创造技法在《压强》教学设计中的应用

孟浩　彭小月

摘要：以《压强》的教学设计为例，提出了创造技法应用于物理探究的思路和策略，并对该设计思路进行了剖析。关键词：压强；创造技法；教学设计；应用中图分类号：G633.7

文献标识码：A

文章编号：1003-6148（2014）5（S）-0070-4

[课题]人教版初中物理八年级§9—1《压强》

[课时]1课时

[相关课程标准]

通过实验，理解压强。知道日常生活中增大和减小压强的方法。

[教材与学情分析]

压强是自然科学的重要概念，在科学技术和生产中都经常用到。本节内容着重学习的是固体的压强，它是在学生学习了力及力的三要素、力的作用效果、重力、摩擦力的基础上编排的，所以学生已经具有力的初步知识和受力分析能力。学生虽然对压力有一定的感性认识，但对压强概念还很陌生，平时对改变物体形变的原因一直误认为是由压力大小决定的，而且这已成为了许多学生的思维定势。因此，在教学中需要引导学生通过科学探究来建立压强概念，能区别压强和压力。压强是全章的基础，也是学生学好液体压强和大气压强的重要保证。因此，搞好压强的教学是抓好本章教学的关键。

[教学目标]

1.能通过实验，探究压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的关系。

2.能描述压强概念的建立过程。能熟练写出压强公式、单位，并能用压强公式进行简单计算。

3.会应用压强公式分析增大或减小压强的具体方法，并能解释与压强有关的物理现象。

[教学重点]

探究影响压力作用效果的因素：理解压强的概念。

[教学难点]

压强概念的形成。

[评价设计]

1.利用组合法、扩展用途法和转换法，自主选择器材探究实验，检测目标1的达成。

2.运用类比法建立压强的概念。学习压强的公式、单位，并通过例题解答等活动，检测目标2的达成。

3.通过观看视频和亲身体验等活动。检测目标3的达成。

[教具]

演示用：木板（2块相同）、图钉（1盒有尖，1盒无尖）、杌子、报纸、砖。

学生分组用：气球、铅笔、海绵、玉米面、压力小桌、钩码、贴有透明刻度的玻璃杯、矿泉水瓶（内盛水）、盛水的烧杯。

[教学过程]

一、创设情境，建立压力概念

播放优美的校园歌曲《脚印》并展示漂亮的雪景图片。最后画面保留“雪地两个深深的脚印”的图片。这首歌的歌词不仅寓意深刻，同时也包含着物理知识。根据歌词和图片，同学们能提出什么样的物理问题呢？

学生交流讨论。

教师引导学生根据以前学过的知识解答提出的问题，引出压力的概念。

（在上课伊始，笔者运用头脑风暴法，通过学生观察、比较生活中“脚印”现象，使学生了解了人对地面有压力的作用，脚印是压力的作用效果，脚印的深浅不同是因为压力的作用效果不同。同时也为下一步学生猜想和实验设计作了铺垫。）

投影图片展示（图1）。

师生交流分析不同物体对不同支撑面的压力，教师在黑板上画出支撑面受到的压力。

总结：压力是垂直作用在物体表面上的力。

思考讨论：压力与重力的区别是什么？

引导学生分析：有时压力是由重力引起的，如放在水平面上的物体对水平面的压力。有时压力与重力无关，如向墙里按图钉时，钉尖对墙的压力来自手对钉帽的压力，与图钉的重力无关。

（在压力的建立过程中，多媒体展示有代表性的压力实例。从中对比观察出它们的共同特征。这运用了创造学中异中求同的比较法。然后进一步运用比较法，分析压力与重力的差别，使学生认识到不是所有的压力都是由重力引起的，以此加深学生对压力概念的理解。）

二、学生按图钉竞赛

任务要求：一个大个子男生和一个小个子女生，在30s内，往相同的木板上按图钉，谁按进木板的图钉数目多，谁就是冠军。

先让学生猜想，很多学生会说大个子会赢。

比赛开始，大屏幕开始倒计时。

比赛结果，小个子女生获得了胜利。

投影揭示谜底：大个子男生用的图钉尖都被剪掉了。

比赛结果说明了什么？我们的猜想是否正确，怎样才能判断？

（在此竞赛活动中，笔者运用了突破定势法，打破常规。引发认知上的冲突。提高了学生的参与兴趣，引发了学生的科学探究欲望，锻炼了学生的创造力。然后，采用设问法引出了下一步要探究的问题。）

三、探究影响压力作用效果的因素

1.提出问题

压力的作用效果到底与哪些因素有关？下面我们就来共同探讨这个问题。

2.猜想与假设

请同学表述自己的猜想，并试着叙述猜想的理由。

3.设计实验

问：现在要探究压力的作用效果与压力的大小和受力面积的关系。怎样来设计实验呢？

先请同学们观察实验桌上的器材：

气球、铅笔、海绵、玉米面、压力小桌、钩码、贴有透明刻度的玻璃杯、矿泉水瓶（内盛水）、盛水的烧杯。

请同学们从中选择某些器材，设计实验方案。

同时提醒学生注意：（1）在多个因素影响物理量变更时，应采取什么样的研究方法？（2）怎样改变压力和接触面积的大小？（3）怎样比较压力的作用效果？

学生以小组为单位，设计实验方案，教师巡视指导。

请各小组选择自己的设计方法和思路，师生共同评议，完善实验方案。

4.进行实验

请各小组选择自己最容易接受的方案完成实验。

学生进行实验，教师巡视指导。

5.归纳得出结论

学生先以小组为单位，针对自己的实验现象或数据进行分析，得出结论。然后请某一小组展示其实验现象或数据，进行分析并得出结论，其他小组补充。师生共同评议得出结论并投影展示。

6.评估与交流

（1）小组讨论：自己的实验设计是否合理？有没有需要改进的地方？操作中是否有误？得出的结论是否可靠？

（2）小组展示自己的意见和看法，教师给予点评。

（3）分析：小小的蚊子能轻而易举用口器把皮肤刺破。重重的骆驼却不会陷入沙中，这是为什么？

（课本上只用压力小桌、海绵探究“影响压力作用效果的因素”，若直接按课本去做实验。不利于学生思维的发展和创新能力的培养，违背了新课标关于“注重科学探究”的教学理念，同时学生对“影响压力作用效果的因素”认识浅显，理解不深刻。为此，采取了创造发明中的组合法、扩展用途法和转换法，通过学生的设计、操作，使学生自觉主动地去发掘知识。

爱因斯坦曾说：“我认为，一个为了更经济的满足人类需要而找出已知装备的新的组合的人就是发明家。”。因此，笔者首先给学生提供了大量的生活用品，请学生从中选择器材，从多角度、多用途方面进行组合设计。训练学生选取器材的能力。紧接着，通过三个思考问题，引导学生设计实验方案。笛卡尔说：“最有价值的知识，是关于方法的知识。”。而在这一教学环节，恰好有使学生进一步体会控制变量和转换的研究方法，能使学生有学习科学研究方法的意识。最后，通过学生自主探究，提高了学生的实验技能，养成了以事实为依据的习惯，同时也锻炼了学生的合作能力、交流讨论能力和评估能力，培养了学生的创新能力和创新意识。）

四、压强

刚才比赛中获得第二名的大个子男生。你明白失利的道理了吗？该如何公正的比较两位同学压力的作用效果呢？

答：比较相同面积上受到的压力。

物理学中就是采用这种方法表示压力作用效果的，我们把这个物理量叫做压强。

什么是压强呢？

首先。请学生回忆如何比较物体运动的快慢，如何定义速度的？

然后讨论：如何定义压强呢？

引导学生得出压强的定义后：

（1）请学生自主阅读课本30-31页压强部分内容并完成下列表格（表1）。

学生自学交流后进行点评，以表扬鼓励为主。

（2）简介帕斯卡

布莱士·帕斯卡是法国著名的数学家、物理学家、哲学家和散文家，在物理学方面作出的突出贡献是于1653年首次提出了著名的帕斯卡定律，应用这个定律制造的各式各样的液压机械，为人类创造了无数的奇迹。

同时鼓励学生在以后的学习中不断地创造奇迹，给老师和学校更多的惊喜。

（3）例题

水平桌面上放一本书，书所受的重力3N，与桌面的接触面积约5x10^-2m²。计算书对桌面的压强？

学生独立解答后交流，师强调：因为书在水平桌面上，所以F=G。

（学生需要的不仅仅是端上桌的“美味”，自己亲身劳作而获得的“收成”才更被珍惜，也才能品出丰富的滋味。因此，关于压强的定义，笔者把“定义权”交给学生。组织学生进行短时讨论。类比以往类似的物理量——速度的定义，学生自己总结出压强的定义。让学生进一步体会了比值定义法这一科学方法。同时，笔者在语言上也关注了学生的内心体验。如：“定义一出。我们就从刚才的物理学习者升级到物理专业工作者了。”）

五、演示实验：砖压报纸

将一杌子倒放，在四脚上糊一张报纸。然后将一块砖分别平放、侧放、竖放在报纸上。请学生观察砖平放、侧放、竖放时对纸面的作用效果。

当砖由平放改为侧放时。报纸下凹得更厉害了，改为竖放时，“啪”的一声，纸破砖落。学生惊呼。

（这一环节的设置，使学生深刻感受到了压力一定时。受力面积变化时对压力作用效果的影响，随着纸破砖落，教学气氛达到了高潮。同时，也使学生认识到物体所能承受的压强是有一定限度的，超过这个限度，物体就会损坏，起到了承上启下的作用。）

六、怎样减小或增大压强

1.增大和减小压强的方法

生活中有时要减小压强，有时要增大压强。请学生结合实例具体谈一谈。

2.投影视频资源

3.归纳并投影减小和增大压强的方法

（1）减小压强的方法：

①F一定。增大5：

②S一定，减小F；

③增大S，同时减小F。

（2）增大压强的方法

①F一定，减小S；

②S一定，增大F；

③减小S同时增大F。

4.小游戏

比一比看哪组同学的反应最快，最有创意？

请每一小组选一位同学“起立”参加游戏，提醒学生按教师的口令去做。

教师喊：“立正，听清口令：迅速增大你对地面的压强”。

学生会有的金鸡独立、有的踮起了脚尖、有的拿起书、有的抱起了凳子……

5.讨论分析

投影新闻材料：

在北方某地的一个寒冷早晨，河面上都结了层薄冰，一位小孩不小心滑到河中央压破薄冰而掉入冰窟窿里，很多人看见了都围过来，距小孩一定距离就不敢再靠近去救小孩，有人说“快找些木板来”……就在此时，一个大学生模样的小伙子迅速跑了过来。在距小孩一定距离时。赶紧趴下身，爬着过去，终于把小孩救起，大家都向他投去敬佩的目光，有的夸他不愧是有知识的人

请问：

（1）小孩为什么会压破薄冰掉到冰窟窿里？

（2）为什么很多人到一定距离就不敢再靠近？

（3）有人叫：快找些木板来，有没有道理？

（4）小伙子后来为什么是爬过去，而不迅速跑过去？

（5）大型的载重汽车为什么要装很多的车轮？汽车在公路上行驶为什么要限制超载（重）？

（学生用探究出的规律去解决生活中“怎样减小和增大压强”的问题，使学生在学习过程中的体验和感悟进一步升华，有利于学生自信感的提升，也充分体现了教学起于生活显于课堂终于生活的思想。）

七、课堂小结

学到了什么？有什么收获或启发？

[教学设计思想]

1.教学设计以探究为基础

通过讨论交流、合作展示、实施合作学习，让学生在合作中感受智慧，在探究中获得体验，体验探究的乐趣、过程的曲折、成功的乐趣。

2.采取了组合、扩展用途、转换、类比等多种创造技法。

锻炼了学生的创造能力，营造了快乐智慧的课堂。

3.教学过程中注重培养学生

教学中让学生养成关注生活中物理现象的好习惯，用所学知识解决生产、生活中的实际问题，即“学以致用”的好习惯。体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。

4.教学活动过程与即时评价有机整合

整个教学过程体现了目标一教学一评价的一致性。是基于课程标准教学的设计。

（栏目编辑

邓磊）