压强概念的建立及其过程中对思维的培养

孙莉

（沈阳市第七中学 辽宁沈阳 110014）

压强概念的建立及其过程中对思维的培养

孙莉

（沈阳市第七中学 辽宁沈阳 110014）

物理概念的建立以及概念建立过程中对学生思维能力的培养，一直是初中物理教学中的重点问题，也是焦点问题。下面以《压强》概念的建立为例，来谈谈在概念建立过程中对学生思维的培养.

压强 教学 概念 反思

一、压强概念的建立

本节课的教学设计总体上分为三个环节：

1.创设概念建立的背景

丰富的感性认识是概念建立的基础。引导学生寻找身边的感性素材——第一类是压力很大，压力的效果不一定明显。如：胸口碎大石、穿着滑雪板的人等。另一类是压力不大但压力的效果很明显。如蚊子、萤火虫、蝉等,它们的口器能够用不大的压力产生明显的效果。

如图2，让学生亲自经历：用两只手的手指抵住铅笔的两端（一端尖另一端粗），感受两手指的疼痛感觉。两只手抵住气球，左手用手掌，右手用手指，观察气球的形变程度。唤起学生已有的感性认识，并发现单纯的压力大小不能准确

的表达压力效果，因而需要建立一个新的物理量来科学的表示压力的效果。为压强概念的建立奠定丰富的感性认识基础，并挖掘其中蕴含着转换法的科学方法。

2.概念建立的过程

①通过实验探究压力的效果与哪些因素有关，通过一系列问题的探究过程让学生的思维不断深入：

问题一：怎样表示压力的效果？引导学生观察利用受压表面的凹陷程度这一转换的科学方法；

问题二：猜想压力的效果与哪些因素有关，怎样分别展开实验？引导学生利用控制变量的思维方法。见图3。

②学生经历实验后，利用实验的探究结果解决实际问题。这样通过一系列问题引发学生不断深入思考，模拟像科学家一样经历概念建立的过程：

问题一：受力面积均为S=2m2，两个物体对地面的压力分别为F1=200N F2=100N，哪个对地面的压强大？

问题二：压力均为F=200N，两个物体与地面接触面积分别为S1=2m2S2=3m2，哪个对地面的压强大？

学生利用前面的实验结果能顺利找出解决问题的方法：受力面积相同比较压力；压力相同比较受力面积。

教师给予学生肯定的同时进一步提出：

问题三：F1=80N，F2=90N，S1=2m2，S2=3m2的两个物体，哪个对地面的压强大？

这样引发学生去发现知识冲突，鼓励学生寻找更具普遍性的比较压强的方法——一部分学生会想到用通分的方法让受力面积相等而比较压力，或用通分的方法让压力相等去比较受力面积。也有学生想到比值法（这里应经过分析前面的实验结论，推理出应该用除法）。这时候学生通常会有两套思维方式F/S或S/F。以上都蕴含了数学方法，同时继续依赖控制变量的方法。

问题四：哪个方法是科学的反应压力效果的最佳方案？展开充分讨论后，找到F/S是最佳的判断压强的方法。从而得到压强概念的数学表达P=F/S。这样，压强的概念建立过程也成为了学生运用科学方法的过程，也是在学生头脑中形成概念的过程。见图4。

以上问题的解决过程运用了比较法，最终选出最佳方案，这一过程还用到分析、综合、归纳的科学方法。

3.巩固对概念的理解和认识

现在压强的概念在学生头脑中仍是抽象的语言，通过应用知识帮助学生从抽象概念上升到具体概念，也鼓励学生经过思考检查一下自己对概念的理解是否正确，即在头脑中把抽象概念转换为具体形象，是通过以下一连串的问题引发学生思考的：

问题一：如果我们就是历史上最早建立了压强概念的科学家，并且得到了压强概念的数学表达式，接下来应该做什么？——确定单位。在此基础上介绍帕斯卡，并引导学生感受1Pa的大小。（联想以前学过的赫兹、牛顿等单位想到应找一位在这一领域做出杰出贡献的科学家，将他的名字作为压强单位，蕴含了类比的科学方法。）

问题二：铁轨为什么要铺枕木？大型货车为什么装那么多车轮？刀刃为什么要磨的锋利？而刀把为什么做得很宽？知道小小的萤火虫怎样吃掉蜗牛吗？

问题三：去超市买了好多东西，拎着很勒手，有什么解决方法吗？

这样压强的概念越来越具体化了。

二、反思

（一）本课反思

我用了整整一节课来建立压强的概念，让学生象科学家一样感受和经历了建立概念的过程，在这样的过程中既运用了科学方法，又发展了思维能力，达到运用科学方法解决问题的过程也正是学生自己形成概念的过程。学生用自己的思维方式，去解决了这一系列问题，这个概念的形成便水到渠成，而不是被动的，不是生搬硬套的过程。这个过程一定要慢，并不断的去回顾，循环，使学生对概念的理解不断的螺旋式上升。

学生深刻的理解压强的概念，会更好的理解液体压强、大气压强和流体压强。也帮助学生深刻地理解初中阶段另一些比值法定义的物理概念，如密度、速度、功率等，甚至帮助学生理解高中的加速度概念。学生一旦形成这样的思维方法，他们会运用迁移、类比的方法顺利地获得这类概念的建立方法。磨刀不误砍柴工，从长远看，课堂教学效率更高效了。

（二）物理概念教学的反思

大量的概念教学让我认识到：概念教学是培养学生思维能力的重要途径

1.物理概念教学是培养学生形象思维能力的重要途径

物理概念建立过程中，会引入大量的感性材料，并创设良好的思维环境，以形成正确的物理图象，从而为物理形象思维奠定基础。物理概念建立过程中，教师会通过多种形式，将生活的图景更换为物理图景，将物理形象映入学生的大脑中，从而提高学生的形象思维能力。在概念建立的过程中，有利于培养学生养成运用物理形象进行思维的习惯，从而培养了学生的形象思维能力。

2.物理概念教学是培养学生抽象思维能力的重要途径

物理学是以物理概念为基石的。在概念建立过程中，教给学生抽象思维的方法，从而培养学生的抽象思维能力。物理学中抽象思维方法主要包括分析与综合的方法、抽象与概括的方法、归纳与演绎的方法、比较与分类的方法、科学推理的方法等。将物理抽象思维方法有选择性的教给学生，有利于培养学生的抽象思维能力。

概念建立是培养学生思维能力的重要途径，反过来学生思维能力的提高有助于概念的建立，有助于提高概念教学的课堂效率，他们相得益彰。