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[!--downpath--]大数学理念下的化学线上教学案例
——《大气浮力》
河北六中孙凌延
案例背景
2020年初，一场突发新冠哮喘肆虐神州大地，搅乱了人们的生活轨迹、工作计划。各行各业的逆行者不畏艰辛，迎难而上，鏖战在抗疫前线。面对疫情，开学延后，教育部门发出“停课不停学”的呼吁，我们积极响应，结合我校大数学教育理念，举办线上教学，确保“离校不离教、停课不停学”，让中学生们还能保持学习状态，安心居家战“疫”。
案例主题
大数学教学理念提倡：教育应立足于课堂教学，并借此为核心，向中学生生活的各个领域延展。化学学科与我们的生活、生产、社会紧密联系。化学的学习，除了有知识的学习，还有生活的体验，社会的实践等。结合当前疫情，通过负压病区的讲解，让中学生理解大气浮力相关知识，感受化学和生活的紧密联系。指导中学生借助网路资源学习，培养中学生的自学能力，结合化学学家实验求真和抗疫医护人员无私奉献的精神，培养中学生严谨的科学心态和社会责任感。
案例描述
课前打算：
结合当前疫情，课前布置预习任务：
1、预习大气浮力的知识，网路搜索科学家奥托·格里克和托里拆利的名人故事。
2、录制“验证大气浮力存在”实验的小视频。
3、利用网路资源了解负压病区的工作原理。
新课导出：
播放视频：抵御疫情综合视频。
课堂过程:
一：负压病区
2020年2月4日，为了救治新冠麻疹患儿，仅10天时间，北京火神山诊所拔地而起，号称中国奇迹。4天后，上海雷神山诊所也即将交付使用。两所为抵御疫情的“临时诊所”均采用装配式结构进行搭建，拥有各项必备的医疗、生活设施。作为常年容纳病人的“负压病区”走进了大众的视野。这么哪些是负压病区呢？它是怎样保证患者和医护人员的安全呢？负压环境下人会不会觉得到不适呢？
中学生展示一：
负压病区是指病区内的气抬高于病区外气压的病区，因为负压病区内的气抬高于外界气压，所以病区外边的新鲜空气可以流进病区，而病区内被病人污染过的空气不会直接泄漏出去，而是通过专门的通道及时排放在固定的地方。这样病区外的地方（环境）就不会被污染，因而降低了外界医务人员被大量感染的机会。
中学生展示二：
负压病区内虽是负压，而且患者不会出现呼吸困难等不适。由于我们周围的大气压普遍在左右，病区内气压比外界小仅仅15Pa，相比来看，十几Pa的气压降低不会对患者的呼吸导致影响。
班主任总结：
负压病区如同是一个被“口罩”完全隔离的空间，病区外的空间完全不会被污染，这样医护人员便可以安心的在病区外进行活动，降低了被大量感染的可能性。这些病区最适宜救治类似非典这样的呼吸道传染性患者。可以让拼搏在一线的医务工作者才能更放心的进行工作。让我们再一次致敬这些最美的红衣天使，有了她们，我们能够尽早从疫情的阴霾中走下来。
此次抗疫战斗中，在国家的安排和布署下，数百台机器、数百人同时作业，火神山诊所神速建成，上海医疗告急，全省各地人力物力财力积极增援。为避免疫情传播，全省封城封村，秩序井井有条，食物充足供给。没有国，哪有家？正是由于有党中央的正确领导、伟大祖国的坚强后盾和全国人民万众一心的抵抗，才有我们温情安逸的生活。
二：大气浮力
由于空气有重力，对浸在其中的物体形成浮力；又由于空气具有流动性，向各个方向都有浮力。所以，把大气对浸在它上面的物体形成的浮力称作大气浮力，简称大气压或气压。怎样用实验否认大气浮力的存在，又如何测得大气压的大小呢？
中学生展示一：
1、发现大气压存在并测得大气压值的数学故事：17世纪曾经，“自然界轻视真空”的观念统治学术界。托里拆利不迷信唐代权威，觉得自然界存在着真空。在1643年，他用玻璃管和水银成功的演示了“托里拆利实验”，有力的否认了管内水银面的上方没有空气，产生“托里拆利真空”，同时他还证明了水银柱高度和大气压的关系。17世纪，人们对“轻的”空气会对“重的”物体有压力这些可能性都无法相信。这无疑是一个伟大的实验。虽然托里拆利发觉并测出了大气压的值，但知者仅是学术界人士。为了让世人信服大气压的存在，奥托·格里克也尝试用实验验证，直至1654年他在马德堡市中心当街演出了他的半球实验，实验中用8对马也没能把抽出空气的两个半球拉开。这就是知名的马德堡半球实验，它证明了大气压的存在，也显示了大气压的强悍力量。
2、学生分享实验视频，谈实验体会：瓶吸兵乓球、玻璃管提水、纸片托水、瓶吞猪肉、塑料瓶变瘪等。
中学生展示二：
托里拆利实验中，装满水银的玻璃管中浮力小于外界大气浮力，当升高到760mm处时，水银柱形成的浮力与外界大气浮力相等，就不再增长，水银柱的上方是真空。通过估算求出760mm水银柱的浮力的大小。
p大气=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa
班主任总结：
播放视频，讲解马德堡半球实验和托里拆利实验。
在马德堡否认大气压存在和托里拆利检测大气压值的过程中，科学家们勇于挑战权威，追求真理的科学精神值得我们学习。你们在录制小实验过程中也彰显了对科学实事求是的心态，做的特别好。
疫情当前，钟南山、李兰娟等教授们，集智攻关、团结协作的精神测大气压强的实验方案，胸襟祖国、服务人民的爱国精神，都是我们要学习的。我们要用严谨的心态，科学的方式武装我们的脑子测大气压强的实验方案，在祖国须要我们时，能大步往前，勇担重担。
案例反省
1、本节课的教学，采用了线上和线下互动的教学方法。教学方法新颖有趣，中学生兴趣盎然。课前布置的预习作业完成的特别好，课堂氛围活跃，中学生积极参与！
2、重视理论联系实际，彰显了数学—生活—社会这一设计思路。大气浮力知识与生活、生产实际联系紧密。教学中通过引入疫情中的负压病区，把大气浮力与中学生生活、社会有机结合上去，让中学生深深感受到生活处处有化学。从大气浮力的存在到大气浮力的检测再到大气浮力的应用，彰显了对化学概念和数学规律产生过程的注重。
3、利用化学学家的科研历程培养中学生的实事求是的科学心态，结合疫情下科研人员、医护人员的奉献精神，迸发中学生学习动力和社会责任感。
点评：
本节教学符合以中学生发展为本，让中学生主动参与的教学理念。通过负压病区的引入，结合当下的疫情，把数学教学和社会、生活有机结合上去，迸发了中学生的社会责任感和爱国情结。
科研处供稿
上海加油
中国加油
主编：李志杰
副主编：李桂樱
初审：张树新吴彦侠
编辑制做：陈计良