張亞鍇 趙志國

摘 要：流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系與生活聯(lián)系緊密，采用貼近生活的素材，利用“小國旗被吸在空調(diào)出風(fēng)口位置”的現(xiàn)象引入新課。設(shè)置問題情境，鍛煉學(xué)生解決問題的能力。利用漩渦以及榨汁機(jī)工作慢鏡頭啟發(fā)思考，幫助學(xué)生形成物理觀念。

關(guān)鍵詞：物理觀念; 教學(xué)設(shè)計; 流體壓強(qiáng)與流速

中圖分類號：G633.7? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ?文章編號：1006-3315（2020）9-010-002

物理觀念是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分[1]，學(xué)習(xí)物理觀念的目的是為了學(xué)習(xí)者能夠用學(xué)過的物理知識解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題[2]。教師在教學(xué)過程中應(yīng)多聯(lián)系生活，利用原始問題，幫助學(xué)生形成物理觀念[3]。

流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系是人教版八年級物理下冊第九章第四節(jié)的內(nèi)容。與“流速大的位置壓強(qiáng)小”相關(guān)的現(xiàn)象和應(yīng)用在生活中較為常見，教材利用與生活聯(lián)系并不緊密的吹硬幣和吹紙條小實驗，得出規(guī)律[4]。這樣的小活動雖然具有一定的趣味性，但是難免會讓學(xué)生停留在對物理知識的記憶層面，不能很好地形成相應(yīng)的物理觀念。所以筆者利用生活中的現(xiàn)象及應(yīng)用設(shè)計本節(jié)課中流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的部分，幫助學(xué)生理解和應(yīng)用物理知識。

1.引入新課

展示如圖1和圖2所示的兩種情景，介紹國慶節(jié)期間，公交車師傅在公交車內(nèi)布置小國旗來慶祝中華人民共和國生日，提出問題①：“為什么在空調(diào)工作時，小國旗會被吸在空調(diào)出風(fēng)口處？”引入新課。

【設(shè)計意圖】利用生活中客觀存在的現(xiàn)象結(jié)合真實問題，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生將物理與生活聯(lián)系的觀念，有利用已有物理知識解決問題的意識。學(xué)生在觀察小國旗時，愛國之情油然而生。

2.氣體壓強(qiáng)與流速關(guān)系

結(jié)合上節(jié)課大氣壓強(qiáng)的知識，引導(dǎo)學(xué)生利用受力分析，得出在空調(diào)開始工作時小國旗運(yùn)動狀態(tài)改變的原因是兩側(cè)受力不平衡。由于小國旗左右兩側(cè)面積相等，所以說兩側(cè)的壓強(qiáng)不相等，而在兩種情景中改變的是空氣的流動速度即流速。得出問題①的答案：可能是由于空調(diào)出風(fēng)口處的空氣流速增大，壓強(qiáng)減小。

空氣是常見的氣體，教師自然而然帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行猜想：在氣體中，流速大的位置壓強(qiáng)小。接著進(jìn)行實驗驗證，教師展示如圖3的裝置，提出問題②：“如何加快管口的空氣流速？”學(xué)生提出可以通過吹氣加快空氣流速。接著教師利用吹風(fēng)機(jī)在其中一個管口吹氣，讓學(xué)生觀察管內(nèi)壓強(qiáng)的變化，學(xué)生觀察不到任何變化感到十分迷惑。

此時提出問題③：“如何才能看出壓強(qiáng)的變化？”由于課堂的開始通過分析小國旗的運(yùn)動情況得出壓強(qiáng)的變化，所以學(xué)生經(jīng)過思考，能夠想到需要借助物體的運(yùn)動得出壓強(qiáng)的變化。教師拿出泡沫球，放在管道中，并用吹風(fēng)機(jī)在其中一個管口吹氣，讓學(xué)生觀察泡沫球的運(yùn)動情況。然后在另一個管口重復(fù)實驗，學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩次的實驗結(jié)果相同，泡沫小球都是從吹氣一側(cè)跳出，如圖4所示。經(jīng)過分析能得出在氣體中流速大的位置壓強(qiáng)小。教師進(jìn)行總結(jié)，并提出問題④：“在液體中是否也會遵循這樣的規(guī)律呢？”順利進(jìn)入下一個環(huán)節(jié)。

【設(shè)計意圖】學(xué)生通過對生活中真實出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，并得出猜想，在解決問題的過程中，形成一定的通過物理知識解釋生活現(xiàn)象的能力和物理與生活雙向聯(lián)系的觀念[5]。學(xué)生通過思考如何解決實驗現(xiàn)象不能直接觀察的問題，鍛煉轉(zhuǎn)化的思維方法。

3.液體壓強(qiáng)與流速關(guān)系

教師播放樹枝和冰塊向漩渦中心運(yùn)動的視頻，如圖5，提出問題⑤：“為什么樹枝和冰塊會向漩渦中心移動？”。

經(jīng)過對小國旗運(yùn)動狀態(tài)改變原因的分析，學(xué)生能快速想到樹枝和冰塊都向漩渦中心移動的原因是漩渦中心水的流速快，壓強(qiáng)小。水是常見的液體，學(xué)生可進(jìn)行猜想，在水中流速大的位置壓強(qiáng)小。然后通過實驗驗證猜想，在U型管裝置中放入黃色小球，并加入水，用電動攪拌器在其中的一個管口攪拌，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象，如圖6所示，之后在另一個管口重復(fù)實驗。學(xué)生通過觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，黃色小球總是會向攪拌的一側(cè)移動，得出在液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系。

由于在生活中與此規(guī)律有關(guān)的現(xiàn)象并不常見，這里為了加深學(xué)生的理解，加入榨汁機(jī)工作的慢鏡頭，如圖7所示，（為了使效果明顯，筆者將小型榨汁機(jī)倒置，用慢鏡頭進(jìn)行記錄）學(xué)生經(jīng)過觀看慢鏡頭可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)榨汁機(jī)工作時，刀片迅速轉(zhuǎn)動，帶動刀片附近的水快速流動，壓強(qiáng)減小，藍(lán)莓被吸在刀片附近，最終被打碎。

【設(shè)計意圖】學(xué)生通過類比氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，能從物理視角解釋樹枝和冰塊被吸進(jìn)漩渦的現(xiàn)象，并進(jìn)行探究。通過慢鏡頭觀察榨汁機(jī)工作的過程，學(xué)生感受到物理知識與生活的聯(lián)系，體會物理知識的價值，增強(qiáng)用物理知識解決實際問題的意識。

4.總結(jié)規(guī)律，拓展應(yīng)用

教師提出在物理學(xué)中，具有流動性的氣體和液體統(tǒng)稱流體，并對規(guī)律進(jìn)行總結(jié)得出：在流體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小。隨后提供給學(xué)生以下可自行探究的問題：

a）龍卷風(fēng)為什么能掀翻屋頂？

b）火車站為什么要設(shè)置安全線？

c）抽油煙機(jī)的工作原理是什么？

d）在海上航行時，兩船為什么不能并排行駛？

【設(shè)計意圖】在此過程中，學(xué)生解決問題的能力得到提升。同時，照顧不同程度的學(xué)生，為感興趣的同學(xué)提供了更多可選擇的方向。

通過以上的過程設(shè)計，可以發(fā)現(xiàn)，在課堂教學(xué)過程中，教師需要提供與生活聯(lián)系緊密的素材，通過原始問題啟發(fā)學(xué)生思考，幫助學(xué)生在問題的探究過程中形成物理觀念。教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)問題情境，幫助學(xué)生進(jìn)行深層次的探究和學(xué)習(xí)，并提供物理知識的相關(guān)應(yīng)用，幫助學(xué)生提高用物理知識解決實際問題的能力，形成相應(yīng)的物理觀念。

基金項目：洛陽師范學(xué)院2019年度研究生教育科研基金項目“顯化科學(xué)方法的高中物理規(guī)律教學(xué)案例研究”（編號：2019-YJSJYJJ-06）

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S]北京：人民教育出版社，2017

[2]廖伯琴，李洪俊，李曉巖.高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)解讀及教學(xué)建議[J]全球教育展望，2019，48（9）：77-88

[3]高博.原始物理問題的教學(xué)價值與實踐[J]中學(xué)物理教學(xué)參考，2019，48（16）：76

[4]人民教育出版社，物理課程研究開發(fā)中心，義務(wù)教育教科書物理下冊[M]人民教育出版社，2012

[5]李春來.在問題解決中通過深度學(xué)習(xí)發(fā)展物理觀念[J]物理教師，2019，40（04）：16-18