最近发展区与形象教学相结合解决液体压强难题

施科桦

摘   要：在液体压强的教学中经常遇到梯形容器的问题，而这种题型的特点是抽象难以理解，对学生来说是难题，也属于教学难点。为了使学生能掌握这类题目，本文从学生已学的知识入手，设立最近发展区，并结合形象教学，力争使学生能更好地理解并解决梯形容器的问题，提高教师课堂教学的有效性，提高学生的学习兴趣。

关键字：梯形容器;最近发展区;形象教学

1  疑惑与方案呈现

1.1  学生认知疑惑

在“液体压强”这一节中经常会碰到梯形容器的问题，而液体对杯底产生的压力和压强，属于知识难点，例如这道题：

例：有底面积相等的甲，乙，丙三个容器如图1所示，若分别注入质量相等的水，比较三容器底部所受水的压强和压力的大小

在讲解这道题时，教师首先引导学生，观察三个容器中水的质量相同，但由于甲、乙、丙三个容器形状不同，所以三个容器中水的深度关系为h甲

图2中阴影部分为该容器底面积正上方，对应虚拟多出的液体，这是学生在思维上存在理解的难点。而在教学过程中，也只是经常告诉学生该形状容器底面受到的液体压强，相当于多出虚拟的液体，并没有更进一步的引导学生对该知识点的理解，或者说不知道运用哪些已教过的知识，引导学生进行理解，甚至可能不知道怎么来解决这个难点。当学生不懂时，可能又回到了公式上，套步骤“先求压强再求压力”，只是让学生机械式的记忆强化，起不到好的教学效果。

1.2  解决问题的教学方案

为了解决这类问题，要从三个方面入手：

（1）从学生的角度入手。学生目前具有的思维习惯和具有的知识储备，称作 “最近发展区”， “最近发展区”这一概念是由前苏联教育家维果茨基首先提出的，它是指学生现有发展区和目标发展区之间的差异.所谓现有发展区，是由已完成的发展系统而形成的学生心理机能的发展水平，表现为学生能够独立地、自由地完成教师提出的智力任务。目标发展区，是那些尚处于形成的状态，表现为学生还不能独立地完成任务，但在教师的帮助下，通过自己的努力所能达到的较高一层的智力发展区[ 1-4 ]。

（2）利用知识的内在规律入手。通过液体内部压强的特点，再结合生活中特定的情景引导学生理解，铺设适合学生的最近发展区。

（3）通过教师运用适当的教学策略。运用形象教学突破难点，并强化所学知识，从而解决问题，提高教学的有效性。

2  具体教学策略，突破难点

2.1 铺设最近发展区，解决思维盲区

很多学生曾经有游泳过，在生活体验中，他们知道潜水时，深度越深人受到水的压力就会越大，也就是说水压会越大，此时教师可给出一个海岸边悬崖的图，通过这个图进行最近发展区的铺设，如图3。

图中共A、B、C三点，B点和C点处于同一水平面上，A点在B点的正上方。先比较A、B两点的压强，利用所学知识P=ρhg，很容易得出PA

2.2 “好人”“中立”与“坏人”的形象教学策略

初中学生思维还处于从形象到抽象的过程，课堂上教学时，要善于运用学生的思维特点，选择适当的教学策略。形象教学就是教学中利用各种手段，使抽象的问题形象、生动化，便于学生对知识的理解。形象教学符合初中生的思维特点，可以提高学生对学习知识的兴趣，可以有利于学生对知识的巩固。之前利用最近发展区，引导学生解决梯形容器问题，现在从微观的角度粗略分析水分子的运动，最后运用形象教学，化抽象为形象，快速帮助学生解决梯形容器液体压强的问题，如下。

图1的中甲图和乙图，直接利用形象教学，如图4所示。

假设，图4（a）的两个容器壁相当于人的两只手臂，这双“手”帮容器底部托住部分水的重，托住的水如图4（b）图所示的阴影部份。此时容器底部受到水的压力等于图4（b）图中白色部分水的重，也就是说，容器中的水没有全部对底部产生压力，所以此时容器底部受到水的压力F甲小于容器内水的总重G，即F甲

图1中的乙容器，通过图5进行形象教学，假设图中的两个容器壁，相当于人的两只手臂，这双“手”没有帮容器底部托住水的重，这样水原封不动的全部压到容器底面，此时容器底部受到水的压力F乙等于图5中白色部分水的重G，即F乙=G。我们姑且把这种容器定义成一个保持“中立”的人，没有帮容器底部的忙，保持中立。

而图1中的丙图最难理解，所以先从微观角度，非常粗略地描述水分子在图6（a）中的运动情况，再进行形象教学。如图6（a）中所示，当水分子无规则运动碰到兩个容器壁时，会被反弹往容器底部运动，使水分子撞上容器底部，从而产生对底部的一个压力。在这种情况下，由于容器壁的倾斜，使容器底部在受到原来水的重力的同时，又受到容器侧壁反弹的水分子的一个向下的力，此时容器底部受到水的压力F丙大于容器内水的总重G。姑且定义这种梯形容器，相当于一个“坏人”，这个“坏人”在没有帮忙的情况下，还双手向下压水如图6（b）所示，使得容器底部受到压力增大，大于容器内水的总重G，得F丙>G。

到此可知，水对容器底部的压力F甲G，又因为三个杯中都是同质量的水，可得F甲

从微观的角度进行形象教学的方法，只是从粗略的方面进行讨论，特别是在水分子的运动情况上，因为分子的运动本来就是无规律的。只是为了让学生好理解，在不违背科学性的前提下时行设置。这样的讲解，有助于问题简单化，易操作化，易讲解化，进而引出形象的方法，帮助学生解决梯形容器问题。由此可见，如果在教学过程中能很好利用形象教学，并进行恰当地使用，会起到良好的教学效果。但这里讲的这种形象的方法，只能大概地比较三个容器底部受到压力的大小关系，并不准确地求解出容器底部受到的压力值的大小，所以只能用在梯形容器比较大小关系的题目上。

综上所述，在教学过程中，应尽量利用学生现有的知识，去设置最近发展区，并在分析过程中充分挖掘能利用形象教学的地方，这样会使教学问题简单化，形象化，易于突破难点，也会使学生更容易接受新知识，解决难题，强化对知识的理解和记忆，达到教学效果的有效性，提高教学效果。

参考文献：

[1]  维果茨基.维果茨基教育论著选[M]. 北京：人民教育出版社， 2005.

[2] 王慧. 试论维果斯基“最近发展区”理论的现代教学启示[J]. 井冈山学院学报， 2006（4）.

[3] 徐美娜. “最近发展区”理论及对教育的影响与启示[J].教育与教学研究，  2010（5）.

[4] 郭晓霞. 维果茨基最近发展区理论的应用与拓展[D]. 长春：吉林大学， 2007.