國中物理壓強的概念教學設計

國中物理壓強的概念教學設計

當下的國中物理課堂，以生為本、以學定教教學的理念深入人心，那麼如何以此理念來指導我們進行教學設計，從而實現課堂效率的提升?本文以壓強的概念教學為例，談談筆者在這一方面的思考．

1立足於學生的原有知識基礎和生活經驗，提出問題

基於意義建構的教學理論認為教學活動的展開必須從學生的已有認知出發，讓學生得到充分思考和自主表達的機會，讓學生的原有基礎和經驗成為新授認知構建活動的先行者，成為新思維、新知識的固著點．壓強的概念教學以激起學生對記憶的提取作為第一步，讓學生對力的作用效果進行表述，進而提出問題:壓力使物體發生形變的效果和哪些因素相關?引導學生進行討論，讓他們從舉例的角度來探索問題解決的相關思路．對可能出現的討論結果進行預設:

(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:用力壓迫牆壁，看不到牆壁下陷的效果．

(3)作用於相同的物件，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，壓力的大小都等於人的重力，但是海綿的形變程度不同．

2圍繞探究目標，引導學生以科學化的思維進行猜想

教學過程中，學生思維活動的有序化和方向性都需要教師及時地進行引導，從而使他們的思維更有條理，更為深入．因此，對學生通過討論而提出的觀點，教師要在總結的過程中，結合教學目標，把學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，限於學生的思維方式和觀察角度，他們的舉例還較為狹隘．為了讓學生能獲取更多的感性資訊，教師應該在課堂上準備一些他們常見但卻未曾深入思考的有關例項．最後在引導學生對大量的例項進行對比之後，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．教師要讓學生將思維聚焦到壓力的相關因素上，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係呢?

3引導學生構建多變數問題的處理思路，並進行科學方法的滲透教育

國中學生在科學探究上的經驗積累還相當單薄，因此教師要引導他們對問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．教師在引導學生設計實驗來驗證“壓力作用效果的影響因素”的相關猜想時，可以提供以下問題，以此來幫助學生進行實驗設計．

(1)你準備選擇怎樣的材料來充當受力物體?

(2)你準備怎樣來描述壓力的作用效果?

(3)你準備由什麼物體來提供壓力?

(4)如果我們的研究目的只是定性研究，那麼壓力大小和作用面積是否需要具體測量?受國中生接受能力所限，本節有關探究內容，筆者認為不宜進行定量研究．因此，學生對壓力效果的比較從受力物體的下陷程度來進行描述，教師應該肯定這一說法．學生在討論過程集思廣益，肯定會有部分學生提出: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對壓力的作用效果產生影響;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．這些思路就已經包含了控制變數的科學思想，教師應對此類方案予以肯定，並加以強調．學生還會在討論中提出若干實驗過程的具體操作，教師對學生的思路進行總結時，也要告訴學生，實驗過程中，我們可以通過具體資料的記錄和處理，得出更為精確的結論，這就屬於定量研究，而現在我們的目的只是對相關因素進行定性的探究．因此實驗還可以更加簡便地進行，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，以此觀察相關結果．

4安排學生進行自主實驗，並總結規律

國中物理課堂上所安排的實驗次數是有限的，教師要充分利用對應的實驗資源，發掘其隱含價值．讓學生在課堂上通過動手操作來獲得有關能力訓練的同時，教師要積極引導，讓學生對實驗的認識能由此及彼地拓展開來，讓學生能聯想到類似的問題以及相近的實驗操作，最後讓學生通過歸納和推理來認識結論的普遍性．壓力作用效果影響因素的實驗操作比較簡單，學生也能獲得較為直觀的認識，而關鍵性的步驟是結論的歸納．教師要引導學生首先對實驗的結果進行總結，學生通過實驗發現:對應選定的材料，當壓力相同時，作用面積越小，作用效果則越明顯;當作用面積一致時，壓力越大，相應效果越明顯．教師進一步提供具體的資料幫助學生構建定量的認識:對大多數材料而言，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係;當作用面積相同時，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係．教師更進一步將壓力的作用效果定義為壓強，並給出相應的計算公式．雖然真正的物理探究過程不會如此簡單，但是這樣引導學生構建認知有助於他們理解科學探究的基本方法，也有助於他們體會其中的嚴謹性．

5引導學生通過對概念的理解和運用，推動新知識的同化

物理規律通過數學語言來表述讓學生感受到物理的簡潔和完美，但是如果教學只是到此為止，那麼整個課堂就顯得虎頭蛇尾．教師還應該提供更多物理情境讓學生實現認知的深化和活化，進而實現更為完善的圖式建構．教師對壓強的定義和計算公式進行介紹後，提出問題:你能用這一概念和公式做什麼呢?或是對哪些現象進行解釋呢?以此激起學生的思考和討論．學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，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鬆軟而陷入其中．教師在整個教學活動的設計中儘量創造機會，讓學生進行討論和表達，因為從學生自身角度提出的問題和結論都是處在他們的“最近發展區”之中，更加接近他們的思維水平和認知特點，相關結論也更容易被他們所同化．這樣的教學還有助於學生主動思考，讓他們學會傾聽，提升他們敢於表達自我的勇氣．