压强概念的建立及其过程中对学生思维能力的培养
压强概念的建立及其过程中对学生思维能力的培养
孙 莉 刘 军
○沈阳市第七中学 辽宁沈阳 110000
摘要：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。笔者以压强概念的建立为例提出了概念建立的基本环节以及在各环节中对科学思想方法的挖掘等教学策略，从而提高了课堂教学效率，也提高了学生的思维能力。
本节课的教学设计总体上分为三个环节：
一、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1，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。
图1
二、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：怎样反应压力的效果？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2。
图2
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=2m2 S2=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3。
图3
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。
三、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。
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。87
