“探究压力作用效果跟哪些因素有关”教学片段与反思

袁国道

【教学片段一】

师：什么叫压力？

生：垂直作用在物体表面的力叫压力.

师：压力的作用效果跟哪些因素有关？

（生看书、讨论交流、提出猜想.）

生1：压力的作用效果跟压力大小有关.

生2：压力的作用效果跟受力面积大小有关.

师：很好.那么如何探究压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小的关系呢？请同学们用课桌上的小方桌模型、细沙、钩码等器材，小组合作，用“控制变量”法来制定计划、设计实验、操作探究.

（生实验操作之后，师问：你们是怎样探究压力作用效果跟压力大小、受力面积大小的关系的？）

生：实验分两步：首先将小方桌四脚朝下放在细沙上，再将小方桌桌面朝下平放在细沙上.观察两种情况中，小方桌在细沙中陷入的深度，比较在压力相同的情况下压力产生的效果与受力面积的关系；其次，将小方桌四脚朝下放在细沙上，依次将钩码放在桌面上.观察小方桌在细沙中陷入的深度，比较在受力面积相同的情况下压力产生的效果与压力大小的关系.

（师在多媒体屏幕上同时动态显示这一过程.）

师：你们在探究活动中得出了怎样的结论？

生：我们在实验中发现压力作用效果与压力大小和受力面积的大小有关.压力越大，受力面积越小，压力产生的效果越显著.（投影上展示小组实验报告单.）

师：对，你们小组合作得非常好，很默契！结果也非常正确.为了定量表示压力作用效果，请同学们全班讨论交流，仿照描述速度的方法，归纳整理出计算公式来.

……

【教学片段二】

师：谁能说说什么叫压力？请举例说明.

生：垂直作用在物体表面的力叫压力.

师：你们知道压力作用在物体上会产生怎样的效果吗？并举例说明.

生：压力作用在物体上，物体会发生形变.如，用手指压皮肤，皮肤会凹陷；用力按图钉，图钉会进入墙内等.

师：可见，压力是广泛存在于我们身边的一种力的形式, 它能使物体发生形变.关于压力的这种作用效果,你们有没有问题要讨论？

生1：为什么沙地上高跟鞋的脚印比平跟鞋的要深?

生2：钉锤很难把木棒钉入墙里，而图钉却很容易被手按入墙里？

生3：物体受压力的作用效果有强有弱.那么压力的作用效果强弱跟哪些因素有关呢？

师：这些同学的问题很好，它正是我们今天要探究的课题.下面首先请同学们根据自己生活经验，讨论、猜想压力的作用效果跟哪些因素有关，并用实例说说你猜想的理由.

（生看书、讨论、交流，纷纷举手说出自己的猜想.）

生1：压力的作用效果跟压力的大小有关.如用力按图钉，力越大，钉陷入得越深.

生2：压力的作用效果跟受力面积大小有关.如人踏在烂泥上会陷下去，而在烂泥上铺上木板，人走过去就不会陷下去.

师：还有没有其他因素影响着压力的作用效果？

生1：压力作用效果可能跟受压力作用的物体的材料有关.如用手指按桌面和按海绵，凹陷程度不同.

生2：压力的作用效果可能还跟受压力作用的物体形状有关.如把砖块压在做成较长的圆柱体橡皮泥顶上变形程度比压在做成长方体橡皮泥表面变形程度大.

生3：第一种的说法是不妥的.桌子和海绵受压凹陷程度不同，是因为两种物体构成的材料不同，不同材料形变能力是不同的，这是材料的特性之一.

生4：前面说的“物体形状因素”可以归结到“受力面积大小”的因素中.因为物体形状不同会最终导致受力面积的不同.

（同学间引起激烈争论，相互摆事实讲道理，大家逐渐倾向于生3、生4的意见.师适时点拨、引导、归纳、小结.）

师：同学们讨论得很热烈，对问题认识也较深刻，但有的问题可以在课上解决，有的只能在课后探讨.本节课请同学们选用桌上部分器材（小方桌模型、细沙、砖块若干、肥皂、细线、海绵块、钩码若干），小组合作动手试试看.其他猜想请课后设计实验进行探究，并将探究结果与老师和同学交流.

（生实验操作结束后，师问：能派代表将你们设计操作的实验向全班同学汇报一下吗？）

生：我们选择器材是：小方桌模型、细沙、钩码.实验分两步进行.首先，将小方桌四脚朝下放在细沙上，再将小方桌桌面朝下平放在细沙上，观察两种情况中小方桌在细沙中陷入的深度，比较在压力相同情况下压力产生效果与受力面积的关系；其次，将小方桌脚朝下放在细沙上，依次将砝码放在方桌面上，观察小方桌在细沙中陷入的深度，比较在受力面积相同情况下压力产生的效果与压力大小的关系.

师：这种做法可行吗？有相同做法的同学请举手.那么还有未举手的同学你们是怎样做的？说说看.

生：我们选择的器材是：砖块、海绵块.实验分两步进行.第一步：将砖块平放在海绵块上，再将砖块侧立放在海绵块上.观察两种情况下砖块使海绵块凹陷程度，比较在压力相同的情况下，压力产生的效果与受力面积的关系；第二步：将砖块平放在海绵上，砖块上再加一砖块，观察砖块使海绵块凹陷的深度，比较在受力面积相同的情况下压力产生的效果与压力大小的关系.

师：这种方法探究可行吗？还有其他方法吗？

生：我们选择的器材是：肥皂、细线、学生用直尺、弹簧测力计.也分为两步进行.第一步：将直尺平放在肥皂上，再将直尺侧放在肥皂上，在两种情况下用相同大小的力向下压直尺.观察哪种情况下直尺更容易陷入肥皂中，比较在压力相同的情况下压力产生的效果与受力面积的关系；第二步：将细线横跨在肥皂上，将线头并在一起打结，然后用弹簧测力计接细线，先用较小的拉力，然后用较大的拉力拉细线切割肥皂.看看哪种情况下能更快切开肥皂，比较在受力面积相同的情况下压力产生的效果与压力大小的关系.

师：很好，通过同学们的动手操作和相互交流讨论，上述方法都是可行的.其实，只要你们爱动脑子，还能想出更多的办法来.下面请用其他组的方法动手试试看，与你设计的实验得出的结果是否相同.

（生操作后，师追问：不同实验得出结论相同吗？哪个实验方法最简单？哪种实验便于观察？利用手边学习用具能验证这个结论吗？在我们周围的生活中能找到验证这一结论的实例吗？）

【反思和感悟】

1.真实的课堂注重获取物理知识经历的体验，而不是演练和做假

在片段一中，教师从知识入手，从学生简单的操作到汇报实验结果，对学生的众口一词，没有任何的异议，这位教师可能也意识到学生操作活动的不真实性，可是教师没有去“追究”，而是采取了回避的态度，或许他认为没有追究的必要吧.随着学生汇报实验结果，这位教师也就顺势水到渠成，得出了结论.乍一看，仿佛是学生自己动手操作得出了结论，实际上这种实验纯粹是为了操作而操作，举着实验探究的旗帜走过场，学生对实验过程的体验是不真实的.长此下去，学生就会应情势的需要演操作的戏.而在片段二中，教师非常重视学生探究过程的真实性.引导和鼓励学生大胆猜测，多方互动，多方交流，从现实的事例入手，侧重学生生活经验和已有的知识背景的提取和调用，更多地关注学生的发展，更有利于学生获得积极的情感体验，自主地参与到学习中去，使学生真正成为学习的主人.让学生在大量的现实亊例中，通过比较、概括、信息筛选等判断推理中，逐步说出真实的实验结果，而不是急切地指向实验的结果.

2.有效的课堂追求开放性和创造性，而不是实验器材单一，教师指导过细，越俎代庖

有效的物理学习应该是从学生的生活经验和已有的知识背景出发，给学生提供充分的物理实践活动和交流的机会，使他们在自主探索的过程中真正理解和掌握物理知识、思想和方法，同时获取广泛的物理活动经验.有效的课堂追求简单和实用.应该让学生用简单的方法解决物理的问题，就是把复杂的问题简单化，而不是把简单的问题复杂化.

在片段一中，教师给学生准备的器材过于单一，并且要求学生分小组用“控制变量” 法设计实验，然后再填写教师设计好的实验报告单.实验活动中要干什么，会得到什么样的结果，学生一目了然.在这样的实践活动中，学生感受不到一点挑战性，而且借助这种单一的实验活动得到的结果也只能有一个.这样使得实验活动就成了一种形式上的演练，学生只能在教师既定的框框里“涂鸦”，缺乏开放性和创造性.

在片段二中，教师作为学生学习活动的组织者、引导者和合作者,在实验活动中通过创设情境，利用学生生活经历引导展开丰富的猜想，充分放手让学生自己实验，让他们自己想办法来验证自己的猜想，让学生在自主的基础上互动.遇到问题时，教师参与，给予学生充分思考、交流的机会，使学生不仅能展示自己的想法、见解，还能通过合作交流、互动启发、互相吸收、互相补充、互相纠正，使认识渐趋完善、深化.而不越俎代庖，用自己的实验代替学生的实验活动，或对学生的实验活动过程指手画脚，要求过程这样做，那样做.教师正确运用迁移规律，使之能最大限度地为我们的教学服务.在教学中设计适当的“先行组织者”，即先于学习任务本身呈现的一种引导性材料（包括其他学生的做法及学生在生活中所感受到的、接触到的、体验到的），并能清晰地认识知识结构中原有的观念和新的学习内容间的联系，使之在学习者已知的东西与需要知识的东西之间架设一道桥梁，使其更有效地学习新知识，更多地是对问题与方法的迁移发现，让学生有进一步探究的欲望.是一个经验被激活、重组、积累和提升的过程.这样的探究活动才富有创造性，才有利于学生创新意识和实验能力的培养.

(作者单位：安徽省庐江市第4中学)

编辑/张烨

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