵住或用橡皮泥塞住,按照“覆杯实验”的做法进行,为了验证学生的质疑,将橡皮泥用牙签或针捅开,可以观察到纸片掉落,这是由于纸片上下表面均受到大气压力的作用并且相互抵消,由于水施加向下的压力,从而使纸片掉落。通过这样的处理,也验证了不是“水黏住了纸片”。

3、生活中的大气压的应用

（1）提出问题：我们生活在大气层中，大气压强就在我们周围，大家能举出生活中利用大气压的例子吗？

学生想不到的例子，教师给予补充，如拔罐子，抽水机等，并把典型例子的相关图片展示出来。

4、回顾历史、知识延伸

回顾历史，告诉学生，其实早在17世纪，奥托·里格就曾做过一个经典的实验验证了大气压的存在，就是马德堡半球实验，然后播放flash动画向学生简单介绍马德堡半球实验。

做一做：空气把两个铜半球紧紧地压在一起，16匹马都很难把它们拉开。对于这个实验，同学们想试一试吗？现在，我们模仿马德堡半球实验来做一做。

想知道其中的奥秘吗?这是大气压帮了我的忙。今天我们一起学习新课大气压强。



学生认真观察实验，并积极参与猜想，学生根据自己的已有经验。

猜想：硬纸片受到重力的作用，肯定会掉下来。

看到实验现象都觉得不可思议，脸上露出惊讶的表情......

学生发散思维，思考自己想知道的问题并提出问题。

让学生对生活中与大气压有关的现象产生浓厚的兴趣。

交流讨论展示自己的设计方案，体会大气压的存在。

学生积极举例，如：挂衣服用的塑料挂钩。用吸管吸饮料。钢笔吸墨水。喷泉。注射器吸药液……

学生认真观看动画，学生对模拟马德堡半球实验产生浓厚的兴趣。



创设情景，引入新课,充分发挥想象力,使学生产生认知冲突，为什么没有水纸片会掉下来，有水，纸片承受的压力更大了，反而水和纸片都不掉下来呢?从而激发学生的求知欲望，提高学生的学习兴趣。

通过对硬纸片受力分析得出大气压强确实存在的结论，直观易懂，便于学生理解掌握。

通过对大气压应用的了解，培养学生关注社会和生活，思考大气压怎样服务于人类，并形成对知识进行应用的意识。而且使学生初步认识科学技术对人类生活的影响。体现“从生活走向物理，从物理走向社会”。

通过解释现象，使学生更加深刻地理解大气压客观存在的事实，提高学生分析问题的能力。

学生认真观看课件，参与受力分析。

取材容易，操作简单可靠。整个操作保持着覆杯实验的过程及其简便性。在水杯底部扎一个小孔，仅仅增加一个手指的“堵”、“松”的动作。简单的一堵一松，却胜过千言万语；简单的改进，却起到“提领而顿，百毛皆顺”的功效；简单的改进，却提高了整节课的有效性。

学以致用，让学生体会到“从物理走向生活，从生活走向物理”。

回顾物理学史，培养学生热爱科学的精神。

鼓励学生在课外模拟马德堡半球实验，使教学从课堂延伸到课外，丰富学生的课余生活，提高学生对物理学科的兴趣。



新课

教学

二.大气压的测量

1、演示实验、引入铺垫

1实验:将玻璃杯和矿泉水瓶装满水后堵住瓶口倒插入水槽中,松开瓶盖慢慢提起,不要离开水面可以发现其中的水总是满的。是什么托起了这段水柱呢?

请你对“液片”AB进行受力分析。

思考：能不能用水来进行大气压强的测定呢？

这个实验给我们提供了一个测量大气压强的方法。由于水的密度过小，要求玻璃管的长度很大，所以，科学家们选择了密度大的液体——水银来做实验。这就是著名的托里拆利实验。

2、播放视频、感知大小

引出托里拆利实验后，由于水银挥发有毒，不能在课堂上实际操作，所以播放托里拆利实验视频。

3、问题导航、合作讨论

在观看视频的基础上，给学生设置一个问题集：

（1）为什么要在玻璃管中灌满水银？

（2）玻璃管中水银柱上方的空间中是否有空气？

（3）管内水银柱为什么要下降？

（4）管内水银柱为什么不继续下降，而是停在了760mm处？

（5）计算760mm高的水银柱产生的压强有多大？

（6）托里拆利实验将气体压强转变成了__的测量。

（7）如果把水银换成水，那么大气压可以支持多高的水柱？）

力或者压强具有传递性,大气压强作用在水面上,水会将大气压强传递到水的内部的各个地方,井某某等大的传递,如果以“液片”AB为研究对象,则受到向上的大气压强和液柱产生的向下的压强。

学生认真观看视频。

学生讨论交流，思考回答：

1、灌满水银是为了排出管内的空气。

2、玻璃管中水银柱上方的空间中是真空。

3、是因为水银柱太高，产生的压强大于外界大气压强。

4、当下降到760mm处，产生的压强与外界大气压强相等，水银柱就不再下降。

5、通过计算可知，760mm高的水银柱可以产生1.013×105Pa的压强。

鼓励学生发散思维，让学生在动手、动脑、动口的合作学习过程中，发现问题，解决问题，以实验变式培养学生的创造性思维和实验探究、操作能力，表达能力，综合分析能力。

引导学生思考测量大气压强的方法，寻找原理，体会转化思想，同时引出托里拆利实验，降低本节课的教学难点的梯度。

通过托里拆利实验视频，让学生感知大气压的大小，丰富学生的感性认识。



新课

教学

引导学生讨论交流，解决问题，并汇报合作讨论成果。

教师总结：托里拆利实验测得大气压值相当于760mm水银柱产生的压强，这个气压值通常称为标准大气压：p0=1.013×105Pa,在粗略计算时，通常取作105Pa。

6、液体压强

7、由公式P=ρgh可得：h=10．3m。

通过问题讨论，使学生理解托里拆利实验的原理，突破本节课的教学难点。



课堂

小结

通过今天的学习，你有哪些收获？

完成两道课堂习题巩固课堂知识。

自我小结本堂课的主要内容和学习体验,并相互交流和评价。

小组合作、归纳总结，培养学生归纳总结的能力。



我的

收获

引导学生畅谈收获，看看这节课大家都学到了什么，相互交流，试着画出本节课的概念图：


学生互相交流，畅谈收获，试着画概念图。

通过课堂小结，画概念图把知识条理化，系统化，促进学生知识的建构，提高学生的总结归纳能力。





课堂

检测

课堂

检测

课堂

检测

课堂

检测

1.下列实例中利用大气压强工作的是（ ）

A．用钓鱼竿钓鱼 B．用吸管吸饮料

C．用硬棒撬石块 D．用温度计测温

2.如图所示是汽车修理师傅用凹痕修复器修复汽车凹痕的情景，用气泵抽出吸盘中的空气，吸盘就会紧贴在汽车凹痕处，再用力向外拉，使凹痕平复，吸盘能紧贴在车上是因为（　　）

A．大气压的作用

B．吸盘对汽车凹痕处有黏性

C．电磁间相互作用

D．人对吸盘的拉力

3.将少量热水倒入一空矿泉水瓶中（矿泉水瓶未变形），轻轻摇晃后将热水倒出，立即拧紧瓶盖，然后浇上冷水，可以看到矿泉水瓶变瘪。产生这一现象的主要原因是（　　）

A．在所浇冷水的压力作用下，矿泉水瓶被压瘪

B．矿泉水瓶热胀冷缩的结果

C．矿泉水瓶内热气将它吸进去了

D．在大气压的作用下，矿泉水瓶被压瘪

4.小明为家中的盆景设计了一个自动供水装置。用一个未装满水的塑料瓶倒放在盆景中，如图所示，瓶口和瓶颈都被水浸没。以下说法不正确的是（ ）

A．当盆景中的水位下降到使瓶口露出水面时，空气进入瓶中，瓶中气体压强变大

B．几天时间后只要瓶中还有水，盆景中的水位高度不变

C．水不会全部流掉而能保留在塑料瓶中的原因是大气压

D．最开始盆景中水位慢慢下降，但瓶口还没有露出水面时，瓶内气压不变

5.在课外活动中同学们举行爬杆比赛，有同学沿竖直竹竿匀速向上爬，该同学匀速上爬时受到的摩擦力方向为竖直______（选填“向上”“向下”）。取一个瓶子，装入适量的水，再取一根两端开口带刻度的细玻璃管，使玻璃管穿过橡皮塞插人水中。从管子上端吹人少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口上方如图，如果你拿着它从一楼上到六 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 学生自主实验及教师演示实验，让学生的学习兴趣进入高潮，使整节课课堂活跃，兴趣浓厚。在教学过程中，注重过程与方法目标的落实，尽量让学生经过探索、思考、观察、操作、质疑和创新等认知过程来获取知识，使结论和过程有机的结合，知识和能力和谐的发展，使教学过程成为学生愉悦的情绪生活和积极的情感体验过程，成为学生高尚的道德生活和丰富的人生体验过程。

课堂上的几个小实验取得了很好的效果，比如覆杯实验，既让学生体会到了大气压的存在，又真切体会到了大气压的方向是向各个方向。我想给学生印象最深的还是托里拆利实验的模拟实验。在教学中结合了多媒体课件，对学生科学探究过程进行引导，以降低探究难度。重视科学思想和科学方法的教育，从实际生活中的物理现象出发，创设问题情景引入课题，不仅提高学生学习物理的兴趣，又能提高学生解决问题、分析问题的能力，使学生清晰的认识到问题的实质，突破了难点。

本节课改变了传统的学生被动接受的教学模式，课堂能够面向全体学生，立足学生发展，突出科学探究等基本理念，激发了学生的探究欲望，恰当引导学生把知识应用于现实生活，服务于生活，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”这一教学理念。





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