壓強概念的建立及其過程中對思維的培養(yǎng)

孫莉

（沈陽市第七中學(xué) 遼寧沈陽 110014）

壓強概念的建立及其過程中對思維的培養(yǎng)

孫莉

（沈陽市第七中學(xué) 遼寧沈陽 110014）

物理概念的建立以及概念建立過程中對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，一直是初中物理教學(xué)中的重點問題，也是焦點問題。下面以《壓強》概念的建立為例，來談?wù)勗诟拍罱⑦^程中對學(xué)生思維的培養(yǎng).

壓強 教學(xué) 概念 反思

一、壓強概念的建立

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計總體上分為三個環(huán)節(jié)：

1.創(chuàng)設(shè)概念建立的背景

豐富的感性認識是概念建立的基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生尋找身邊的感性素材——第一類是壓力很大，壓力的效果不一定明顯。如：胸口碎大石、穿著滑雪板的人等。另一類是壓力不大但壓力的效果很明顯。如蚊子、螢火蟲、蟬等,它們的口器能夠用不大的壓力產(chǎn)生明顯的效果。

如圖2，讓學(xué)生親自經(jīng)歷：用兩只手的手指抵住鉛筆的兩端（一端尖另一端粗），感受兩手指的疼痛感覺。兩只手抵住氣球，左手用手掌，右手用手指，觀察氣球的形變程度。喚起學(xué)生已有的感性認識，并發(fā)現(xiàn)單純的壓力大小不能準確

的表達壓力效果，因而需要建立一個新的物理量來科學(xué)的表示壓力的效果。為壓強概念的建立奠定豐富的感性認識基礎(chǔ)，并挖掘其中蘊含著轉(zhuǎn)換法的科學(xué)方法。

2.概念建立的過程

①通過實驗探究壓力的效果與哪些因素有關(guān)，通過一系列問題的探究過程讓學(xué)生的思維不斷深入：

問題一：怎樣表示壓力的效果？引導(dǎo)學(xué)生觀察利用受壓表面的凹陷程度這一轉(zhuǎn)換的科學(xué)方法；

問題二：猜想壓力的效果與哪些因素有關(guān)，怎樣分別展開實驗？引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量的思維方法。見圖3。

②學(xué)生經(jīng)歷實驗后，利用實驗的探究結(jié)果解決實際問題。這樣通過一系列問題引發(fā)學(xué)生不斷深入思考，模擬像科學(xué)家一樣經(jīng)歷概念建立的過程：

問題一：受力面積均為S=2m2，兩個物體對地面的壓力分別為F1=200N F2=100N，哪個對地面的壓強大？

問題二：壓力均為F=200N，兩個物體與地面接觸面積分別為S1=2m2S2=3m2，哪個對地面的壓強大？

學(xué)生利用前面的實驗結(jié)果能順利找出解決問題的方法：受力面積相同比較壓力；壓力相同比較受力面積。

教師給予學(xué)生肯定的同時進一步提出：

問題三：F1=80N，F(xiàn)2=90N，S1=2m2，S2=3m2的兩個物體，哪個對地面的壓強大？

這樣引發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)知識沖突，鼓勵學(xué)生尋找更具普遍性的比較壓強的方法——一部分學(xué)生會想到用通分的方法讓受力面積相等而比較壓力，或用通分的方法讓壓力相等去比較受力面積。也有學(xué)生想到比值法（這里應(yīng)經(jīng)過分析前面的實驗結(jié)論，推理出應(yīng)該用除法）。這時候?qū)W生通常會有兩套思維方式F/S或S/F。以上都蘊含了數(shù)學(xué)方法，同時繼續(xù)依賴控制變量的方法。

問題四：哪個方法是科學(xué)的反應(yīng)壓力效果的最佳方案？展開充分討論后，找到F/S是最佳的判斷壓強的方法。從而得到壓強概念的數(shù)學(xué)表達P=F/S。這樣，壓強的概念建立過程也成為了學(xué)生運用科學(xué)方法的過程，也是在學(xué)生頭腦中形成概念的過程。見圖4。

以上問題的解決過程運用了比較法，最終選出最佳方案，這一過程還用到分析、綜合、歸納的科學(xué)方法。

3.鞏固對概念的理解和認識

現(xiàn)在壓強的概念在學(xué)生頭腦中仍是抽象的語言，通過應(yīng)用知識幫助學(xué)生從抽象概念上升到具體概念，也鼓勵學(xué)生經(jīng)過思考檢查一下自己對概念的理解是否正確，即在頭腦中把抽象概念轉(zhuǎn)換為具體形象，是通過以下一連串的問題引發(fā)學(xué)生思考的：

問題一：如果我們就是歷史上最早建立了壓強概念的科學(xué)家，并且得到了壓強概念的數(shù)學(xué)表達式，接下來應(yīng)該做什么？——確定單位。在此基礎(chǔ)上介紹帕斯卡，并引導(dǎo)學(xué)生感受1Pa的大小。（聯(lián)想以前學(xué)過的赫茲、牛頓等單位想到應(yīng)找一位在這一領(lǐng)域做出杰出貢獻的科學(xué)家，將他的名字作為壓強單位，蘊含了類比的科學(xué)方法。）

問題二：鐵軌為什么要鋪枕木？大型貨車為什么裝那么多車輪？刀刃為什么要磨的鋒利？而刀把為什么做得很寬？知道小小的螢火蟲怎樣吃掉蝸牛嗎？

問題三：去超市買了好多東西，拎著很勒手，有什么解決方法嗎？

這樣壓強的概念越來越具體化了。

二、反思

（一）本課反思

我用了整整一節(jié)課來建立壓強的概念，讓學(xué)生象科學(xué)家一樣感受和經(jīng)歷了建立概念的過程，在這樣的過程中既運用了科學(xué)方法，又發(fā)展了思維能力，達到運用科學(xué)方法解決問題的過程也正是學(xué)生自己形成概念的過程。學(xué)生用自己的思維方式，去解決了這一系列問題，這個概念的形成便水到渠成，而不是被動的，不是生搬硬套的過程。這個過程一定要慢，并不斷的去回顧，循環(huán)，使學(xué)生對概念的理解不斷的螺旋式上升。

學(xué)生深刻的理解壓強的概念，會更好的理解液體壓強、大氣壓強和流體壓強。也幫助學(xué)生深刻地理解初中階段另一些比值法定義的物理概念，如密度、速度、功率等，甚至幫助學(xué)生理解高中的加速度概念。學(xué)生一旦形成這樣的思維方法，他們會運用遷移、類比的方法順利地獲得這類概念的建立方法。磨刀不誤砍柴工，從長遠看，課堂教學(xué)效率更高效了。

（二）物理概念教學(xué)的反思

大量的概念教學(xué)讓我認識到：概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑

1.物理概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力的重要途徑

物理概念建立過程中，會引入大量的感性材料，并創(chuàng)設(shè)良好的思維環(huán)境，以形成正確的物理圖象，從而為物理形象思維奠定基礎(chǔ)。物理概念建立過程中，教師會通過多種形式，將生活的圖景更換為物理圖景，將物理形象映入學(xué)生的大腦中，從而提高學(xué)生的形象思維能力。在概念建立的過程中，有利于培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成運用物理形象進行思維的習(xí)慣，從而培養(yǎng)了學(xué)生的形象思維能力。

2.物理概念教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力的重要途徑

物理學(xué)是以物理概念為基石的。在概念建立過程中，教給學(xué)生抽象思維的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。物理學(xué)中抽象思維方法主要包括分析與綜合的方法、抽象與概括的方法、歸納與演繹的方法、比較與分類的方法、科學(xué)推理的方法等。將物理抽象思維方法有選擇性的教給學(xué)生，有利于培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。

概念建立是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的重要途徑，反過來學(xué)生思維能力的提高有助于概念的建立，有助于提高概念教學(xué)的課堂效率，他們相得益彰。