以压强的概念教学为例谈初中物理教学设计

田树霞

当下的初中物理课堂，以生为本、以学定教教学的理念深入人心，那么如何以此理念来指导我们进行教学设计，从而实现课堂效率的提升？本文以压强的概念教学为例，谈谈笔者在这一方面的思考.

1 立足于学生的原有知识基础和生活经验，提出问题

基于意义建构的教学理论认为教学活动的展开必须从学生的已有认知出发，让学生得到充分思考和自主表达的机会，让学生的原有基础和经验成为新授认知构建活动的先行者，成为新思维、新知识的固着点.

压强的概念教学以激起学生对记忆的提取作为第一步，让学生对力的作用效果进行表述，进而提出问题：压力使物体发生形变的效果和哪些因素相关？引导学生进行讨论，让他们从举例的角度来探索问题解决的相关思路.对可能出现的讨论结果进行预设：

（1）压力越大，则形变效果越明显.举例：用力压迫海绵，压力越大，海绵下陷的程度越严重.

（2）压力越大，形变效果越明显.也存在反例：用力压迫墙壁，看不到墙壁下陷的效果.

（3）作用于相同的对象，压力相同时，形变效果也可能不一样.举例：同样一个人，站在海绵上和躺在海绵上，压力的大小都等于人的重力，但是海绵的形变程度不同.

2 围绕探究目标，引导学生以科学化的思维进行猜想

教学过程中，学生思维活动的有序化和方向性都需要教师及时地进行引导，从而使他们的思维更有条理，更为深入.因此，对学生通过讨论而提出的观点，教师要在总结的过程中，结合教学目标，把学生的探索方向逐渐调整至下一步所要探索的方向上.

就压力作用效果影响因素的讨论而言，限于学生的思维方式和观察角度，他们的举例还较为狭隘.为了让学生能获取更多的感性信息，教师应该在课堂上准备一些他们常见但却未曾深入思考的有关实例.最后在引导学生对大量的实例进行对比之后，让他们提出猜想：压力作用效果的影响因素不仅包括压力的大小，还可能包括作用面积、接触面的软硬程度.教师要让学生将思维聚焦到压力的相关因素上，缩小研究的着眼点：如果是针对同一受力物体，如何研究压力的作用效果与其大小和作用面积的关系呢？

3 引导学生构建多变量问题的处理思路，并进行科学方法的渗透教育

初中学生在科学探究上的经验积累还相当单薄，因此教师要引导他们对问题处理思路的设计要兼顾到具体性和可操作性.此外教师也要提醒学生科研有不同层次，物理研究固然追求定量式的研究，但是任何研究都是一个由浅入深的过程，解决问题时，先给出一个初步的、定性的研究方案也是非常重要的.

教师在引导学生设计实验来验证“压力作用效果的影响因素”的相关猜想时，可以提供以下问题，以此来帮助学生进行实验设计.

（1）你准备选择怎样的材料来充当受力物体？

（2）你准备怎样来描述压力的作用效果？

（3）你准备由什么物体来提供压力？

（4）如果我们的研究目的只是定性研究，那么压力大小和作用面积是否需要具体测量？

受初中生接受能力所限，本节有关探究内容，笔者认为不宜进行定量研究.因此，学生对压力效果的比较从受力物体的下陷程度来进行描述，教师应该肯定这一说法.

学生在讨论过程集思广益，肯定会有部分学生提出：相同压力作用的前提下，比较不同作用面积对应的压力作用效果，就能研究出作用面积是否会对压力的作用效果产生影响；相应的，在相同作用面积的前提下，比较不同压力所对应的作用效果，则可研究压力大小对效果的影响.这些思路就已经包含了控制变量的科学思想，教师应对此类方案予以肯定，并加以强调.

学生还会在讨论中提出若干实验过程的具体操作，教师对学生的思路进行总结时，也要告诉学生，实验过程中，我们可以通过具体数据的记录和处理，得出更为精确的结论，这就属于定量研究，而现在我们的目的只是对相关因素进行定性的探究.因此实验还可以更加简便地进行，类比之前所举例子中，人躺着或站着两种不同方式的压力效果，我们可以选择例如长方体的砖头，通过横放或竖放来改变受力面积；可以叠放多块砖头的方式来保持作用面积相同，改变压力大小，以此观察相关结果.

4 安排学生进行自主实验，并总结规律

初中物理课堂上所安排的实验次数是有限的，教师要充分利用对应的实验资源，发掘其隐含价值.让学生在课堂上通过动手操作来获得有关能力训练的同时，教师要积极引导，让学生对实验的认识能由此及彼地拓展开来，让学生能联想到类似的问题以及相近的实验操作，最后让学生通过归纳和推理来认识结论的普遍性.

压力作用效果影响因素的实验操作比较简单，学生也能获得较为直观的认识，而关键性的步骤是结论的归纳.教师要引导学生首先对实验的结果进行总结，学生通过实验发现：对应选定的材料，当压力相同时，作用面积越小，作用效果则越明显；当作用面积一致时，压力越大，相应效果越明显.

教师进一步提供具体的数据帮助学生构建定量的认识：对大多数材料而言，在压力大小一致时，压力的效果会因为作用面积的减小而变大，他们之间为反比的关系；当作用面积相同时，压力的效果会因为其大小增大而增强，即二者间存在正比的关系.教师更进一步将压力的作用效果定义为压强，并给出相应的计算公式.虽然真正的物理探究过程不会如此简单，但是这样引导学生构建认知有助于他们理解科学探究的基本方法，也有助于他们体会其中的严谨性.

5 引导学生通过对概念的理解和运用，推动新知识的同化

物理规律通过数学语言来表述让学生感受到物理的簡洁和完美，但是如果教学只是到此为止，那么整个课堂就显得虎头蛇尾.教师还应该提供更多物理情境让学生实现认知的深化和活化，进而实现更为完善的图式建构.

教师对压强的定义和计算公式进行介绍后，提出问题：你能用这一概念和公式做什么呢？或是对哪些现象进行解释呢？以此激起学生的思考和讨论.学生的讨论可能有这样一些结论：

（1）依据公式，我们可以求出已知压力和受力面积的具体压强；

（2）当压力为定值时，我们可以通过改变受力面积的方法来改变压强，比如书包带子做宽一些，可使肩膀受力更加均匀，人体更加舒适一点；履带式坦克也是通过增加接触面积来防止地面过分松软而陷入其中.

教师在整个教学活动的设计中尽量创造机会，让学生进行讨论和表达，因为从学生自身角度提出的问题和结论都是处在他们的“最近发展区”之中，更加接近他们的思维水平和认知特点，相关结论也更容易被他们所同化.这样的教学还有助于学生主动思考，让他们学会倾听，提升他们敢于表达自我的勇气.