初中物理壓強(qiáng)的概念教學(xué)設(shè)計(jì)
初中物理壓強(qiáng)的概念教學(xué)設(shè)計(jì)
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(lái)指導(dǎo)我們進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)課堂效率的提升?本文以壓強(qiáng)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(shí)基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗(yàn)，提出問(wèn)題
基于意義建構(gòu)的教學(xué)理論認(rèn)為教學(xué)活動(dòng)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(jī)會(huì)，讓學(xué)生的原有基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)成為新授認(rèn)知構(gòu)建活動(dòng)的先行者，成為新思維、新知識(shí)的固著點(diǎn)．壓強(qiáng)的概念教學(xué)以激起學(xué)生對(duì)記憶的提取作為第一步，讓學(xué)生對(duì)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(dǎo)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(duì)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(duì)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(biāo)，引導(dǎo)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(dǎo)，從而使他們的思維更有條理，更為深入．因此，對(duì)學(xué)生通過(guò)討論而提出的觀點(diǎn)，教師要在總結(jié)的過(guò)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(shí)例．最后在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)大量的實(shí)例進(jìn)行對(duì)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(diǎn):如果是針對(duì)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(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(yàn)積累還相當(dāng)單薄，因此教師要引導(dǎo)他們對(duì)問(wèn)題處理思路的設(shè)計(jì)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(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)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(yàn)設(shè)計(jì)．
(1)你準(zhǔn)備選擇怎樣的材料來(lái)充當(dāng)受力物體?
(2)你準(zhǔn)備怎樣來(lái)描述壓力的作用效果?
(3)你準(zhǔn)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(cè)量?受初中生接受能力所限，本節(jié)有關(guān)探究?jī)?nèi)容，筆者認(rèn)為不宜進(jìn)行定量研究．因此，學(xué)生對(duì)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(yīng)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(duì)應(yīng)的壓力作用效果，就能研究出作用面積是否會(huì)對(duì)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(duì)應(yīng)的作用效果，則可研究壓力大小對(duì)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(duì)此類方案予以肯定，并加以強(qiáng)調(diào)．學(xué)生還會(huì)在討論中提出若干實(shí)驗(yàn)過(guò)程的具體操作，教師對(duì)學(xué)生的思路進(jìn)行總結(jié)時(shí)，也要告訴學(xué)生，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們可以通過(guò)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(duì)相關(guān)因素進(jìn)行定性的探究．因此實(shí)驗(yàn)還可以更加簡(jiǎn)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(zhǎng)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，以此觀察相關(guān)結(jié)果．
4安排學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，并總結(jié)規(guī)律
初中物理課堂上所安排的實(shí)驗(yàn)次數(shù)是有限的，教師要充分利用對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)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(xùn)練的同時(shí)，教師要積極引導(dǎo)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)能由此及彼地拓展開來(lái)，讓學(xué)生能聯(lián)想到類似的問(wèn)題以及相近的實(shí)驗(yàn)操作，最后讓學(xué)生通過(guò)歸納和推理來(lái)認(rèn)識(shí)結(jié)論的普遍性．壓力作用效果影響因素的實(shí)驗(yàn)操作比較簡(jiǎn)單，學(xué)生也能獲得較為直觀的認(rèn)識(shí)，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(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):對(duì)應(yīng)選定的材料，當(dāng)壓力相同時(shí)，作用面積越小，作用效果則越明顯;當(dāng)作用面積一致時(shí)，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(shí):對(duì)大多數(shù)材料而言，在壓力大小一致時(shí)，壓力的效果會(huì)因?yàn)樽饔妹娣e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(shí)，壓力的效果會(huì)因?yàn)槠浯笮≡龃蠖鰪?qiáng)，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(qiáng)，并給出相應(yīng)的計(jì)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(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(huì)其中的嚴(yán)謹(jǐn)性．
5引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)概念的理解和運(yùn)用，推動(dòng)新知識(shí)的同化
物理規(guī)律通過(guò)數(shù)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(yīng)該提供更多物理情境讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的深化和活化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更為完善的圖式建構(gòu)．教師對(duì)壓強(qiáng)的定義和計(jì)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(duì)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(qiáng);
(2)當(dāng)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(qiáng)，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(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(shè)計(jì)中盡量創(chuàng)造機(jī)會(huì)，讓學(xué)生進(jìn)行討論和表達(dá)，因?yàn)閺膶W(xué)生自身角度提出的問(wèn)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(diǎn)，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(dòng)思考，讓他們學(xué)會(huì)傾聽，提升他們敢于表達(dá)自我的勇氣．
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