“探究壓力作用效果跟哪些因素有關(guān)”教學(xué)片段與反思

袁國(guó)道

【教學(xué)片段一】

師：什么叫壓力？

生：垂直作用在物體表面的力叫壓力.

師：壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)？

（生看書、討論交流、提出猜想.）

生1：壓力的作用效果跟壓力大小有關(guān).

生2：壓力的作用效果跟受力面積大小有關(guān).

師：很好.那么如何探究壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積大小的關(guān)系呢？請(qǐng)同學(xué)們用課桌上的小方桌模型、細(xì)沙、鉤碼等器材，小組合作，用“控制變量”法來(lái)制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作探究.

（生實(shí)驗(yàn)操作之后，師問(wèn)：你們是怎樣探究壓力作用效果跟壓力大小、受力面積大小的關(guān)系的？）

生：實(shí)驗(yàn)分兩步：首先將小方桌四腳朝下放在細(xì)沙上，再將小方桌桌面朝下平放在細(xì)沙上.觀察兩種情況中，小方桌在細(xì)沙中陷入的深度，比較在壓力相同的情況下壓力產(chǎn)生的效果與受力面積的關(guān)系；其次，將小方桌四腳朝下放在細(xì)沙上，依次將鉤碼放在桌面上.觀察小方桌在細(xì)沙中陷入的深度，比較在受力面積相同的情況下壓力產(chǎn)生的效果與壓力大小的關(guān)系.

（師在多媒體屏幕上同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示這一過(guò)程.）

師：你們?cè)谔骄炕顒?dòng)中得出了怎樣的結(jié)論？

生：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)壓力作用效果與壓力大小和受力面積的大小有關(guān).壓力越大，受力面積越小，壓力產(chǎn)生的效果越顯著.（投影上展示小組實(shí)驗(yàn)報(bào)告單.）

師：對(duì)，你們小組合作得非常好，很默契！結(jié)果也非常正確.為了定量表示壓力作用效果，請(qǐng)同學(xué)們?nèi)嘤懻摻涣?，仿照描述速度的方法，歸納整理出計(jì)算公式來(lái).

……

【教學(xué)片段二】

師：誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)什么叫壓力？請(qǐng)舉例說(shuō)明.

生：垂直作用在物體表面的力叫壓力.

師：你們知道壓力作用在物體上會(huì)產(chǎn)生怎樣的效果嗎？并舉例說(shuō)明.

生：壓力作用在物體上，物體會(huì)發(fā)生形變.如，用手指壓皮膚，皮膚會(huì)凹陷；用力按圖釘，圖釘會(huì)進(jìn)入墻內(nèi)等.

師：可見，壓力是廣泛存在于我們身邊的一種力的形式, 它能使物體發(fā)生形變.關(guān)于壓力的這種作用效果,你們有沒(méi)有問(wèn)題要討論？

生1：為什么沙地上高跟鞋的腳印比平跟鞋的要深?

生2：釘錘很難把木棒釘入墻里，而圖釘卻很容易被手按入墻里？

生3：物體受壓力的作用效果有強(qiáng)有弱.那么壓力的作用效果強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)呢？

師：這些同學(xué)的問(wèn)題很好，它正是我們今天要探究的課題.下面首先請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己生活經(jīng)驗(yàn)，討論、猜想壓力的作用效果跟哪些因素有關(guān)，并用實(shí)例說(shuō)說(shuō)你猜想的理由.

（生看書、討論、交流，紛紛舉手說(shuō)出自己的猜想.）

生1：壓力的作用效果跟壓力的大小有關(guān).如用力按圖釘，力越大，釘陷入得越深.

生2：壓力的作用效果跟受力面積大小有關(guān).如人踏在爛泥上會(huì)陷下去，而在爛泥上鋪上木板，人走過(guò)去就不會(huì)陷下去.

師：還有沒(méi)有其他因素影響著壓力的作用效果？

生1：壓力作用效果可能跟受壓力作用的物體的材料有關(guān).如用手指按桌面和按海綿，凹陷程度不同.

生2：壓力的作用效果可能還跟受壓力作用的物體形狀有關(guān).如把磚塊壓在做成較長(zhǎng)的圓柱體橡皮泥頂上變形程度比壓在做成長(zhǎng)方體橡皮泥表面變形程度大.

生3：第一種的說(shuō)法是不妥的.桌子和海綿受壓凹陷程度不同，是因?yàn)閮煞N物體構(gòu)成的材料不同，不同材料形變能力是不同的，這是材料的特性之一.

生4：前面說(shuō)的“物體形狀因素”可以歸結(jié)到“受力面積大小”的因素中.因?yàn)槲矬w形狀不同會(huì)最終導(dǎo)致受力面積的不同.

（同學(xué)間引起激烈爭(zhēng)論，相互擺事實(shí)講道理，大家逐漸傾向于生3、生4的意見.師適時(shí)點(diǎn)撥、引導(dǎo)、歸納、小結(jié).）

師：同學(xué)們討論得很熱烈，對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)也較深刻，但有的問(wèn)題可以在課上解決，有的只能在課后探討.本節(jié)課請(qǐng)同學(xué)們選用桌上部分器材（小方桌模型、細(xì)沙、磚塊若干、肥皂、細(xì)線、海綿塊、鉤碼若干），小組合作動(dòng)手試試看.其他猜想請(qǐng)課后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，并將探究結(jié)果與老師和同學(xué)交流.

（生實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束后，師問(wèn)：能派代表將你們?cè)O(shè)計(jì)操作的實(shí)驗(yàn)向全班同學(xué)匯報(bào)一下嗎？）

生：我們選擇器材是：小方桌模型、細(xì)沙、鉤碼.實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行.首先，將小方桌四腳朝下放在細(xì)沙上，再將小方桌桌面朝下平放在細(xì)沙上，觀察兩種情況中小方桌在細(xì)沙中陷入的深度，比較在壓力相同情況下壓力產(chǎn)生效果與受力面積的關(guān)系；其次，將小方桌腳朝下放在細(xì)沙上，依次將砝碼放在方桌面上，觀察小方桌在細(xì)沙中陷入的深度，比較在受力面積相同情況下壓力產(chǎn)生的效果與壓力大小的關(guān)系.

師：這種做法可行嗎？有相同做法的同學(xué)請(qǐng)舉手.那么還有未舉手的同學(xué)你們是怎樣做的？說(shuō)說(shuō)看.

生：我們選擇的器材是：磚塊、海綿塊.實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行.第一步：將磚塊平放在海綿塊上，再將磚塊側(cè)立放在海綿塊上.觀察兩種情況下磚塊使海綿塊凹陷程度，比較在壓力相同的情況下，壓力產(chǎn)生的效果與受力面積的關(guān)系；第二步：將磚塊平放在海綿上，磚塊上再加一磚塊，觀察磚塊使海綿塊凹陷的深度，比較在受力面積相同的情況下壓力產(chǎn)生的效果與壓力大小的關(guān)系.

師：這種方法探究可行嗎？還有其他方法嗎？

生：我們選擇的器材是：肥皂、細(xì)線、學(xué)生用直尺、彈簧測(cè)力計(jì).也分為兩步進(jìn)行.第一步：將直尺平放在肥皂上，再將直尺側(cè)放在肥皂上，在兩種情況下用相同大小的力向下壓直尺.觀察哪種情況下直尺更容易陷入肥皂中，比較在壓力相同的情況下壓力產(chǎn)生的效果與受力面積的關(guān)系；第二步：將細(xì)線橫跨在肥皂上，將線頭并在一起打結(jié)，然后用彈簧測(cè)力計(jì)接細(xì)線，先用較小的拉力，然后用較大的拉力拉細(xì)線切割肥皂.看看哪種情況下能更快切開肥皂，比較在受力面積相同的情況下壓力產(chǎn)生的效果與壓力大小的關(guān)系.

師：很好，通過(guò)同學(xué)們的動(dòng)手操作和相互交流討論，上述方法都是可行的.其實(shí)，只要你們愛動(dòng)腦子，還能想出更多的辦法來(lái).下面請(qǐng)用其他組的方法動(dòng)手試試看，與你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果是否相同.

（生操作后，師追問(wèn)：不同實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論相同嗎？哪個(gè)實(shí)驗(yàn)方法最簡(jiǎn)單？哪種實(shí)驗(yàn)便于觀察？利用手邊學(xué)習(xí)用具能驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論嗎？在我們周圍的生活中能找到驗(yàn)證這一結(jié)論的實(shí)例嗎？）

【反思和感悟】

1.真實(shí)的課堂注重獲取物理知識(shí)經(jīng)歷的體驗(yàn)，而不是演練和做假

在片段一中，教師從知識(shí)入手，從學(xué)生簡(jiǎn)單的操作到匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)學(xué)生的眾口一詞，沒(méi)有任何的異議，這位教師可能也意識(shí)到學(xué)生操作活動(dòng)的不真實(shí)性，可是教師沒(méi)有去“追究”，而是采取了回避的態(tài)度，或許他認(rèn)為沒(méi)有追究的必要吧.隨著學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這位教師也就順勢(shì)水到渠成，得出了結(jié)論.乍一看，仿佛是學(xué)生自己動(dòng)手操作得出了結(jié)論，實(shí)際上這種實(shí)驗(yàn)純粹是為了操作而操作，舉著實(shí)驗(yàn)探究的旗幟走過(guò)場(chǎng)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的體驗(yàn)是不真實(shí)的.長(zhǎng)此下去，學(xué)生就會(huì)應(yīng)情勢(shì)的需要演操作的戲.而在片段二中，教師非常重視學(xué)生探究過(guò)程的真實(shí)性.引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)，多方互動(dòng)，多方交流，從現(xiàn)實(shí)的事例入手，側(cè)重學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)背景的提取和調(diào)用，更多地關(guān)注學(xué)生的發(fā)展，更有利于學(xué)生獲得積極的情感體驗(yàn)，自主地參與到學(xué)習(xí)中去，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人.讓學(xué)生在大量的現(xiàn)實(shí)亊例中，通過(guò)比較、概括、信息篩選等判斷推理中，逐步說(shuō)出真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而不是急切地指向?qū)嶒?yàn)的結(jié)果.

2.有效的課堂追求開放性和創(chuàng)造性，而不是實(shí)驗(yàn)器材單一，教師指導(dǎo)過(guò)細(xì)，越俎代庖

有效的物理學(xué)習(xí)應(yīng)該是從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)背景出發(fā)，給學(xué)生提供充分的物理實(shí)踐活動(dòng)和交流的機(jī)會(huì)，使他們?cè)谧灾魈剿鞯倪^(guò)程中真正理解和掌握物理知識(shí)、思想和方法，同時(shí)獲取廣泛的物理活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).有效的課堂追求簡(jiǎn)單和實(shí)用.應(yīng)該讓學(xué)生用簡(jiǎn)單的方法解決物理的問(wèn)題，就是把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，而不是把簡(jiǎn)單的問(wèn)題復(fù)雜化.

在片段一中，教師給學(xué)生準(zhǔn)備的器材過(guò)于單一，并且要求學(xué)生分小組用“控制變量” 法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后再填寫教師設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告單.實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中要干什么，會(huì)得到什么樣的結(jié)果，學(xué)生一目了然.在這樣的實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生感受不到一點(diǎn)挑戰(zhàn)性，而且借助這種單一的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)得到的結(jié)果也只能有一個(gè).這樣使得實(shí)驗(yàn)活動(dòng)就成了一種形式上的演練，學(xué)生只能在教師既定的框框里“涂鴉”，缺乏開放性和創(chuàng)造性.

在片段二中，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者、引導(dǎo)者和合作者,在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，利用學(xué)生生活經(jīng)歷引導(dǎo)展開豐富的猜想，充分放手讓學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)，讓他們自己想辦法來(lái)驗(yàn)證自己的猜想，讓學(xué)生在自主的基礎(chǔ)上互動(dòng).遇到問(wèn)題時(shí)，教師參與，給予學(xué)生充分思考、交流的機(jī)會(huì)，使學(xué)生不僅能展示自己的想法、見解，還能通過(guò)合作交流、互動(dòng)啟發(fā)、互相吸收、互相補(bǔ)充、互相糾正，使認(rèn)識(shí)漸趨完善、深化.而不越俎代庖，用自己的實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，或?qū)W(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程指手畫腳，要求過(guò)程這樣做，那樣做.教師正確運(yùn)用遷移規(guī)律，使之能最大限度地為我們的教學(xué)服務(wù).在教學(xué)中設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)摹跋刃薪M織者”，即先于學(xué)習(xí)任務(wù)本身呈現(xiàn)的一種引導(dǎo)性材料（包括其他學(xué)生的做法及學(xué)生在生活中所感受到的、接觸到的、體驗(yàn)到的），并能清晰地認(rèn)識(shí)知識(shí)結(jié)構(gòu)中原有的觀念和新的學(xué)習(xí)內(nèi)容間的聯(lián)系，使之在學(xué)習(xí)者已知的東西與需要知識(shí)的東西之間架設(shè)一道橋梁，使其更有效地學(xué)習(xí)新知識(shí)，更多地是對(duì)問(wèn)題與方法的遷移發(fā)現(xiàn)，讓學(xué)生有進(jìn)一步探究的欲望.是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)被激活、重組、積累和提升的過(guò)程.這樣的探究活動(dòng)才富有創(chuàng)造性，才有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng).

(作者單位：安徽省廬江市第4中學(xué))

編輯/張燁

E-mail:hit790205@163.com