《壓強(qiáng)》教學(xué)設(shè)計

摘要：筆者根據(jù)新課程的相關(guān)理念就《壓強(qiáng)》這一節(jié)給出了自己的教學(xué)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：壓力；壓力的作用效果；壓強(qiáng)；探究實驗；STS精神

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148(2011)5(S)-0027-4

筆者近期參加了西南大學(xué)第二屆師范生講課技能比賽，就上海科技出版社《物理（8年級）》第八章第一節(jié)《壓強(qiáng)》設(shè)計了一堂課，并根據(jù)自己的理解對教學(xué)各環(huán)節(jié)和探究實驗部分進(jìn)行了自己的修改，整個教學(xué)設(shè)計貫徹了自己對新課改理念的理解及對課堂有效教學(xué)的思考。以下是筆者的設(shè)計過程。

1 課程標(biāo)準(zhǔn)要求

（1）通過實驗探究，學(xué)習(xí)壓強(qiáng)的概念。

（2）知道增大和減小壓強(qiáng)的方法。

2 教學(xué)設(shè)計思想

2.1 教材分析

本章的知識核心是壓強(qiáng)，而滬科版教材在本節(jié)課設(shè)計上有如下特點：

(1)從學(xué)生感興趣或熟悉的現(xiàn)象入手，將學(xué)生帶入學(xué)習(xí)的情景中。

(2)本節(jié)的主要知識點是通過實驗探究得出結(jié)論的，這有利于學(xué)生進(jìn)一步熟悉探究性學(xué)習(xí)方法，提高創(chuàng)造能力和自學(xué)能力。

(3)怎樣減小或增大壓強(qiáng)是這節(jié)課中最能體現(xiàn)從生活走向物理、從物理走向社會的內(nèi)容，對于培養(yǎng)學(xué)生的STS精神是非常有益的。

2.2 學(xué)情分析

學(xué)生在日常生活中經(jīng)常用不同的方法改變壓力的作用效果（如鉛筆刀鈍了就磨一磨，在墻上釘圖釘時要用力才行），但學(xué)生對壓強(qiáng)的概念卻很陌生，學(xué)生較易理解壓力的大小對壓力作用效果的影響，但對受力面積大小與壓力效果之間的關(guān)系卻并不清楚。教科書的實驗探究過程，對學(xué)生理解壓強(qiáng)的概念是非常重要的，由此再引出壓強(qiáng)的定義和計算公式就是水道渠成的事了。

2.3 教學(xué)理念

(1)注重以問題為先導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生在問題的探究中學(xué)習(xí)物理知識。

(2)注重從生活走向物理，從物理走向社會。

(3)強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生在探究、合作交流中學(xué)習(xí)。

3 三維教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識與技能

(1)知道壓力的概念和壓力垂直于受力面。

(2)知道壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關(guān)。

(3)知道壓強(qiáng)的概念和壓強(qiáng)公式中各個物理量的名稱、單位及符號。

(4)了解增大和減小壓強(qiáng)的主要方法。

3.2 過程與方法

(1)觀察生活中與壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象，了解對比是提高物理思維的基本方法。

(2)實驗探究壓力作用效果與什么因素有關(guān)，初步學(xué)習(xí)使用“控制變量法”。

(3)了解改變壓強(qiáng)的實際意義和改變壓強(qiáng)大小的基本方法。

3.3 情感態(tài)度與價值觀

(1)關(guān)心生活和自然現(xiàn)象中有關(guān)壓強(qiáng)的現(xiàn)象，樂于用壓強(qiáng)知識解釋生活中的具體問題。

(2)養(yǎng)成尊重客觀事實、實事求是的科學(xué)態(tài)度。

4 對科學(xué)探究能力的要求

(1)能初步描述實驗有關(guān)信息。

(2)能對收集的信息進(jìn)行簡單的比較。

(3)能進(jìn)行簡單的因果推理。

(4)經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實驗中歸納科學(xué)規(guī)律的過程。

(5)嘗試對探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋。

(6)認(rèn)識到分析論證在科學(xué)探究中必不可少。

5 教學(xué)重難點

5.1 教學(xué)重點

探究“壓力的作用效果與什么因素有關(guān)”。

5.2 教學(xué)難點

探究實驗的導(dǎo)入及壓強(qiáng)公式的導(dǎo)出過程。

6 教學(xué)方法及教學(xué)器材

6.1 教學(xué)方法

(1)啟發(fā)式教學(xué)法。(2)探究法。(3)比較法。

6.2 教學(xué)器材

作圖三角尺，鉛筆，塑料金魚缸，氣球，粉筆盒，形狀大小及材料均相同的兩塊海綿，形狀大小及質(zhì)量均相同的磚塊兩塊，如圖1。

圖1 教學(xué)器材實物圖

7 教學(xué)流程圖

8 教學(xué)過程

8.1 引入新課

師：上課前，我們先來觀看一段視頻（多媒體演示），這是老師去年冬天在北京滑雪時拍的。

師：（展示對比照片）當(dāng)老師在雪地中步行時，腳很容易陷入雪地；但當(dāng)老師踏著滑雪板在雪地上滑行時，卻沒有這樣的苦惱。這究竟是為什么呢？帶著這樣的疑問，我們進(jìn)入今天的學(xué)習(xí)。

（教學(xué)說明：“導(dǎo)入”中注重“從生活走向物理”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。）

8.2 知識鋪墊

師：在第五章中我們學(xué)到：由于地球?qū)ζ涓浇矬w的吸引而產(chǎn)生的——重力；一個物體在另一個物體表面滑動時產(chǎn)生的阻礙其相對運動的力——摩擦力；在上一章我們還學(xué)到：液體和氣體對浸在其中物體有向上的托力——浮力。老師的滑雪板對雪地同樣有力的作用。

（教學(xué)說明：重視知識的復(fù)習(xí)和理論體系的構(gòu)建。）

（1）壓力的概念。

師：物理上規(guī)定：“垂直作用在物體表面上的力叫壓力”，關(guān)鍵詞“垂直作用”、“物體表面”。

（2）問題引入。

師：有同學(xué)認(rèn)為“壓力就是重力”；有同學(xué)說“不對，物體表面可能是斜面，所以壓力是重力的一個分力”。大家相互討論一下，看這兩種說法對不對，如果不對，錯在哪里？（學(xué)生討論，教師在黑板上用三角尺作圖5）

學(xué)生討論的結(jié)論可能不同，教師引導(dǎo)學(xué)生從以下三個方面進(jìn)行比較：

由此得到:壓力和重力是兩個不同性質(zhì)的力。

（教學(xué)說明：對概念的深入理解，通過比較認(rèn)識到壓力與其他力性質(zhì)上的不同。）

師:所以如果說“壓力等于重力”，其實是說它們在數(shù)值上大小是相等的，但前提條件是什么呢？

生：支持面為水平面。

8.3 探究與發(fā)現(xiàn)

(1)認(rèn)識影響壓力作用效果的因素。

師：（再次展示兩張對比照片）相同壓力作用下，壓力的作用效果卻明顯不同。那么，壓力的作用效果會與哪些因素有關(guān)呢？

探究：壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？

猜想：借助鉛筆進(jìn)行，教師加以引導(dǎo)。輕微用力，筆尖和筆頭給手指帶來的疼痛感不一樣：與受力面積S有關(guān)；稍微用點力，會有明顯的疼痛感：與壓力大小F有關(guān)。

（教學(xué)說明：學(xué)生可能有不同的猜想，如鉛筆大小，作用部位等，教師引導(dǎo)得到上述兩點結(jié)論。）

實驗驗證：

（教學(xué)說明：本堂課對學(xué)生探究能力培養(yǎng)的側(cè)重點不同，應(yīng)由教師進(jìn)行演示。）

1)有F、S兩個變量，如何處理？教師演示過程中學(xué)生觀察什么？

師：第二章學(xué)習(xí)“快與慢”，有公式：v=s/t。我們研究了速度v與路程s和時間t的關(guān)系：先保持s不變，研究v與t之間的關(guān)系；再保持t不變，研究v與s之間的關(guān)系。這種研究方法是？

生：控制變量法。

（教學(xué)說明：結(jié)合以前的實驗，讓學(xué)生回憶起“控制變量法”。）

師：我們知道力的作用效果可以改變物體的運動狀態(tài)，還可以？

生：使物體發(fā)生形變。

師：下面我們就用控制變量法進(jìn)行演示實驗，請同學(xué)們要注意觀察受力物發(fā)生的形變。

2)演示實驗：

A.器材：罩有氣球膜的塑料魚缸，粉筆盒。

步驟：

ⅰ.介紹演示實驗儀器。

ⅱ.在氣球膜上放上粉筆盒，學(xué)生觀察氣球膜的變化；向粉筆盒上施加壓力，學(xué)生觀察氣球膜的變化（如圖3）。

ⅲ.學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，填寫手中的實驗探究表，歸納出結(jié)論一：當(dāng)受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。

B.器材：形狀大小及材料均相同的兩塊海綿，形狀大小及質(zhì)量均相同的兩塊磚塊。

步驟：

ⅰ.介紹演示實驗儀器。

ⅱ.將兩塊磚塊分別平放和豎放在海綿上，學(xué)生觀察海綿的變化（如圖4）；

ⅲ.學(xué)生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，填寫手中的實驗探究表，并歸納出結(jié)論二：當(dāng)壓力大小一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。

C.討論與分享：學(xué)生將自己的觀察過程中的思考和結(jié)果與班上同學(xué)交流。

實驗結(jié)論：

壓力作用效果與壓力的大小和受力面積有關(guān)。當(dāng)受力面積一定時，壓力越大，作用效果越明顯；當(dāng)壓力大小一定時，受力面積越小，作用效果越明顯。

師：那么，我們?nèi)绾伪容^壓力的作用效果呢？

圖3 實驗A操作圖

圖4 實驗B操作圖

(2)認(rèn)識壓強(qiáng)。

師：物理上，我們比較單位面積上受到的壓力的大小，即壓強(qiáng)。公式：P=F/S。

師：壓力的單位是？

生：牛頓。

師：面積的單位是？

生：平方米。

師：那壓強(qiáng)的單位就應(yīng)該是？

生：牛每平方米！

師：為了紀(jì)念法國物理學(xué)家帕斯卡在測量大氣壓強(qiáng)上做出的貢獻(xiàn)，物理上規(guī)定壓強(qiáng)的單位為帕斯卡，簡稱帕，符號為Pa，1帕就等于1牛每平方米。

（教學(xué)說明：在課堂上滲透物理學(xué)史。）

師：1Pa其實很小，它相當(dāng)于3粒芝麻磨成粉，平鋪在1cm3，即指甲蓋大小的面積上產(chǎn)生的作用效果。所以，實際生活中常用百帕、千帕及兆帕這樣的單位。

（教學(xué)說明：給學(xué)生一個1Pa大小的直觀印象。）

8.4 應(yīng)用與實踐

(1)增大和減小壓強(qiáng)的方法

實際生活中，有時需要增大壓強(qiáng)，有時需要減小壓強(qiáng)。從P=F/S知，增大壓強(qiáng)，在保持受力面積不變的情況下增大壓力，或保持壓力大小不變的情況下減小受力面積；減小壓強(qiáng)，在保持受力面積不變的情況下減小壓力，或保持壓力大小不變的情況下增大受力面積。

(2)實際生活中的應(yīng)用。

師：用同樣的力切菜，為什么我們會用刀刃而不去用刀背呢？

生：壓力F一定時，減受力面積小S來增大壓強(qiáng)P，這樣更省力。

師：火車的鋼軌為什么要鋪在枕木上？

生：壓力F一定時，增大受力面積S來減小壓強(qiáng)P，這樣更安全。

（教學(xué)說明：學(xué)生對影響壓力作用效果的另一因素，壓力大小比較熟悉，因此在這里就不多舉例。）

8.5 課堂小結(jié)與課后思考與討論

(1)小明新買了一盒軟飲料，當(dāng)他準(zhǔn)備用吸管吸飲料時，吸管總是插不進(jìn)去，請你幫他想想辦法。

(2)小華背著書包在結(jié)冰的湖面上行走的時候，突然感覺到腳下的冰面即將破裂，他應(yīng)采取哪些措施方能安全地脫離險境呢？

8.6 課堂反思與總結(jié)

(1)知識上

筆者將本節(jié)課的內(nèi)容劃分成了三個部分：知識鋪墊部分是為后面的探究做準(zhǔn)備。實驗探究部分是本堂課的中心，能否順利得出猜想結(jié)論，能否通過實驗驗證猜想結(jié)論是本堂課的教學(xué)重難點。知識講解部分，充分利用探究結(jié)果，得到壓強(qiáng)的概念及公式，并會據(jù)此應(yīng)用于實際生活，體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的思想。

（2）教法上

整堂課筆者主要采用比較法、探究法和啟發(fā)式教學(xué)法進(jìn)行講授，始終明確學(xué)生才是課堂的主體，教師只是作為引導(dǎo)者幫助學(xué)生獲取知識。課堂教學(xué)過程中，筆者注意留給學(xué)生充分的思考、討論和交流的時間，并利用好課堂上新出現(xiàn)的問題作為教學(xué)材料，引導(dǎo)學(xué)生獲取有關(guān)知識、解答有關(guān)問題。

（3）學(xué)生反饋

通過后期筆者與初中八年級學(xué)生的交流，學(xué)生很容易通過本堂課的邏輯順序掌握相關(guān)知識，并且很贊同筆者的對教材內(nèi)容上的劃分和實驗探究部分所做的的調(diào)整。課后學(xué)生反映他們對于壓強(qiáng)概念有了更加深刻的理解，認(rèn)為課堂相關(guān)演示內(nèi)容簡潔明了、重點突出并生動有趣，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

9 板書設(shè)計

§8.1 . 壓 強(qiáng)

一、壓力

垂直作用在物體表面上的力叫壓力。

二、探究

F/S，v=st，“控制變量法”

三、壓強(qiáng)

P（N/m2)=F(N)S(m2)，1Pa=1N/m2

四：增大和減小壓強(qiáng)

10 課后教學(xué)反思

(一)關(guān)于壓力的概念

壓力的概念雖然不是本堂課的核心，但作為知識鋪墊，必須讓學(xué)生對什么是壓力、壓力的特點、壓力與其他力的區(qū)別有確切的認(rèn)識。

(二)關(guān)于探究實驗

筆者認(rèn)為，本節(jié)課重點在于培養(yǎng)學(xué)生猜想能力、觀察能力、合作交流能力及分析總結(jié)能力，深入了解壓強(qiáng)并進(jìn)一步認(rèn)識到“控制變量法”在中學(xué)物理實驗中的重要地位。

此外，對于探究教學(xué)，筆者還認(rèn)為，每一次探究，如果探究的九個要素都要具備，那會浪費大量時間，無法完成正常教學(xué)任務(wù)；但如果按照以前“填鴨式”的講授，那就沒法進(jìn)行新課改理念下的教學(xué)了。因此，筆者認(rèn)為教師們每學(xué)期、每學(xué)年甚至每帶一個班級，都要進(jìn)行提前的規(guī)劃，將教材內(nèi)容進(jìn)行劃分，哪些內(nèi)容用來訓(xùn)練學(xué)生哪種探究能力，都要做到心中有數(shù)，遇到突發(fā)情況再做臨時調(diào)整。這樣不僅保證了正常的教學(xué)進(jìn)度，也培養(yǎng)了學(xué)生探究能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］廖伯琴. 壓強(qiáng).《物理（8年級）》.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001，08：136.

［2］吳惟粵.壓強(qiáng).《初中新課程物理優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計與案例》.廣東高等教育出版社，2005，12:124.

(欄目編輯李富強(qiáng))

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文