創(chuàng)造技法在《壓強》教學設計中的應用

孟浩　彭小月

摘要：以《壓強》的教學設計為例，提出了創(chuàng)造技法應用于物理探究的思路和策略，并對該設計思路進行了剖析。關鍵詞：壓強；創(chuàng)造技法；教學設計；應用中圖分類號：G633.7

文獻標識碼：A

文章編號：1003-6148（2014）5（S）-0070-4

[課題]人教版初中物理八年級§9—1《壓強》

[課時]1課時

[相關課程標準]

通過實驗，理解壓強。知道日常生活中增大和減小壓強的方法。

[教材與學情分析]

壓強是自然科學的重要概念，在科學技術(shù)和生產(chǎn)中都經(jīng)常用到。本節(jié)內(nèi)容著重學習的是固體的壓強，它是在學生學習了力及力的三要素、力的作用效果、重力、摩擦力的基礎上編排的，所以學生已經(jīng)具有力的初步知識和受力分析能力。學生雖然對壓力有一定的感性認識，但對壓強概念還很陌生，平時對改變物體形變的原因一直誤認為是由壓力大小決定的，而且這已成為了許多學生的思維定勢。因此，在教學中需要引導學生通過科學探究來建立壓強概念，能區(qū)別壓強和壓力。壓強是全章的基礎，也是學生學好液體壓強和大氣壓強的重要保證。因此，搞好壓強的教學是抓好本章教學的關鍵。

[教學目標]

1.能通過實驗，探究壓力的作用效果跟壓力的大小和受力面積的關系。

2.能描述壓強概念的建立過程。能熟練寫出壓強公式、單位，并能用壓強公式進行簡單計算。

3.會應用壓強公式分析增大或減小壓強的具體方法，并能解釋與壓強有關的物理現(xiàn)象。

[教學重點]

探究影響壓力作用效果的因素：理解壓強的概念。

[教學難點]

壓強概念的形成。

[評價設計]

1.利用組合法、擴展用途法和轉(zhuǎn)換法，自主選擇器材探究實驗，檢測目標1的達成。

2.運用類比法建立壓強的概念。學習壓強的公式、單位，并通過例題解答等活動，檢測目標2的達成。

3.通過觀看視頻和親身體驗等活動。檢測目標3的達成。

[教具]

演示用：木板（2塊相同）、圖釘（1盒有尖，1盒無尖）、杌子、報紙、磚。

學生分組用：氣球、鉛筆、海綿、玉米面、壓力小桌、鉤碼、貼有透明刻度的玻璃杯、礦泉水瓶（內(nèi)盛水）、盛水的燒杯。

[教學過程]

一、創(chuàng)設情境，建立壓力概念

播放優(yōu)美的校園歌曲《腳印》并展示漂亮的雪景圖片。最后畫面保留“雪地兩個深深的腳印”的圖片。這首歌的歌詞不僅寓意深刻，同時也包含著物理知識。根據(jù)歌詞和圖片，同學們能提出什么樣的物理問題呢？

學生交流討論。

教師引導學生根據(jù)以前學過的知識解答提出的問題，引出壓力的概念。

（在上課伊始，筆者運用頭腦風暴法，通過學生觀察、比較生活中“腳印”現(xiàn)象，使學生了解了人對地面有壓力的作用，腳印是壓力的作用效果，腳印的深淺不同是因為壓力的作用效果不同。同時也為下一步學生猜想和實驗設計作了鋪墊。）

投影圖片展示（圖1）。

師生交流分析不同物體對不同支撐面的壓力，教師在黑板上畫出支撐面受到的壓力。

總結(jié)：壓力是垂直作用在物體表面上的力。

思考討論：壓力與重力的區(qū)別是什么？

引導學生分析：有時壓力是由重力引起的，如放在水平面上的物體對水平面的壓力。有時壓力與重力無關，如向墻里按圖釘時，釘尖對墻的壓力來自手對釘帽的壓力，與圖釘?shù)闹亓o關。

（在壓力的建立過程中，多媒體展示有代表性的壓力實例。從中對比觀察出它們的共同特征。這運用了創(chuàng)造學中異中求同的比較法。然后進一步運用比較法，分析壓力與重力的差別，使學生認識到不是所有的壓力都是由重力引起的，以此加深學生對壓力概念的理解。）

二、學生按圖釘競賽

任務要求：一個大個子男生和一個小個子女生，在30s內(nèi)，往相同的木板上按圖釘，誰按進木板的圖釘數(shù)目多，誰就是冠軍。

先讓學生猜想，很多學生會說大個子會贏。

比賽開始，大屏幕開始倒計時。

比賽結(jié)果，小個子女生獲得了勝利。

投影揭示謎底：大個子男生用的圖釘尖都被剪掉了。

比賽結(jié)果說明了什么？我們的猜想是否正確，怎樣才能判斷？

（在此競賽活動中，筆者運用了突破定勢法，打破常規(guī)。引發(fā)認知上的沖突。提高了學生的參與興趣，引發(fā)了學生的科學探究欲望，鍛煉了學生的創(chuàng)造力。然后，采用設問法引出了下一步要探究的問題。）

三、探究影響壓力作用效果的因素

1.提出問題

壓力的作用效果到底與哪些因素有關？下面我們就來共同探討這個問題。

2.猜想與假設

請同學表述自己的猜想，并試著敘述猜想的理由。

3.設計實驗

問：現(xiàn)在要探究壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的關系。怎樣來設計實驗呢？

先請同學們觀察實驗桌上的器材：

氣球、鉛筆、海綿、玉米面、壓力小桌、鉤碼、貼有透明刻度的玻璃杯、礦泉水瓶（內(nèi)盛水）、盛水的燒杯。

請同學們從中選擇某些器材，設計實驗方案。

同時提醒學生注意：（1）在多個因素影響物理量變更時，應采取什么樣的研究方法？（2）怎樣改變壓力和接觸面積的大?。浚?）怎樣比較壓力的作用效果？

學生以小組為單位，設計實驗方案，教師巡視指導。

請各小組選擇自己的設計方法和思路，師生共同評議，完善實驗方案。

4.進行實驗

請各小組選擇自己最容易接受的方案完成實驗。

學生進行實驗，教師巡視指導。

5.歸納得出結(jié)論

學生先以小組為單位，針對自己的實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)論。然后請某一小組展示其實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，進行分析并得出結(jié)論，其他小組補充。師生共同評議得出結(jié)論并投影展示。

6.評估與交流

（1）小組討論：自己的實驗設計是否合理？有沒有需要改進的地方？操作中是否有誤？得出的結(jié)論是否可靠？

（2）小組展示自己的意見和看法，教師給予點評。

（3）分析：小小的蚊子能輕而易舉用口器把皮膚刺破。重重的駱駝卻不會陷入沙中，這是為什么？

（課本上只用壓力小桌、海綿探究“影響壓力作用效果的因素”，若直接按課本去做實驗。不利于學生思維的發(fā)展和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，違背了新課標關于“注重科學探究”的教學理念，同時學生對“影響壓力作用效果的因素”認識淺顯，理解不深刻。為此，采取了創(chuàng)造發(fā)明中的組合法、擴展用途法和轉(zhuǎn)換法，通過學生的設計、操作，使學生自覺主動地去發(fā)掘知識。

愛因斯坦曾說：“我認為，一個為了更經(jīng)濟的滿足人類需要而找出已知裝備的新的組合的人就是發(fā)明家?！薄Ｒ虼?，筆者首先給學生提供了大量的生活用品，請學生從中選擇器材，從多角度、多用途方面進行組合設計。訓練學生選取器材的能力。緊接著，通過三個思考問題，引導學生設計實驗方案。笛卡爾說：“最有價值的知識，是關于方法的知識?！薄６谶@一教學環(huán)節(jié)，恰好有使學生進一步體會控制變量和轉(zhuǎn)換的研究方法，能使學生有學習科學研究方法的意識。最后，通過學生自主探究，提高了學生的實驗技能，養(yǎng)成了以事實為依據(jù)的習慣，同時也鍛煉了學生的合作能力、交流討論能力和評估能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。）

四、壓強

剛才比賽中獲得第二名的大個子男生。你明白失利的道理了嗎？該如何公正的比較兩位同學壓力的作用效果呢？

答：比較相同面積上受到的壓力。

物理學中就是采用這種方法表示壓力作用效果的，我們把這個物理量叫做壓強。

什么是壓強呢？

首先。請學生回憶如何比較物體運動的快慢，如何定義速度的？

然后討論：如何定義壓強呢？

引導學生得出壓強的定義后：

（1）請學生自主閱讀課本30-31頁壓強部分內(nèi)容并完成下列表格（表1）。

學生自學交流后進行點評，以表揚鼓勵為主。

（2）簡介帕斯卡

布萊士·帕斯卡是法國著名的數(shù)學家、物理學家、哲學家和散文家，在物理學方面作出的突出貢獻是于1653年首次提出了著名的帕斯卡定律，應用這個定律制造的各式各樣的液壓機械，為人類創(chuàng)造了無數(shù)的奇跡。

同時鼓勵學生在以后的學習中不斷地創(chuàng)造奇跡，給老師和學校更多的驚喜。

（3）例題

水平桌面上放一本書，書所受的重力3N，與桌面的接觸面積約5x10^-2m²。計算書對桌面的壓強？

學生獨立解答后交流，師強調(diào)：因為書在水平桌面上，所以F=G。

（學生需要的不僅僅是端上桌的“美味”，自己親身勞作而獲得的“收成”才更被珍惜，也才能品出豐富的滋味。因此，關于壓強的定義，筆者把“定義權(quán)”交給學生。組織學生進行短時討論。類比以往類似的物理量——速度的定義，學生自己總結(jié)出壓強的定義。讓學生進一步體會了比值定義法這一科學方法。同時，筆者在語言上也關注了學生的內(nèi)心體驗。如：“定義一出。我們就從剛才的物理學習者升級到物理專業(yè)工作者了。”）

五、演示實驗：磚壓報紙

將一杌子倒放，在四腳上糊一張報紙。然后將一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在報紙上。請學生觀察磚平放、側(cè)放、豎放時對紙面的作用效果。

當磚由平放改為側(cè)放時。報紙下凹得更厲害了，改為豎放時，“啪”的一聲，紙破磚落。學生驚呼。

（這一環(huán)節(jié)的設置，使學生深刻感受到了壓力一定時。受力面積變化時對壓力作用效果的影響，隨著紙破磚落，教學氣氛達到了高潮。同時，也使學生認識到物體所能承受的壓強是有一定限度的，超過這個限度，物體就會損壞，起到了承上啟下的作用。）

六、怎樣減小或增大壓強

1.增大和減小壓強的方法

生活中有時要減小壓強，有時要增大壓強。請學生結(jié)合實例具體談一談。

2.投影視頻資源

3.歸納并投影減小和增大壓強的方法

（1）減小壓強的方法：

①F一定。增大5：

②S一定，減小F；

③增大S，同時減小F。

（2）增大壓強的方法

①F一定，減小S；

②S一定，增大F；

③減小S同時增大F。

4.小游戲

比一比看哪組同學的反應最快，最有創(chuàng)意？

請每一小組選一位同學“起立”參加游戲，提醒學生按教師的口令去做。

教師喊：“立正，聽清口令：迅速增大你對地面的壓強”。

學生會有的金雞獨立、有的踮起了腳尖、有的拿起書、有的抱起了凳子……

5.討論分析

投影新聞材料：

在北方某地的一個寒冷早晨，河面上都結(jié)了層薄冰，一位小孩不小心滑到河中央壓破薄冰而掉入冰窟窿里，很多人看見了都圍過來，距小孩一定距離就不敢再靠近去救小孩，有人說“快找些木板來”……就在此時，一個大學生模樣的小伙子迅速跑了過來。在距小孩一定距離時。趕緊趴下身，爬著過去，終于把小孩救起，大家都向他投去敬佩的目光，有的夸他不愧是有知識的人

請問：

（1）小孩為什么會壓破薄冰掉到冰窟窿里？

（2）為什么很多人到一定距離就不敢再靠近？

（3）有人叫：快找些木板來，有沒有道理？

（4）小伙子后來為什么是爬過去，而不迅速跑過去？

（5）大型的載重汽車為什么要裝很多的車輪？汽車在公路上行駛為什么要限制超載（重）？

（學生用探究出的規(guī)律去解決生活中“怎樣減小和增大壓強”的問題，使學生在學習過程中的體驗和感悟進一步升華，有利于學生自信感的提升，也充分體現(xiàn)了教學起于生活顯于課堂終于生活的思想。）

七、課堂小結(jié)

學到了什么？有什么收獲或啟發(fā)？

[教學設計思想]

1.教學設計以探究為基礎

通過討論交流、合作展示、實施合作學習，讓學生在合作中感受智慧，在探究中獲得體驗，體驗探究的樂趣、過程的曲折、成功的樂趣。

2.采取了組合、擴展用途、轉(zhuǎn)換、類比等多種創(chuàng)造技法。

鍛煉了學生的創(chuàng)造能力，營造了快樂智慧的課堂。

3.教學過程中注重培養(yǎng)學生

教學中讓學生養(yǎng)成關注生活中物理現(xiàn)象的好習慣，用所學知識解決生產(chǎn)、生活中的實際問題，即“學以致用”的好習慣。體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。

4.教學活動過程與即時評價有機整合

整個教學過程體現(xiàn)了目標一教學一評價的一致性。是基于課程標準教學的設計。

（欄目編輯

鄧磊）