小豆?jié){ 大作用

摘要：人教版初中《物理》八年級教材涉及到固體壓強、液體壓強、氣體壓強和流體壓強.復習壓強教學時可圍繞豆?jié){和吸管設計實驗，學生學習時非常興奮，學生思維被激活，提高了課堂教學效果.從而將所有壓強知識連成串，編成網(wǎng)，形成完整的知識體系.進而提高學生思考問題、解決問題能力，發(fā)展了學生思維能力.

關鍵詞：壓強;豆?jié){杯;設計教學;思維能力

基金項目：湖北省教育科學規(guī)劃2017年度專項資助重點課題“信息技術(shù)環(huán)境下打造初中物理高效課堂的研究”（立項批準號：174234091）.

作者簡介：劉永樹（1973-），男，湖北十堰人，本科，中學一級教師，研究方向：初中物理實驗教學.

“壓強”人民教育出版社《物理》八年級下冊第九章內(nèi)容，壓強是物理學中的重要概念.壓強知識既是對前面所學力的作用效果的延續(xù)，又為后面學習“浮力”奠定了基礎.壓強內(nèi)容是初中物理有關力學知識的一次較大的綜合，涉及的知識點比較多，教師在設計復習課往往無從下手.筆者有幸聆聽名師田鷹的壓強復習課，借助豆?jié){和吸管這一簡易學具將壓強、液體壓強、大氣壓強和流體壓強巧妙穿插起來，從而突出教學重點、突破教學難點，使復習課不僅有趣而且高效.下面以實例來欣賞豆?jié){在“壓強”復習課中幾個應用.

1理解壓力概念

壓力概念是壓強復習課中的教學難點，為了突破教學難點.教師給每組學生分發(fā)了兩杯熱豆?jié){和多根吸管（如圖1所示）.然后教師把豆?jié){杯分別放在水平面和斜面上，讓學生作壓力示意圖.

習題1：請用力的示意圖分別畫出放置在水平桌面上（如圖2所示）和斜面上的豆?jié){杯對支撐面（如圖3所示）的壓力.

習題2：圖2中豆?jié){杯對水平桌面的壓力大小這杯豆?jié){的重力，圖3中豆?jié){杯對斜面的壓力大小這杯豆?jié){的重力.（等于、大于或小于）

教師先打開電腦希沃助手軟件，將WIFI熱點勾上，手機希沃授課助手軟件掃描電腦希沃助手二維碼，將手機與電腦連接起來.當學生完成作業(yè)后，田老師先挑選好、中、差學生的作業(yè)，用手機拍照上傳，學生作業(yè)展示到電子白板上，在白板上對作業(yè)進行放大.最后讓學生質(zhì)疑、釋疑，利用畫筆反復的在原圖上進行標注更正，教師進行點評.學生最終總結(jié)出壓力是垂直于受壓面的彈力，壓力的方向指向受壓物體，壓力的作用點在受力面上，壓力大小與物體的重力沒有關系.特殊情況下，即當物體在水平面上靜止時，物體對水平面的壓力大小才等于物體的重力，尋找壓力大小一定要對物體進行受力分析.學生通過做題、交流、討論、總結(jié)，就明白了壓力概念的內(nèi)涵和外延，達到內(nèi)化知識的目的.

2探究影響固體壓強大小的因素

壓強是材料力學、熱力學中的核心概念，全日制《義務教育物理課程標準（2011版）》中屬于理解層次的內(nèi)容要求只有四條，壓強是其中一條，可見壓強在初中物理課程中占有重要地位.

復習課中怎樣讓學生理解壓強，怎樣合理把握理解的程度呢？田教師是這樣設計教學的，先讓學生利用豆?jié){杯和兩根吸管（如圖4所示）做固體壓強實驗.學生設計的實驗方案是這樣的，分別選吸管的尖端（如圖4a所示）和平端（如圖4b所示），用同樣大小的力去刺杯蓋.尖端容易刺穿杯蓋，平端沒刺穿杯蓋;只選吸管的平端去刺杯蓋，用大些力可以刺穿杯蓋，用小些力沒有刺穿杯蓋.說明壓強大小既與受力面積有關，還與壓力大小有關.在受力面積一定時，壓力越大，壓強越大;在壓力大小一定時，受力面積越小，壓強越大.這樣就可引出壓強的概念，壓強是壓力與受力面積比值.

當學生吃透壓強概念后，田教師再讓學生針對具體問題計算，當飲料杯上的塑料封口膜只能承受3×106Pa的壓強，A吸管的尖端面積為0.008cm2，那么至少需要多大的力才能將A吸管插入到飲料杯中？

以上兩個步驟的教學，說明物理來源于生活，又高于生活.學生們明白了壓強是衡量力改變物體形變程度大小，壓強越大，說明物體的形變程度也越大.當外界的壓強大于物體能承受的最大壓強，物體會損壞.因此建筑物不能無限加高，也是這個道理，學習物理知識對解決生活中的問題有著重要的意義.

3分析壓強和壓力大小的計算方法

由于固體和液體的壓強、壓力是歷年中考必考的知識，所以成為壓強復習課教學的重點知識.田教師先將豆?jié){杯分別正立（如圖5所示）和倒立（如圖6所示）放置水平桌面上，讓學生思考兩道習題.習題1的內(nèi)容是：豆?jié){杯正立時對桌面的壓力和壓強為F甲、P甲，倒置時它對桌面的壓力和壓強為F乙、P乙.則F甲F乙;P甲P乙（選填 “>”“=”“<”）.習題2的內(nèi)容是：甲圖中杯內(nèi)豆?jié){對杯底的壓力和壓強為F甲′、P甲′，圖乙中杯內(nèi)豆?jié){對杯底的壓力和壓強為F乙′、P乙′，則F甲′ F乙′;P甲′P乙′（選填 “>”“=”“<”）.

田老師再先讓學生在小組內(nèi)交流、討論，形成一致意見后，再選舉代表進行展示.其他小組學生可以質(zhì)疑、補充.經(jīng)過這個環(huán)節(jié)的爭辯，學生形成統(tǒng)一意見，求解壓力和壓強的問題，一定要分清求解的是固體壓強、液體壓強還是大氣壓強的問題，因為固、液、氣不同狀態(tài)的物質(zhì)其壓力和壓強的特點是不一樣，求解的方法、選擇的公式也會不同，固體的壓強一般先分析壓力后分析受力面積，運用P=FS求解.液體的壓強尋找液體的深度，再運用液體壓強P=ρgh求解.由于液體對杯底的壓力大小不一定等于液體重力的大小，所以求解液體對容器底的壓力時，先要運用P=ρgh求液體對容器底的壓強，再運用F=PS求壓力.

為了鞏固所學的知識，方便查漏補缺.田老師將豆?jié){放在木塊上，創(chuàng)設問題情境：如圖7所示，一個邊長為10cm，重4N的正方體木塊，放置于1m2的水平桌面上.將重2N的豆?jié){倒入一個瓶中，瓶重1N，底面積為60cm2，豆?jié){的深度為5cm，將瓶放在木塊上.求（取g=10N/kg）：（1）豆?jié){對瓶底的壓強;（2）木塊對桌面的壓強.

當學生完成作業(yè)后，田教師利用手機希沃授課助手，分小組對學生作業(yè)拍照上傳，在電子白板進行展示，再質(zhì)疑、釋疑、批注.經(jīng)過此環(huán)節(jié)訓練，教師給學生搭建了很好的學習交流平臺，學生也掌握了本節(jié)課教學的重點內(nèi)容.教師不僅出色完成教學任務，而且學生感覺到復習課也是新穎有趣的.

4探究影響大氣壓強大小的因素

在物理《教師教學用書》中對大氣壓強是這樣說明的，體驗大氣壓強的存在是教學的重點內(nèi)容，教學中要通過現(xiàn)象分析或進行有趣的實驗，加深學生對大氣壓強存在的認識，使他們確信大氣壓強是真實存在的.

田教師先讓學生觀察上課時發(fā)的另一杯被密封熱騰騰的豆?jié){冷卻后，你看到什么現(xiàn)象？如果用吸管扎一個孔后又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？并讓學生回答：（1）冷卻時，杯中豆?jié){上方密閉氣體的溫度變，壓強變，外界的大氣壓杯內(nèi)的氣體壓強（選填 “大于”“等于”“小于”），所以將杯子壓癟了.（2）小孔的作用是使得杯內(nèi)氣壓外界大氣壓（選填 “大于”“等于”“小于”）.（3）能否利用杯中的豆?jié){，你還可以制造出判斷壓強的裝置？

學生通過觀察，很快發(fā)現(xiàn)豆?jié){杯變癟了.原因是當溫度降低后，導致杯內(nèi)氣體密度變小，氣體的壓強也變小，外界大氣壓大于杯內(nèi)氣體壓強，所以豆?jié){杯變癟了，說明大氣壓強與氣體的密度有關.扎小孔后，杯內(nèi)氣體與大氣相通，兩者壓強相等，豆?jié){杯又恢復原狀.我們可利用杯中的豆?jié){制成“土氣壓計”.方法是在豆?jié){杯中插上吸管，再向杯內(nèi)吹少量氣體，使吸管內(nèi)的豆?jié){高于杯中豆?jié){液面.拿著杯底從一樓到五樓，吸管內(nèi)豆?jié){液面上升，說明大氣壓強隨著高度的增加而減小.用豆?jié){杯來設置教學情境，不僅讓學生積極回顧大氣壓強的知識，還發(fā)展了學生的創(chuàng)新能力.

5探究流體壓強與流速的關系

在物理《教師教學用書》中是這樣說明的，液體壓強與流速的關系，是對液體壓強和氣體壓強特點的拓展，教學的重點是液體壓強與流速的關系，難點是利用流體壓強與流速的關系解釋相關的現(xiàn)象.

為了能圓滿地完成教學任務，田老師提出問題，如何可以讓豆?jié){杯中的豆?jié){（如圖8所示）上升到吸管中，除了用嘴吸，還可以用什么方法呢？一位學生通過積極思考后，認為還可以用另一根吸管對著豆?jié){中的吸管用力吹氣，也能將豆?jié){吸起來，并親自用實驗做了示范.另一位學生對此現(xiàn)象進行了解釋，吹氣后，會使在豆?jié){中吸管上部氣體流速變快，小于大氣壓強，在大氣壓的作用下，豆?jié){就沿著吸管上升（如圖9所示），這樣就相當于豆?jié){被吸起來了.

之后，田老師運用數(shù)字化實驗器材演示流體壓強與流速的關系.如圖10甲所示，三個直徑不同的塑料管a、b、c連接在一起（a管直徑最大，c管直徑最?。缓笈c抽氣機相通.當抽氣機抽氣時，將三個氣體壓強傳感器分別放入管內(nèi)，將傳感器與計算機相連，從計算機上就可以讀出三個位置氣體的壓強值.顯示器所顯示的“壓強——時間”圖像如圖10乙所示.并讓學生猜想，最下面一條曲線對應的塑料管是（）

A.a管B.b管C.c管D.可能是a管，可能是c管

面對新鮮事物，學生興趣盎然，都想探個究竟.田老師因勢利導，讓學生親自動手操作，觀察電腦屏幕上顯示的圖像，并用希沃助手，將學生操作過程展示到電子白板上，滿足其他學生的好奇心.

6結(jié)束語

麥克斯韋講過：“一項演示實驗使用的材料越簡單，學生就越熟悉，就越想徹底地獲得所驗證的結(jié)果，這種實驗的教育價值往往與儀器復雜程度成反比.”我國物理學家朱正元也倡導 “壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”.縱觀本節(jié)課，田老師利用生活中常見豆?jié){和吸管進行教學，不僅激發(fā)了學生學習興趣，而且將學生的注意力牢牢吸收到課堂上，使得復習課上師生面貌煥然一新，小豆?jié){竟蘊藏著教學大智慧.再加上能夠合理運用現(xiàn)代教學理念，大膽使用自主學習、小組合作學習、探究性學習等多種學習方式.還多次借助希沃助手對學生作業(yè)進行投影，并將數(shù)字化實驗器材運用到課堂教學中，讓學生交流、質(zhì)疑、釋疑，自主構(gòu)建知識體系.通過物理習題，讓學生運用所學知識解決實際問題，提高了學生思維水平.本節(jié)課的教學實踐告訴我們，只要合理利用生活中的簡單器材，整合教學資源編制出優(yōu)質(zhì)導學案，給學生提供一個表演的好劇本，就能發(fā)揮出意料不到的課堂效果，使物理課的教學充滿智趣.

參考文獻：

[1]物理課程教材研究開發(fā)中心.教師教學用書（八年級下冊）[M].北京：人民教育出版社，2012.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.