《大气压力》教学设计

《大气压力》教学设计

张东旭

一、教学内容分析

（一）课标分析

小学科学课程是一门实践性课程，探究活动作为学生学习科学的重要方式，强调从学生熟悉的日常生活出发，通过学生亲身经历动手动脑等实践活动，了解科学探究的具体方法和技能，理解基本的科学知识，发现和提出生活实际中的简单科学问题，并尝试用科学方法和科学知识予以解决，在实践中体验和积累认知世界的经验，提高科学能力，培养科学态度，学习与同伴的交流、交往与合作。

空气属于物质领域当中看不见的物质，它可以产生力更可以对其他物体施加力。在地球上的物体，无时无刻不在承受这种力，但它的存在往往又被人们忽视或者是误解为其他的力。

课标涉及的学习内容如下：

5.力作用于物体，可以改变物体的形状和运动状态。

学习内容 学习目标

1〜2年级 3〜4年级 5〜6年级

5.1有的力直接施加在物体上，有的力可以通过看不见的物质施加在

物体上。 知道推力和拉力是常见的力。

知道力可以使物体的形状发生改变。 知道日常生活中常见的摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力。 知道地球不需要接触物体就可以对物体施加引力。

5.2物体运动的改变和施加在物体上的力有关。 举例说明给物体施加力，可以改变物体运动的快慢也可以使物体启动或停止。

（二）教材分析

《大气压力》是首师大版小学科学教材五年级上册《力与生活》单元第四课时内容。作为《力与生活》单元的最后一课，在学生对于“力与运动（或者说形变）”的关系有了一定的理解，并且认识了几种简单的力——推力、拉力的基础上，相对于不能直接用肉眼观察到施力物体的大气压力，通过受力物体的形变和与之的接触物进而进行推导和验证出大气压力的存在。本课从建构主义和探究教学的思想出发，从生活实例入手，揭示大气压力的存在，引领学生在动手动脑的实践中开展研究与发现问题，使其学会在“做”中学。本课内容是按照“观察推导、验证推导、延伸解决问题，”三个环节的活动进行编写的，让学生亲历：问题——猜想——验证——再猜想——再验证——结论——延伸的科学探究过程。学生完成了从发现和提出生活实际中的科学问题，并且通过假设、实践、讨论等活动解决了相关问题，从而提高科学能力，培养科学思维。

二、学情分析

对于吸盘式挂钩及其相似的大气压力应用的生活用品，学生都十分的熟悉，也能够正确的进行操作，但对于它们的工作原理——大气压力，绝大部分学生根本不了解，甚至错误地以为是粘力、吸力在起作用。虽然大气压力无处不在，但是由于我们生活在地表正常状态下感知不到它的存在，因此造成了人们对大气压力存在的忽视，这恰是我们教学中需要探究、解决的问题，也正是学生逻辑思维得以提高的关键。

三、学科核心素养

科学思维是科学学科核心素养的核心。它是从科学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是对科学中的基础理论、理想模型和经验事实之间关系的理解，是分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的内化，是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性的见解。本课的教学设计是通过学生对常见现象的观察、分析，发现他们错误的前认知，进而提出要探究的科学问题。再通过对问题进行分析综合、抽象概括、推理论证，让学生在做中学、在学中思，从而获取新的知识，发展学生的科学思维能力。

四、教学目标及重难点

（一）教学目标

1.科学概念

 知道空气是有质量的，可以对处于其中的物体产生压力。

2.科学探究

 通过挂钩实验，让学生认识大气压力的存在。

 通过对吸盘式挂钩实验的观察、讨论，学习对实验现象进行正确的逻辑分析。

3.科学态度

 培养学生认真观察、通过现象进行逻辑分析的科学学习习惯。在科学实践中养成证伪、修正、延展的科学基本素养。

4.科学、技术、社会与环境

 能够从生活中发现科学问题，并用学到的科学知识去解决生活中的实际问题。 （二）教学重点

通过挂钩实验，让学生认识大气压力的存在。

（三）教学难点

通过对吸盘式挂钩实验的观察、讨论，学习对实验现象进行正确的逻辑分析。

五、教学准备：1、吸盘式挂钩、钩码、透明胶带、打孔塑料片

吸管（两长一短一组、单独一根一组）、纸杯（内装多半杯饮料）

2、教学课件

六、教学过程

（一）发现问题 初步分析

1.教师提问：（出示吸盘式挂钩）这是什么？

你还在什么地方见过类似的物体？（出示课件、图示）

学生回答后，教师追问：（把挂钩按压在玻璃上）是什么力量在起作用让挂钩能牢牢地待在了玻璃上？

预设：学生的解释是 1、有粘性粘在玻璃上 2、有吸力吸在玻璃上

【设计意图】以学生的生活常见的生活实物为切入点，引发学生思考，了解学生的前概念。

2. 分析论证挂钩是否有粘性、是否有吸力

预设1：挂钩有粘性

策略：教师打开挂钩，让学生观察、触摸挂钩内壁，学生发现挂钩没有粘性，之后触摸玻璃表面，学生同样发现玻璃也没有粘性。

预设2：挂钩有吸力

策略：教师将挂钩慢慢靠近玻璃，挂钩待不住；将挂钩轻轻贴在玻璃上，挂钩也待不住。将挂钩靠近学生的皮肤（手臂或者脸颊），都感觉不到挂钩有吸力，玻璃、人体的皮肤也没有吸力。

【设计意图】通过学生的观察、论证否定错误的前认知，引导学生从其他方面分析力的来源。

（二）提出新问 再次分析

1.教师引导学生从挂钩外部的物体进行猜想

教师提问：既然力量不是来自于挂钩和玻璃，那么可能来源于什么物体？

预设回答：力量只能来源于其他物体。因为手与挂钩有过接触，所以学生会猜测是手的力量。

2. 分析论证是否是手的力量在起作用

教师提问：为什么会猜想是手的力量？

预设回答：因为要让挂钩待在物体表面，手要先按压才可以，所以应该是手的力量。

策略：教师演示用力挤压挂钩，然后松开手，让学生观察挂钩没有从玻璃上掉落。

教师追问：为什么手拿开，挂钩依然不会掉落？

预设回答：手的力量可能会持续作用在挂钩上。

策略：教师多次演示把挂钩挤压在黑板上、电子屏幕上，佯装无意的把挂钩挤压在墙面上，出现挂钩落地的现象。

【设计意图】通过学生的观察、论证，否定之前的猜想，让学生再次更换角度去发现问题、进行新猜想，从而养成学生的批判性思维的意识，能够基于证据大胆质疑，从不同角度思考问题。

（三）反复论证 聚焦核心

1.讨论分析，是不是手的力量在持续作用

教师提问：如果手的力量能够持续作用在挂钩上，那么挂钩可以在任何物体表面牢牢待住，不掉落。事实是这样吗？

学生验证在桌面、墙面、书本表面……挤压挂钩，汇报实验结果。

预设分析结果：按压后挂钩不能在所有物体表面待住，所以说明不是手的力量在持续起作用。

2.观察分析，结合原有知识，提出新的猜想

教师提问：不是手的力量持续作用在挂钩上，说明还有其他的力量作用在挂钩上？这种力量来源于谁？我们再来仔细观察挂钩的工作过程。

教师引导学生观察挂钩在不同表面，按压前后的变化，松开手后的变化。

预设1： 按压前的挂钩 按压时的挂钩

教师提问：按压时挂钩怎样了？是谁的力量在起作用？

预设回答：按压前，挂钩是鼓的，按压后，被手的力量压扁了。

预设2：松开手后

平滑的表面 粗糙的表面

教师提问：根据我们之前学过的弹性原理，松开手后，挂钩应该怎样？

预设回答：挂钩具有弹性，在弹力的作用下应该恢复原状。 教师追问：在平滑的物体表面，挂钩没有恢复原状，说明什么问题？

预设回答：还有一个力作用在挂钩上，并且比挂钩本身的弹力大，所以挂钩无法恢复原状。

教师引导学生分析，还有什么被我们忽视的问题？

预设：在挂钩周围还有空气，也有可能是发力物体。

教师小结：通过我们的分析，找到了一个全新的发力物体，空气（板书）是不是它的力量（板书）在起作用呢？我们还是通过实验来证实。

【设计意图】通过教师的引导，尤其是环环相扣的提问，结合前期所学习的弹力的性质和力的作用，从挂钩的结构变化提出有针对性的猜测。这一过程中培养学生尊重事实，并根据事实进行反复推导，多角度的分析，进而培养学生的逻辑思维能力。

（四）实验探究 验证猜想

1．设计实验 加强演绎（教师为学生准备不同的实验材料（塑料片有的有孔，有的没孔），让学生根据之前的假设，利用手中的实验材料设计实验，验证假设。）

（1）师：我们推断出空气有力量，怎样证明空气有力量呢？看实验盒中的材料，想一想你能用这些材料证明空气有力量吗？

教师展示实验材料：挂钩、塑料片（有孔、无孔）、钩码、透明胶带

（2）学生组内讨论一下。

（3）学生以小组为单位汇报。

预设回答：把挂钩按压在塑料片后，再反方向的拉挂钩，感觉力的大小。一拉就开，说明不是空气的力量在起作用，不容易拉开就应该是空气的力在起作用。如果还能挂上几个钩码，那说明空气的力量还很大。

（4）师生讨论：注意事项，填表、画图方法。

附：

空气力量实验记录单

班级： 组别：

注意事项：从侧面观察挂钩的状态，按压时用力按压。 按压之前挂钩状态（图画描述） 按压之后挂钩状态（图画描述） 悬挂钩码数

【设计意图】实验的自主设计，有利于培养学生的辩证分析能力和演绎推导能力。对于实验重点部分的强调，避免学生操作失误引起的实验偏差，让学生的实验观察更有针对性。

2．分组实验 验证猜想

教师巡视指导各组实验，由于材料的不统一，各个小组的实验结果不相同：挂钩有的能待住，有的待不住。貌似相同的材料，实验结果差别巨大，再次引发学生观察并且深入思考。

学生汇报实验结果，发现问题：

教师提问：为什么有的组挂钩能够牢牢地待在塑料片上？还能挂上几个钩码。

而有的组的挂钩待不住？是不是操作失误？

预设回答：不是操作失误，是实验材料不相同。

有的塑料片上有孔，挂钩就待不住，没空的塑料片，挂钩就能待住。

师生讨论分析问题：为什么塑料片有孔，挂钩待不住？

有孔与无孔的本质上的差别在哪里？

学生讨论回答，与教师一同分析、交流。

预设回答：塑料片没有孔，挤压后松开手，挂钩内没有空气或者有很少量的空气，可以忽略不计，有且只有外面空气的力量，克服了弹力把挂钩压在了塑料片上。（板书画图）

塑料片有孔，挤压后，松开手，空气又顺着孔流进了挂钩内，挂钩内外都有空气，它们的力量相互抵消，在弹性的作用下，挂钩恢复原状，没有其他力量让可以使挂钩待在塑料片上。（板书画图）

【设计意图】通过对比实验的分析，推导出空气的力量是如何作用在挂钩上的。整个分析过程建立在“力的作用”这一核心概念的基础上，从而培养学生演绎推理能力既科学思维能力。

3.修正实验 逆证猜想

教师提问：既然我们知道了挂钩外部的空气有力量，能够克服弹力把挂钩压在塑料片上。那么那些有孔的塑料片，你能不能想办法把实验材料修正一下，也能让挂钩外的空气把它压住？

学生观察实验材料，讨论修正方法和实验方法。

预设回答：用胶带把塑料片上的孔粘住。如果按压后挂钩待在了塑料片上，证明内部没有空气后，外部的空气就能克服弹力把挂钩压在塑料片上；如果还能挂上几个钩码，那说明空气的力量还很大。

学生分组实验，教师巡视。实验后汇报。