初中物理壓強的概念教學(xué)設(shè)計
初中物理壓強的概念教學(xué)設(shè)計
當(dāng)下的初中物理課堂，以生為本、以學(xué)定教教學(xué)的理念深入人心，那么如何以此理念來指導(dǎo)我們進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，從而實現(xiàn)課堂效率的提升?本文以壓強的概念教學(xué)為例，談?wù)劰P者在這一方面的思考．
1立足于學(xué)生的原有知識基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗，提出問題
基于意義建構(gòu)的教學(xué)理論認(rèn)為教學(xué)活動的展開必須從學(xué)生的已有認(rèn)知出發(fā)，讓學(xué)生得到充分思考和自主表達(dá)的機會，讓學(xué)生的原有基礎(chǔ)和經(jīng)驗成為新授認(rèn)知構(gòu)建活動的先行者，成為新思維、新知識的固著點．壓強的概念教學(xué)以激起學(xué)生對記憶的提取作為第一步，讓學(xué)生對力的作用效果進(jìn)行表述，進(jìn)而提出問題:壓力使物體發(fā)生形變的效果和哪些因素相關(guān)?引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，讓他們從舉例的角度來探索問題解決的相關(guān)思路．對可能出現(xiàn)的討論結(jié)果進(jìn)行預(yù)設(shè):
(1)壓力越大，則形變效果越明顯．舉例:用力壓迫海綿，壓力越大，海綿下陷的程度越嚴(yán)重．
(2)壓力越大，形變效果越明顯．也存在反例:用力壓迫墻壁，看不到墻壁下陷的效果．
(3)作用于相同的對象，壓力相同時，形變效果也可能不一樣．舉例:同樣一個人，站在海綿上和躺在海綿上，壓力的大小都等于人的重力，但是海綿的形變程度不同．
2圍繞探究目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)化的思維進(jìn)行猜想
教學(xué)過程中，學(xué)生思維活動的有序化和方向性都需要教師及時地進(jìn)行引導(dǎo)，從而使他們的思維更有條理，更為深入．因此，對學(xué)生通過討論而提出的觀點，教師要在總結(jié)的過程中，結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，把學(xué)生的探索方向逐漸調(diào)整至下一步所要探索的方向上．就壓力作用效果影響因素的討論而言，限于學(xué)生的思維方式和觀察角度，他們的舉例還較為狹隘．為了讓學(xué)生能獲取更多的感性信息，教師應(yīng)該在課堂上準(zhǔn)備一些他們常見但卻未曾深入思考的有關(guān)實例．最后在引導(dǎo)學(xué)生對大量的實例進(jìn)行對比之后，讓他們提出猜想:壓力作用效果的影響因素不僅包括壓力的大小，還可能包括作用面積、接觸面的軟硬程度．教師要讓學(xué)生將思維聚焦到壓力的相關(guān)因素上，縮小研究的著眼點:如果是針對同一受力物體，如何研究壓力的作用效果與其大小和作用面積的關(guān)系呢?
3引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建多變量問題的處理思路，并進(jìn)行科學(xué)方法的滲透教育
初中學(xué)生在科學(xué)探究上的經(jīng)驗積累還相當(dāng)單薄，因此教師要引導(dǎo)他們對問題處理思路的設(shè)計要兼顧到具體性和可操作性．此外教師也要提醒學(xué)生科研有不同層次，物理研究固然追求定量式的研究，但是任何研究都是一個由淺入深的過程，解決問題時，先給出一個初步的、定性的研究方案也是非常重要的．教師在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗來驗證“壓力作用效果的影響因素”的相關(guān)猜想時，可以提供以下問題，以此來幫助學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計．
(1)你準(zhǔn)備選擇怎樣的材料來充當(dāng)受力物體?
(2)你準(zhǔn)備怎樣來描述壓力的作用效果?
(3)你準(zhǔn)備由什么物體來提供壓力?
(4)如果我們的研究目的只是定性研究，那么壓力大小和作用面積是否需要具體測量?受初中生接受能力所限，本節(jié)有關(guān)探究內(nèi)容，筆者認(rèn)為不宜進(jìn)行定量研究．因此，學(xué)生對壓力效果的比較從受力物體的下陷程度來進(jìn)行描述，教師應(yīng)該肯定這一說法．學(xué)生在討論過程集思廣益，肯定會有部分學(xué)生提出:相同壓力作用的前提下，比較不同作用面積對應(yīng)的壓力作用效果，就能研究出作用面積是否會對壓力的作用效果產(chǎn)生影響;相應(yīng)的，在相同作用面積的前提下，比較不同壓力所對應(yīng)的作用效果，則可研究壓力大小對效果的影響．這些思路就已經(jīng)包含了控制變量的科學(xué)思想，教師應(yīng)對此類方案予以肯定，并加以強調(diào)．學(xué)生還會在討論中提出若干實驗過程的具體操作，教師對學(xué)生的思路進(jìn)行總結(jié)時，也要告訴學(xué)生，實驗過程中，我們可以通過具體數(shù)據(jù)的記錄和處理，得出更為精確的結(jié)論，這就屬于定量研究，而現(xiàn)在我們的目的只是對相關(guān)因素進(jìn)行定性的探究．因此實驗還可以更加簡便地進(jìn)行，類比之前所舉例子中，人躺著或站著兩種不同方式的壓力效果，我們可以選擇例如長方體的磚頭，通過橫放或豎放來改變受力面積;可以疊放多塊磚頭的方式來保持作用面積相同，改變壓力大小，以此觀察相關(guān)結(jié)果．
4安排學(xué)生進(jìn)行自主實驗，并總結(jié)規(guī)律
初中物理課堂上所安排的實驗次數(shù)是有限的，教師要充分利用對應(yīng)的實驗資源，發(fā)掘其隱含價值．讓學(xué)生在課堂上通過動手操作來獲得有關(guān)能力訓(xùn)練的同時，教師要積極引導(dǎo)，讓學(xué)生對實驗的認(rèn)識能由此及彼地拓展開來，讓學(xué)生能聯(lián)想到類似的問題以及相近的實驗操作，最后讓學(xué)生通過歸納和推理來認(rèn)識結(jié)論的普遍性．壓力作用效果影響因素的實驗操作比較簡單，學(xué)生也能獲得較為直觀的認(rèn)識，而關(guān)鍵性的步驟是結(jié)論的歸納．教師要引導(dǎo)學(xué)生首先對實驗的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn):對應(yīng)選定的材料，當(dāng)壓力相同時，作用面積越小，作用效果則越明顯;當(dāng)作用面積一致時，壓力越大，相應(yīng)效果越明顯．教師進(jìn)一步提供具體的數(shù)據(jù)幫助學(xué)生構(gòu)建定量的認(rèn)識:對大多數(shù)材料而言，在壓力大小一致時，壓力的效果會因為作用面積的減小而變大，他們之間為反比的關(guān)系;當(dāng)作用面積相同時，壓力的效果會因為其大小增大而增強，即二者間存在正比的關(guān)系．教師更進(jìn)一步將壓力的作用效果定義為壓強，并給出相應(yīng)的計算公式．雖然真正的物理探究過程不會如此簡單，但是這樣引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知有助于他們理解科學(xué)探究的基本方法，也有助于他們體會其中的嚴(yán)謹(jǐn)性．
5引導(dǎo)學(xué)生通過對概念的理解和運用，推動新知識的同化
物理規(guī)律通過數(shù)學(xué)語言來表述讓學(xué)生感受到物理的簡潔和完美，但是如果教學(xué)只是到此為止，那么整個課堂就顯得虎頭蛇尾．教師還應(yīng)該提供更多物理情境讓學(xué)生實現(xiàn)認(rèn)知的深化和活化，進(jìn)而實現(xiàn)更為完善的圖式建構(gòu)．教師對壓強的定義和計算公式進(jìn)行介紹后，提出問題:你能用這一概念和公式做什么呢?或是對哪些現(xiàn)象進(jìn)行解釋呢?以此激起學(xué)生的思考和討論．學(xué)生的討論可能有這樣一些結(jié)論:
(1)依據(jù)公式，我們可以求出已知壓力和受力面積的具體壓強;
(2)當(dāng)壓力為定值時，我們可以通過改變受力面積的方法來改變壓強，比如書包帶子做寬一些，可使肩膀受力更加均勻，人體更加舒適一點;履帶式坦克也是通過增加接觸面積來防止地面過分松軟而陷入其中．教師在整個教學(xué)活動的設(shè)計中盡量創(chuàng)造機會，讓學(xué)生進(jìn)行討論和表達(dá)，因為從學(xué)生自身角度提出的問題和結(jié)論都是處在他們的“最近發(fā)展區(qū)”之中，更加接近他們的思維水平和認(rèn)知特點，相關(guān)結(jié)論也更容易被他們所同化．這樣的教學(xué)還有助于學(xué)生主動思考，讓他們學(xué)會傾聽，提升他們敢于表達(dá)自我的勇氣．
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