苍山县神山中学 胡国强
【教学目标】
知识与技能：
（1）理解液体内部压强的规律，液体内部压强的方向，
（2）液体压强的大小跟什么因素有关。
过程与方法
（1）经历观察、实验以及探究等学习活动，通过亲身的体验和感悟，使学生获得液体压强特点的感性认识，为深入理解和应用这些知识打好基础。
（2）同时让学生体会到控制变量的方法在解决问题中的重要作用。
情感态度与价值观
通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，培养学生对参与物理学习活动的兴趣，提高学习的自信心，提高学生的学习热情和科学素养。
【教学重点】
让学生感受到液体压强的存在，并探究液体压强的规律，在探究过程中体验科学的研究问题的方法
【教学难点】
实验探究过程中假设的建立及检验假设方案的设计
【教学用具】
老师准备：水、盐水、酒精、橡皮膜、压强计、大可乐瓶、水槽
学生自备：矿泉水瓶、塑料袋、皮筋、锥子、皮筋
【教学方法】
1．充分联系生活，利用多媒体课件，激发学生的求知欲，引导他们从大量的现象中提取本质的方法，体现物理“从生活中来，到社会中去”的新课改理念。
2．鼓励学生自主学习，自主探究，使学生学会思考，学会合作，使学生真正成为课堂的主人．
设计意图：合理运用教学方法，能使教学事半功倍，达到教与学的和谐统一．根据教材内容和学生的认知特点，我主要通过课件，运用讲解、启发诱导、自主探究式教学，并贯穿使用合作和讨论式．这样做，一方面符合了辩证唯物法所讲的理论和实际相结合原则，也是教师的指导作用和学生的主体作用相结合的基本原则的体现，同时也体现生本教育．
【设计思路】
根据课程标准要求和本节课特点，按照“实验探究”教学模式的操作要求，设计本节课的教学规程为：创设情境——初步探究——提出猜想——设计实验——深入探究——交流评估——分析论证——归纳结论。
【教学过程】
一、创设情境，引入新课
师：同学们，最近我看了一部美国的大片，影片描写的是1961年世界上第一艘核潜艇在北大西洋遇险的故事。其中有这样一段情节扣人心弦，让我至今记忆犹新。下面，首先请同学们也来观看一下影片中的这个片段，也许细心的同学还能从中发现新的物理知识。
（播放美国大片《K—19》的片段）
师：同学们看到潜艇被海水怎么样啦？
生：压瘪了。
师：我们都知道潜艇是用很厚的钢板打造而成的，它怎么还抵挡不住海水呢？这说明什么？
生：水可以产生压强。
师：你还发现了什么？
生：我还发现水的压强可能和水的深度有关，因为潜艇在100、200米的时候没事，到了300米的时候，海水才把潜艇压瘪的，所以我觉得水的压强可能随深度增加而逐渐增大。
师：你观察的很仔细，那今天我们就一起来进一步探究液体的压强。（出示课题）
设计说明：创设一个良好的问题情景，以达到培养学生观察能力、发现问题能力，激发学生学习兴趣的目的。
二、多角度设计实验，感受液体压强的存在，初步观察液体压强的特点
师：在同学们桌上给大家提供了一些器材，比如水、盐水、酒精、橡皮膜。同学们也自备了一些器材，比如矿泉水瓶、塑料袋、皮筋、锥子等等。同学们可以尝试着通过不同的实验具体感受一下液体压强的存在，并注意观察液体压强有哪些特点，看哪个组想到的办法最多、最好，注意先讨论后实验。
（学生讨论后进行实验，教师巡回指导并发现学生好的做法。）
师：哪个小组先来给大家展示一下你们的实验？
生①：我们小组把塑料瓶中注入水，然后在侧壁不同高度扎上小孔，会发现水从小孔中喷出来，证明水对侧壁有压强，而且我们还发现，下面的小孔比上面的喷得远，说明越深的地方压强越大。
师：他们小组证明了水对侧壁有压强，而且越深处越大。那你们呢？哪个小组再来？
生②：我们小组把一端开口的塑料瓶蒙上橡皮膜，向里面倒上水，橡皮膜向下突出，说明水对容器底部有压强，方向向下。我们又把它放入水中，发现橡皮膜突起的程度变小了，说明水又产生了一个向上的压强，并且放得越深，突起的越小，也说明和深度有关。
师：你们不但实验精彩，而且表达的清晰流畅，很好。他们又证明了水对容器底有压强，水的内部可以产生向上的压强，还有哪个小组？
生③：我们组把塑料袋中注入水，发现塑料袋鼓起来了，同样说明水对容器底和侧壁都有压强，而且方向是向四面八方的。
师：他们的实验很简单，但完全能够说明问题。说明你们很聪明，其他小组谁还有不同的实验？
生④：我们组同样也是用塑料袋，把它套在手上，用皮筋固定住上面，然后放入水中，这时就会感觉到塑料袋紧贴在手上，这说明水的内部有压强，这个压强的方向是向四面八方的。
师：大家看见了吗？我觉得这个小组不但利用了视觉，而且同时还调动了感觉，这一点很好，值得大家学习，他们又得出了水的内部向各个方向都有压强，还有不同的做法吗？
生⑤：我们组利用瓶子，在瓶子周围扎上小孔，然后把它按入水中，发现水从小孔流了进去，同样也证明水的内部向各个方向都有压强。
师：他们采用了不同的方法证明了同一个问题，我觉得你的思维很活跃，其他小组还有吗？
师：好。刚才我们采用了不同器材和方法，证明了液体压强的存在。我觉得大家很不简单，能想出这么多方法，证明大家的思维很活跃，我们在科学探究中就需要这种发散的思维。好，下面谁能给大家总结一下，刚才我们得出的结论，液体在什么地方有压强？
生：液体对容器的底部和侧壁可以产生压强，液体内部也存在压强，方向是向四面八方的。
师：很好，谁还有补充吗？
生：液体压强的大小还与深度有关。
设计说明：由于液体压强比较抽象，学生对液体压强感受较少，首先给学生提供大量的实验器材，要求学生设计不同的实验感受、证明液体压强的存在，并初步观察液体压强的特点。上述几个实验取材方便，简单易做，直观形象，生动有趣，颇能激发学生动手实验的积极性，使学生始终处于探索的积极心理状态，通过观察、讨论，不仅充分调动了学生的主观能动性，充分发挥了其主体作用，而且也培养了学生的观察、判断、分析、推理和综合等方面的能力，同时为下一步学生的深入实验打下了良好的心理基础。上述实验，至少有十多种做法，学生可能想不到这么多，但五六种方法还是可以做到的，可以说在这一环节学生的发散思维得到了空前的锻炼，学生的创造性得到了空前的发挥。
三、提出猜想，设计实验，深入探究
师：嗯。从开始我们观看影片到刚才同学们的实验，我注意都可以看出液体压强的大小可能与深度有关。我觉得我们有必要再深入地研究一下，液体压强与深度的关系，除了深度以外，你认为影响液体压强大小的因素还有哪些呢？能否结合生活中的经验和今天的实验，再提出你其它的猜想？
生：我感觉，液体压强的大小还可能与液体的密度有关。因为刚才我把塑料袋套在手上，先放入酒精中，再放入盐水中，我感觉盐水中的压强更大一些。
师：这是他的感觉，你们大家不防也试一下，你感觉呢？（学生七嘴八舌，有说明显的，有记不明显的）
师：可能我的感觉不够灵敏，反正我感觉好像不太明显。但这位同学在看到桌子上有不同液体，就能想到动手试一试，这种精神就是很可贵的，我们不防先记下来，一会研究一下看看，其他同学？
生：我感觉，液体压强可能会与方向有关。因为刚才我们在实验时，发现液体向各个方向都有压强，那压强大小是否会与方向有关系？
师：很好。我觉得这个同学很善于思考。你提的这个问题很有价值。
生：我认为还与容器的底面积，也就是液体的底面积有关。因为固体压强与受力面积有关，液体是否也是这样，水槽和烧杯中盛有同样深的水时，底部受到压强应该是不一样的吧？所以我觉得还可能与底面积有关。
师：很好。这位同学很会联想，想到了固体的压强，因为固体压强与面积有关，液体压强是否也这样呢？好，先记下来。
生：我认为，液体压强与液体体积有关。因为刚才我们做了一个实验，往底部蒙有橡皮膜的塑料瓶中注入水，随着加入水的体积的增多，橡皮膜突起的程度也逐渐变大，所以我猜想和液体体积有关。
师：好。刚才同学们都提出了自己的猜想。我想要进一步去验证，你需要用到我给你提供的这个器材，大家注意看：我用手在这个橡皮膜上按一下，这边U型的玻璃管中出现了什么？（高度差）用力越大，高度差越大，如果我把它放到水里，同样出现了什么？（高度差）在上面有一个旋钮，可以帮助它转向各个方向，你能试着说说这个仪器，它有什么用吗？这一现象说明了什么？
生：这个仪器可以帮助我们测出压强的大小。可以把它放入液体中，液体中有压强的话，玻璃管中就会出现高度差，并且压强越大，高度差越大。
师：你怎么知道它可以测压强的？
生：因为当手按在橡皮膜上时，手的压力就产生了压强。玻璃管中就出现了高度差，当把它放入水中时，玻璃管中同样产生了高度差，说明橡皮膜上也受到了压强。
师：你说得太棒了，真聪明。所以咱们把它叫做压强计。一会儿同学们可以借助它帮你完成实验。刚才我们猜想了这么多因素都可能影响液体压强的大小，因此我们在实验时，要特别注意（控制变量），好，下面我们先来设计一下实验应该怎样做？应该控制什么，怎么控制？变化什么，怎么变化，前后四人一组，开始讨论。（学生讨论）
师：谁先来说如何研究与深度的关系？
生：我们可以把压强计放入水中不同深度的地方，看U型管两边液面的高度差是否变化。高度差越大的地方，就说明压强越大。
师：你说得很好，但我问你，其它的这些变量，你们是否都控制了？怎样控制的？
生：只在水中做实验，所以液体密度是一样的，让橡皮膜始终朝下，并且是同一杯水，这些都是不变的。
师：如果能把这些再说完整，那就更好了。哪个小组再来说说，怎样研究和ρ液的关系?
生：我们用两个相同的容器，底面积相同，盛上等体积的水和盐水，然后把压强计分别放入水和盐水中，液面下，等深度的地方都让橡皮膜朝下，然后看U型管中，液面的高度差是否变化。
师：很好。你说得时候，就注意了刚才的问题。谁再来说说，如何研究与面积的关系？
生：我们可以用一大一小的瓶子，盛上等深度的水，把压强计放入液面下，等深度的地方，都朝下，测量压强的大小，进行比较。
生：那样体积就变了。
师：好。这位同学你有什么问题？
生：他这样做的话，液体的体积也变了，一大一小的两个瓶子，盛上等深度的水，这时候不但面积不一样， 液体的体积也不一样，因此这里就存在两上变量。
师：也就是说，变量没有完全得到控制，是吧？嗯，你听得真仔细。这么细微的地方，你都能注意到，你提的问题很有价值。那刚才这位同学怎么办呢？
生：那这样就在一大一小的容器中，盛入等体积的水，再测液面下等深度的压强。
师：这样行吧？能够及时修证自己的观点，这也是一种科学的态度。好，谁再来说说？如何研究和液体体积的关系？
生：我觉得，以我们组目前的器材，无法完成这个实验，因为我想需要找两个规格完全一样的瓶子，盛上不同体积的水，再用压强计测液面下等深度的压强，都朝下，我觉得这样就能保证只变化液体体积，而其它量不变了，但我们组的两个瓶子，虽然规格一样，但一个盛了水，一个盛了盐水，所以我感觉少一个相同的容器，但我觉得如果能和其它小组合作，借他们盛水的瓶子，就能完成实验了。
师：我觉得你说得很好。 既然有这样的想法，那我们为什么不加强小组间的合作呢？这也是我们所提倡得，这种方法好是好，就是……
生：用一个瓶子就行。
师：来，这位同学你说说。
生：我说用一个瓶子就行。测完第一次后，从瓶子中倒出些水来，再测同一深度的压强，这样其它量都没变，不就只改变了液体的体积吗？
师：同学们说行吗？我觉得你太聪明了，能想出这么妙的方法，大家不防可以这样做。
师：我们还有一个方向没有说，我觉得说了这么多，对于如何研究与方向的关系，不用再说了吧！同学们在实验过程中，一定要把控制变量这种方法贯穿始终。好，下面同学们开始做实验，看哪个小组做得最好，实验中注意记录好数据，最好画出表格，开始实验。
（教学生实验，教师巡视指导）
设计说明：有了前面实验的铺垫，学生有了感性认识，对液体的压强不再陌生，自然会结合刚才的实验和生活中的经验提出自己的猜想。学生猜想的同时，应让学生说明猜想的依据，并指出这样才是科学的猜想。这样可以保证探究始终保持在科学的轨道上，避免科学探究的盲目性。设计实验的过程，实际上也是强化控制变量法的过程，借学生出现的问题，进一步强化控制变量的思想，这样才能使学生把控制变量逐步变成一种方法学会运用，而不是当做一个概念把它记住。在这一环节往往也是学生思维最活跃、最具创新性的时候。在学生对如何研究每一个因素，都有较具体的认识时，再引导学生动手实验，可以避免学生实验的盲目性。而且学生在前一个实验的基础上，已经形成了强烈的探究欲望，更应乘胜追击，继续把问题留给学生，把空间、时间留给学生，让学生自己去探索问题，这时，老师只扮演一个组织者、引导者、合作者的角色即可，真正实现了教师角色的转变。）
四、交流评估，分析论证，归纳结论
师：哪个小组先来给大家汇报一下你们的研究成果？
生：我们小组做了三个实验，研究了三个问题，分别是与液体深度、密度和方向的关系。（学生表述实验过程及数据）。我们得出的结论是：液体压强与液体的密度和深度有关，与方向有关。
师：我觉得这个小组的效率很高。在这么短的时间内，研究了三个因素，但大家再注意观察一下，他们的实验，还有没有值得改进或注意的地方？
生：他们在记录数据时，没有体现出其它的变量是否控制了，比如液体的体积和面积等。
师：我觉得你提得这一点非常好，我们在记录实验数据时，同样不要忘了控制变量，在表格中要体现出你控制得变量是谁，变化的量是谁，研究的因素又是谁，这样才便于我们分析数据，得出结论，其它同学还有吗？
生：我觉得我们组在做实验时，虽然效率很高，研究了三个因素，但我们也忽视了一点，就是每一个问题只做了一组实验，这样得出的数据，可能就不太具有普遍性，误差可能较大，应每一实验多做几次，这样才能得出一个比较普遍的结论。
师：非常高兴你能提出这样的问题，对自己的实验能进行这么深入的反思，这种精神是非常值得大家学习的。的确，一个规律的得出，不可能只通过一次实验，但如果别人也这么做了，而且也得到同样的结论，能否说明问题呢？好，做了这个实验，并支持他们观点的同学请举手。（学生举手）
师：看来大家都同意你们的观点，你们的结论已经得到了大家的认可。哪个小组研究得与液体底面积的关系？
生：我们分别用一大一小的瓶子，盛上等体积的水，再测量等深度处液体的压强，橡皮膜都朝下，得出的数据分别为……所以，我们得出的结论是：液体压强大小与容器的底面积无关。师：刚才是你们小组提出的这个猜想吧。那现在你们通过实验，得到了验证，你们能接受这一观点吗？大家能接受吗？
生：能。
师：哪个小组研究得与液体体积的关系？我们用一个容器，倒上水，第一次测量液面下5cm深处的压强；第二次把水倒出一部分，改变了液体的体积，再测液面下5cm深处的压强仍不变，并且我们做了三组，所以我们得出的结论是，液体压强与液体体积无关。
师：大家同意吗？
生：同意。
师：我记得刚才是这个小组提出的这一猜想，但你们没有做，是吧！大家证明无关，你们怎么想？
生：我同意大家的观点，因为我们研究了深度的关系后，又深入考虑了这一问题，我感觉在体积变化的同时，深度也在变化，应该是深度影响了压强的大小，所以我同意大家的观点。
师：很好。能够善于接受别人的意见，修正自己的观点，这是一种良好的科学态度。但如果有时我们不能接受别人的观点时，应该坚持自己的看法，再做深入的研究。
（给学生提供的实验器材有：水、盐水、酒精三种液体，分成不同的小组进行实验，这样做一是为了实验现象更明显，二是为了得到的实验数据更科学，更具有说服力。这里尤其要注意关注那些提出猜想并没有对这一问题进行研究的同学，看他们是否接受了其他同学的观点，并帮助他们分析原因，真正实现课堂的民主化。）
五、小结新课，完成探究
师：好，我想我们现在可以对我们今天的实验做一个初步的结论了。谁来总结一下？
（学生总结实验结论）
师：今天，我们研究了影响液体压强大小的因素，看到与液体的密度和深度有关。但是否只有这两个因素呢？是否还有我们没想到，也没有研究的因素呢？为了更清楚的了解液体压强，我们还可以再从另一个角度认识它，那就是理论推导。好，下节课我们就再从理论的角度，进一步揭开液体压强的真面目，下课！
（这样也可以为下一步的理论推导埋下伏笔。）
【本课设计说明】
我认为本节课的设计有四个较为突出的特点：
第一、能够从学生的认知规律出发，站在学生的基础上进行科学探究。由于本节课的内容比较抽象，学生生活经验较少，所以先设计了一个体验性的实验，让学生先感受到液体压强的存在，再提出猜想进行科学探究，这样更符合学生的认知规律；
第二，实验取材方便（塑料袋、矿泉水瓶、橡皮膜、皮筋、锥子都是生活中的寻常物品，捶手可得，可让学生自备，调动学生的参与积极性）．简单易做，直观形象，生动有趣，颇能激发学生动手实验的积极性，使学生始终处于探索的积极心理状态，通过观察、讨论，不仅充分调动了学生的主观能动性，充分发挥了其主体作用，而且学生在实验的过程中发散思维、分析能力得到了充分的锻炼；第三，把课本中的学生实验原本为验证性实验，现改为探索性实验．让学生亲自动手去操作、去实验、去探索、去发现、去分析总结，这样更符合学生的认知规律，而且学生在前一个实验的基础上，已经形成了强烈的探究欲望，更应乘胜追击，继续把问题留给学生，把空间、时间留给学生，让学生自己去探索问题，这时，老师只扮演一个组织者、引导者、合作者的角色即可，在学生实验过程中，老师通过巡视，引导学生发现问题，帮助学生思考问题，与学生协作解决问题。真正实现了教师角色的转变；第四，控制变量的思想和方法贯穿始终，使其真正内化为学生的一种思想。在提出猜想、设计实验、进行实验、分析论证等环节都特别注意引导学生对这一思想的灵活运用。总之，本节课以探究液体压强的特点这一知识为载体，以控制变量这种方法为主线，以提升学生的科学素养为目的，较好的实现了三维一体的教学目标，并让学生体验了较为完整地科学探究过程。
