新课程理念下物理规律教学的设计理念及策略(2)

　　【教学设计理念】
　　在“玻意尔定律”的导入教学环节中，可以向学生例举与教学内容有关的生活实例或展示与教学内容有关的生活图片或做与教学内容有关的实验来呈现典型的物理现象，创设良好和谐的物理情境，提出要研究的物理问题，以引起学生的学习兴趣，激发学生的求知欲望，调动学生的学习主动性和积极性，引导学生积极生思维，从而导出新课题：“玻意尔定律”。
　　【教学设计策略】
　　首先，教师可向学生例举出与教学内容有关的生活实例。如轮胎充气太足，被太阳曝晒之后就容易爆胎；点燃热气球的燃烧器，能加热热气球内部的空气，把美丽多姿的热气球带上蓝天；笨重的潜水艇能在浩瀚的海洋中自由沉浮。这些生活实例都与气体的热现象有关。
　　其次，教师向学生做如图1所示的实验，让学生认真观察实验现象，提问学生看到了什么？（红色水柱向移动）。容器中空气的T、V、P三个参量有何变化？（空气的T、V、P三个参量都发生了不同的变化，即T↑、V↑、P↑）
　　图1空气的热膨胀
　　教师提问学生，研究气体的三个参量之间的内在关系，应采用什么样的物理研究方法呢？紧接着，教师向学生介绍在物理学中研究多变量之间的关系常采用的一种很重要的方法，即“控制变量法”。该方法的关键点：首先在每一次实验时，都必须合理固定几个变量而研究其中剩余的两个变量之间的关系，然后分别加以分析与综合、抽象与概括，最后归纳总结出一个完整的物理规律。
　　教师引导学生运用“控制变量法”去进一步探讨气体的三个参量之间的关系，其探讨思路为：
　　T=C→P、V间的关系P=C′→V、T间的关系V=C″→P、T间的关系
　　今天，首先探讨T=C时，P、V间的关系，从而导出课题“玻意尔定律”。
　　2.“玻意尔定律”之探求
　　【教学设计理念】
　　在“玻意尔定律”的讲授新课环节中，基于导入环节中导出“玻意尔定律”的基础上，教师应向学生演示玻意尔实验，探索气体在等温情况下，压强与体积之间的关系。在教师向学生演示玻意尔实验的过程中，首先应让学生清楚实验目的、明确实验条件、实验对象、观察目标、观察方法以及实验步骤等；然后引导学生仔细观察实验，记录实验现象及收集实验数据，分析实验现象并处理实验数据；最后通过分析与综合、归纳与概括等思维活动，在此基础上，初步形成“玻意尔定律”。
　　教师应向学生指出：无论是运用实验归纳法还是运用理论分析法去探求物理规律，都能使学生在理解物理规律的同时掌握探求物理规律的科学方法。
　　【教学设计策略】
　　（1）教师向学生演示实验：用注射器封闭一定质量的空气，如图2所示。从注射器上的分度线直接读出空气体积，再从压强传感器上读出空气压强。
　　图2气体被压缩
　　教师引导学生思考：在演示该实验的过程中，改变气体的体积一定要缓慢进行，为什么要这样做呢？（其目的是让注射器内部空气与外界空气充分进行热交换而达到热平衡，使注射器内部空气的温度始终保持不变）。
　　（2）教师引导学生认真观察实验现象并记录实验数据，并把所获取的实验数据记录在如下的表格中。
　　（3）教师引导学生分析实验数据。首先是定性分析。在教师引导学生观察了实验数据之后，问：如果气体压强变大，则气体体积将如何变化？反之，如果气体压强变小，则气体体积又将如何变化？（如果气体压强变大，则气体体积将变小；反之，如果气体压强变小，则气体体积将变大。）
　　教师引导学生进一步分析实验数据，不难发现：虽然在压强和体积这两个物理量中，一个物理量变大的同时另一个物理量变小，但压强与体积这两个物理量的乘积确大致相同。由此引导学生猜想：压强变化是否与体积变化成反比呢？
　　其次是定量分析。教师引导学生处理实验数据：以体积为横坐标，以压强为纵坐标，建立直角坐标系，根据实验数据在直角坐标系中描点连线，得到“玻意尔定律”的？妆-V图像。通过观察“玻意尔定律”的？妆-V图像，不难发现，该？妆-V图像基本遵循数学上的“反比律”。此时，教师应向学生进一步说明：在物理学史上，大量实验已证明，在玻意尔实验过程中，如果不考虑实验过程中的系统误差和偶然误差，“玻意尔定律”的？妆-V图像就一定遵循数学上的“反比律”。
　　（4）教师引导学生归纳总结出实验结论：对于一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。这个结论叫“玻意尔定律”，这就是玻意尔在1662年对外公布的自己的实验发现。
　　3.“玻意尔定律”之讨论
　　【教学设计理念】
　　在继续讲授新课环节中，基于初步形成“玻意尔定律”的基础上，教师应引导学生去准确表述“玻意尔定律”并加以讨论，使学生进一步理解“玻意尔定律”。
　　（1）准确表述“玻意尔定律”：①文字表达；②数学表达；③图像表达。
　　（2）强调“玻意尔定律”中的关键词、公式中各字母的物理意义及单位。
　　（3）讲明“玻意尔定律”公式中各物理量的单位。
　　（4）指出“玻意尔定律”的成立条件和适用范围。
　　【教学设计策略】
　　（1）教师应引导学生去准确表述“玻意尔定律”，而准确表述“玻意尔定律”有以下几种方式。
　　①“玻意尔定律”的文字表达
　　对于一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。
　　②“玻意尔定律”的数学表达
　　如果用？妆1、V1和？妆2、V2分别表示一定质量的理想气体在等温过程中任意两个状态的压强和体积，那么“玻意尔定律”就可以用数学表达式（公式）表达为
■=■或？妆1V1=？妆2V2或？妆V=k（常数），条件：T=C（常数）
　　③“玻意尔定律”的图像表达，如图3所示，？妆-V图像是反比曲线，这一条反比曲线叫等温线。
　　图3 玻意尔定律图像
　　（2）教师应向学生强调“玻意尔定律”中的关键词、公式中各字母的意义。
　　①关键词：“理想气体”、“等温”、“反比”。
　　②公式中各字母的意义：？妆1、V1分别表示理想气体处于第一个状态下的压强和体积；？妆2、V2分别表示理想气体处于第二个状态下的压强和体积。
　　（3）教师应向学生讲明？妆、V两个物理量的单位。