初中物理壓強的概念教學(xué)設計
初中物理壓強的概念教學(xué)設計
當下的初中物理課堂，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(lái)指導我們進(jìn)行教學(xué)設計，從而實(shí)現課堂效率的提升?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)生的原有知識基礎和生活經(jīng)驗，提出問(wèn)題
基于意義建構的教學(xué)理論認為教學(xué)活動(dòng)的展開(kāi)必須從學(xué)生的已有認知出發(fā)，讓學(xué)生得到充分思考和自主表達的機會(huì )，讓學(xué)生的原有基礎和經(jīng)驗成為新授認知構建活動(dòng)的先行者，成為新思維、新知識的固著(zhù)點(diǎn)．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(wèn)題:壓力使物體發(fā)生形變的效果和哪些因素相關(guān)?引導學(xué)生進(jìn)行討論，讓他們從舉例的角度來(lái)探索問(wèn)題解決的相關(guān)思路．對可能出現的討論結果進(jìn)行預設:
(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(shí)，形變效果也可能不一樣．舉例:同樣一個(gè)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，引導學(xué)生以科學(xué)化的思維進(jìn)行猜想
教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生思維活動(dòng)的有序化和方向性都需要教師及時(shí)地進(jìn)行引導，從而使他們的思維更有條理，更為深入．因此，對學(xué)生通過(guò)討論而提出的觀(guān)點(diǎn)，教師要在總結的過(guò)程中，結合教學(xué)目標，把學(xué)生的探索方向逐漸調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(guān)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，教師應該在課堂上準備一些他們常見(jiàn)但卻未曾深入思考的有關(guān)實(shí)例．最后在引導學(xué)生對大量的實(shí)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(zhù)眼點(diǎn):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引導學(xué)生構建多變量問(wèn)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)驗積累還相當單薄，因此教師要引導他們對問(wèn)題處理思路的設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(gè)由淺入深的過(guò)程，解決問(wèn)題時(shí)，先給出一個(gè)初步的、定性的研究方案也是非常重要的．教師在引導學(xué)生設計實(shí)驗來(lái)驗證“壓力作用效果的影響因素”的相關(guān)猜想時(shí)，可以提供以下問(wèn)題，以此來(lái)幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗設計．
(1)你準備選擇怎樣的材料來(lái)充當受力物體?
(2)你準備怎樣來(lái)描述壓力的作用效果?
(3)你準備由什么物體來(lái)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，本節有關(guān)探究?jì)热�，筆者認為不宜進(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(lái)進(jìn)行描述，教師應該肯定這一說(shuō)法．學(xué)生在討論過(guò)程集思廣益，肯定會(huì )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的壓力作用效果，就能研究出作用面積是否會(huì )對壓力的作用效果產(chǎn)生影響;相應的，在相同作用面積的前提下，比較不同壓力所對應的作用效果，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，教師應對此類(lèi)方案予以肯定，并加以強調．學(xué)生還會(huì )在討論中提出若干實(shí)驗過(guò)程的具體操作，教師對學(xué)生的思路進(jìn)行總結時(shí)，也要告訴學(xué)生，實(shí)驗過(guò)程中，我們可以通過(guò)具體數據的記錄和處理，得出更為精確的結論，這就屬于定量研究，而現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(shí)驗還可以更加簡(jiǎn)便地進(jìn)行，類(lèi)比之前所舉例子中，人躺著(zhù)或站著(zhù)兩種不同方式的壓力效果，我們可以選擇例如長(cháng)方體的磚頭，通過(guò)橫放或豎放來(lái)改變受力面積;可以疊放多塊磚頭的方式來(lái)保持作用面積相同，改變壓力大小，以此觀(guān)察相關(guān)結果．
4安排學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗，并總結規律
初中物理課堂上所安排的實(shí)驗次數是有限的，教師要充分利用對應的實(shí)驗資源，發(fā)掘其隱含價(jià)值．讓學(xué)生在課堂上通過(guò)動(dòng)手操作來(lái)獲得有關(guān)能力訓練的同時(shí)，教師要積極引導，讓學(xué)生對實(shí)驗的認識能由此及彼地拓展開(kāi)來(lái)，讓學(xué)生能聯(lián)想到類(lèi)似的問(wèn)題以及相近的實(shí)驗操作，最后讓學(xué)生通過(guò)歸納和推理來(lái)認識結論的普遍性．壓力作用效果影響因素的實(shí)驗操作比較簡(jiǎn)單，學(xué)生也能獲得較為直觀(guān)的認識，而關(guān)鍵性的步驟是結論的歸納．教師要引導學(xué)生首先對實(shí)驗的結果進(jìn)行總結，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗發(fā)現:對應選定的材料，當壓力相同時(shí)，作用面積越小，作用效果則越明顯;當作用面積一致時(shí)，壓力越大，相應效果越明顯．教師進(jìn)一步提供具體的數據幫助學(xué)生構建定量的認識:對大多數材料而言，在壓力大小一致時(shí)，壓力的效果會(huì )因為作用面積的減小而變大，他們之間為反比的關(guān)系;當作用面積相同時(shí)，壓力的效果會(huì )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，并給出相應的計算公式．雖然真正的物理探究過(guò)程不會(huì )如此簡(jiǎn)單，但是這樣引導學(xué)生構建認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(huì )其中的嚴謹性．
5引導學(xué)生通過(guò)對概念的理解和運用，推動(dòng)新知識的同化
物理規律通過(guò)數學(xué)語(yǔ)言來(lái)表述讓學(xué)生感受到物理的簡(jiǎn)潔和完美，但是如果教學(xué)只是到此為止，那么整個(gè)課堂就顯得虎頭蛇尾．教師還應該提供更多物理情境讓學(xué)生實(shí)現認知的深化和活化，進(jìn)而實(shí)現更為完善的圖式建構．教師對壓強的定義和計算公式進(jìn)行介紹后，提出問(wèn)題:你能用這一概念和公式做什么呢?或是對哪些現象進(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論:
(1)依據公式，我們可以求出已知壓力和受力面積的具體壓強;
(2)當壓力為定值時(shí)，我們可以通過(guò)改變受力面積的方法來(lái)改變壓強，比如書(shū)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(diǎn);履帶式坦克也是通過(guò)增加接觸面積來(lái)防止地面過(guò)分松軟而陷入其中．教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的設計中盡量創(chuàng )造機會(huì )，讓學(xué)生進(jìn)行討論和表達，因為從學(xué)生自身角度提出的問(wèn)題和結論都是處在他們的“最近發(fā)展區”之中，更加接近他們的思維水平和認知特點(diǎn)，相關(guān)結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(dòng)思考，讓他們學(xué)會(huì )傾聽(tīng)，提升他們敢于表達自我的勇氣．
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