厨房中的物理课

厨房中的物理课

执教教师：北京市第五十七中学闫小毛

4月9日，全国教育科学“十二五”规划教育部重点课题开题会暨全国友善用脑课堂教学专题现场会在北京市第五十七中学举行。五十七中学初三物理教师闫小毛做了友善用脑教学展示课“厨房中的物理”，运用友善用脑的教学理念，将物理课的抽象理论与生活实例相结合，大胆创新，充分调动了学生的学习积极性。

课堂目标

1. 回顾初中物理中力、热、光等相关知识，体会这些物理知识在生活中的实际应用。

2. 在生活中发现并提出物理问题，尝试运用物理知识与规律分析并解决现实生活中的问题。

3. 体会物理学科与生活的紧密联系，产生浓厚的学科兴趣。

情境导入

师：首先，我们来了解一款厨房的创意。

（大屏幕放映厨房图片）

师：这款厨房的中文名是“能量流动的厨房”。我们可以看到，厨房中间的桌面上有一个置物架，还有一些托盘，这样的设计有什么作用呢？

生1：我觉得这样的设计节约了空间。

生2：盘子上的水流下来可以浇花用。

师：是的，水滴在重力作用下下落，浇灌下面的绿植。

师：桌面上还有一个砧板，与操作台浑然一体，并且可以活动。这样的设计又有什么用处呢？

生3：这样就可以把瓜果皮直接推到下面的垃圾箱里。

生4：下面的垃圾箱里有蚯蚓，可以将垃圾分解为化肥，成为绿植的养分。

师：桌面上有陶土做的盒子，夹层里有水，这种盒子有什么功能呢？

生5：水可以保持水果的水分，盒子里的水蒸发后能让盒子的温度降低，可以保鲜。

师：这个厨房很像我们自然界的能量循环系统。厨房除了能

够制作美味佳肴，也是一个物理知识俱乐部。今天，我们这堂课就从厨房出发，研究厨房中的物理。

活动一：慧眼识珠

师：首先，我们进入第一个活动——慧眼识珠。这个活动是找出厨房中能够体现光学知识点的细节。同学们用两分钟时间进行组内交流，然后集中展示。

生1：我们组找到了鱼缸，体现了光的折射；还有鱼缸和水壶的亮点体现了镜面反射；水杯里的勺子看起来像折断的，这是光的折射现象；橱柜、冰箱等是漫反射现象；水壶的影子能体现光沿直线传播。

生2：墙壁上的阴影体现了光的直线传播；墙壁和粗糙的表面都是漫反射；冰箱上熊猫的后面有一个影子，这也体现了光的直线传播。

师：不错，厨房里有大量的直射、反射与折射现象，我们除了能看到这些光学现象以外，还能找到一些力学模型。

活动二——众里寻他

师：这个活动的第一个任务是解释指定的物理模型，第二个任务是指出该模型或概念在图中的位置。

师：我们要寻找的第一个模型是“连通器”。

生1：水壶、下水道。

生2：水龙头也是一个连通器。

生3：我们组认为连通器应该是两边开口、下端联通的，所以水龙头并不是。

师：你们组质疑得很有道理。下面一个模型是“杠杆”，哪组上来展示？

生4：剪刀是一个省力杠杆，水龙头的开关也是一个省力杠杆。此外，筷子的阻力臂大于动力臂，应该是一个费力杠杆。

生5：杯子里的勺子是一个费力杠杆，因为它的动力臂小于阻力臂；冰箱的柜门与橱柜的柜门都是省力杠杆；灶台的开关也是一个省力杠杆。

师：很好。我们发现厨房的桌面上也有许多器具，能够制作各种美味佳肴。美味与物理结合在一起就是下面的板块——舌尖上的物理。

活动三——舌尖上的物理

师：我给大家准备了4道菜，分别是炒肉片、四川泡菜、水

饺、炖排骨。每道菜背后都有一个问题，大家分小组选择菜品进行挑战。

生1：我们组选择泡菜。泡菜融入各种调料的香味说明了什么问题？我们认为是分子的扩散现象。为什么炒菜很快变咸而泡菜却很慢？这是一个温度的问题，温度越高分子运动越剧烈，炒菜时锅与菜的温度都很高，所以菜入味会比较快。

生2：我们组选择水饺。水饺为何先沉后浮？水饺的重力大于它的浮力，所以水饺先沉到了水底，水饺加热时由于热胀冷缩，体积变大，此时所受到的浮力也会变大，浮力大于重力的时候，饺子就浮起来了。沸腾后，扬汤止沸与釜底抽薪有什么区别？扬汤止沸应该是指把汤舀起来再倒下去，整个过程中液体流动速度会加快，这会引起蒸发加快，因为蒸发吸热，所以会变凉；釜底抽薪就是当汤沸腾的时候把锅底的热源拿走，没有热源，热传递就无法进行，所以就不会继续沸腾。

生3：我们组选择炖排骨。炖排骨应该用文火还是旺火，有什么顺序？经过讨论，我们认为应该先用旺火再用文火，用旺火可以尽快达到沸点，沸腾的条件是达到沸点并持续吸热，所以之后持续用文火加热就可以保持沸腾。为什么把砂锅放在湿地上容易破裂？湿地对于砂锅来说很凉，砂锅的热传导性很差，当底部接触到湿地时，底部变凉但是上面依然很热，热胀冷缩导致砂锅

底部破裂。

生4：我们组选择炒肉片。解冻冻肉应该选择0度的水还是温水？我们认为应该是0度的水，因为水温降低1度，释放的热量大概是4.2焦耳，水结冰的时候释放的热量是336焦耳，所以结冰时释放的热量远远大于降低水温的热量，因此0度的水解冻更快。肉片下锅时为什么会发出啪啪声？油的沸点比水要高，所以当油沸腾时，水也沸腾了，水气化浮到油面上以后就会破裂，随着油滴飞溅，发出啪啪声。

活动四——开罐高手

师：我们品完了4道菜，下面进入一个轻松时段，我为积分领先的小组准备了一个奖品——罐头，谁试着把罐头打开？

（学生用了很大力气也没能打开罐头）

师：罐头盖打不开是由于有两个相抵抗的力，这两个力是手拧的力、瓶盖与瓶口的摩擦力。我们一起来思考一下，应该如何解决这个问题？

（学生小组合作，研究开罐问题，同时绘制思维导图）

生1：拧瓶盖的力本质上是静摩擦力，摩擦力由压力与接触面的粗糙程度两个因素共同决定。因此，我们应该增加压力，也

就是增加手对瓶盖的握力；此外，通过在瓶盖处垫毛巾增加手与瓶盖之间的粗糙程度也能达到同样的效果。

生2：从另一个角度思考，减小瓶盖与瓶口之间的压力与粗糙程度也可以。但是，瓶盖与瓶口的接触面无法触及，所以减小其粗糙程度的方法不可行，我们只能减小压力，这个压力是瓶盖与瓶口之间的相互作用力。为何该压力较大？通过观察瓶盖的凹陷可知，内外有气体压强差，且外部气压较大，内部气压较小，想办法消除该压强差也就能减少瓶盖与瓶口之间的压力。根据外部大气压与高度有关的知识，3000米高度内每升高10米气压减少133帕，所以，坐飞机将罐头带到某一高度可让大气压降低到与罐内气压相同，从而使罐头盖内外压强差为零，但该方法在现实生活中没有普遍可行性。更为可行的方法是，用起子撬动瓶盖，使内外大气联通，压强差随即消失，瓶盖与瓶口之间的摩擦力也就减小了。

师：大家的回答非常精彩！最后，我们一起来展望一下未来的厨房——看点一：全息投影技术；看点二：隐形的抽油烟机；看点三：发电垃圾箱。有兴趣的同学可以自己上网搜集相关技术，希望大家努力吸取物理知识，学以致用。本节课到此结束，下课。

专家点评

本节课有以下几个特点：

1. 学生在学习中的积极性、主动性、创造性被充分激发出来，体现了学生与教师之间的良好互动。

2. 教师很好地把握了学生学习的思维特点，从具象、形象入手进行了情境设计，解决抽象的物理问题。

3. 小组成员充分思考、交流、合作，团队学习体现得非常充分。

4. 课堂教学实现了从教师、教材、课程为中心向学生为中心转变。

5. 课堂很好地体现了友善用脑教学的一个重要诉求和理念：教会学生自己去发现。