楊晶

摘 要：在《教育科學(xué)出版社》出版的教材八年級下冊第九章章第一節(jié)《壓強(qiáng)》的教學(xué)過程中的一些思考和疑惑。

關(guān)鍵詞：壓力；壓力的作用效果；壓強(qiáng)

壓強(qiáng)是初中物理教學(xué)中的一個重要的力學(xué)概念。根據(jù)《業(yè)務(wù)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》修訂的教科版物理教材書中的概念和知識講解，對壓強(qiáng)的理解依然存在很多困惑和表述不盡的地方。作為一名初中物理教師也是在教學(xué)過程中和其他物理教師以及學(xué)生一起探討，擬對“壓強(qiáng)”教學(xué)中容易混淆的問題進(jìn)行探析。

一、壓力的作用效果指什么？

力的作用效果一是改變物體的形狀，二是可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。而壓力作為一種力，它的做用效果也就是這其中的一種。而在《壓強(qiáng)》的學(xué)習(xí)中為什么要先研究壓力呢？還要實(shí)驗(yàn)分析壓力的作用效果？

壓力的定義是垂直作用于物體表面的力。從壓力產(chǎn)生的原因來看，壓力是物體發(fā)生了彈性形變而產(chǎn)生的，因此從力的性質(zhì)上來分析，壓力是一種接觸彈力。所以壓力的作用效果就是指壓力引起物體形狀的改變。而壓力作用效果的明顯程度就是在研究壓強(qiáng)前要探究的重點(diǎn)問題。

因此，實(shí)際上在物理學(xué)中研究壓力的作用效果的目的就是引入物理學(xué)中的一個重要概念——壓強(qiáng)。而在已知的知識結(jié)構(gòu)上通過初中物理教材中的“金屬塊—海綿實(shí)驗(yàn)”的探究實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生觀察的壓力的作用效果實(shí)際上就是海綿的形變程度。

影響力的作用效果的是力的大小、方向及作用點(diǎn)三個要素，為什么在《壓強(qiáng)》一節(jié)教學(xué)中影響壓力作用效果的因素變成了力的大小、受力面積兩個？

原因主要有兩個：一是在《壓強(qiáng)》一節(jié)教學(xué)中關(guān)于壓力作用效果的研究，主要研究的是壓力使靜止物體沿力的方向發(fā)生的縱向形變問題，不像起始階段研究力的作用效果時那么細(xì)致，因此沒有再涉及到力的方向問題；二是在研究力的作用效果影響因素時采用了抽象的、理想化的方法，認(rèn)為力是作用在一個點(diǎn)上。而現(xiàn)在研究的是壓力的實(shí)際作用情況，作用位置不是一個點(diǎn)，而是一個面。

二、壓強(qiáng)真的是表示壓力作用效果的物理量嗎？

初中物理是根據(jù)被壓物的壓痕深淺來確定壓力的作用效果大小的，許多教輔書或教參上都這么說：壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量。但如此說法解釋不了如下問題：相同壓力作用在不同物體的相等面積上的作用效果是否相同（比如沙灘與水泥路面當(dāng)所受壓強(qiáng)相同時壓痕深淺明顯不同），也就是說，這一說法有著科學(xué)性上的不協(xié)調(diào)。實(shí)際上，我認(rèn)為，教材利用壓痕深淺來確定壓力的作用效果大小，這只是在物理入門階段、易于學(xué)生理解的一種引入方法，實(shí)際上并不具有嚴(yán)格的合理性，也沒有特別的物理意義。在此不要過分強(qiáng)調(diào)壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量。

三、壓強(qiáng)的物理意義是什么？

物理教科書中引入壓強(qiáng)這一概念，在《教育科學(xué)出版社》上可以概括為“物理學(xué)中，把壓力與受力面積的比叫做壓強(qiáng)（pressure）”，但在這一定義之前書中闡述為什么引入壓強(qiáng)卻模糊不清，學(xué)生也很難理解壓強(qiáng)和壓力的關(guān)系。

根據(jù)“金屬塊—海綿”實(shí)驗(yàn)表明：壓力的作用效果不僅跟壓力的大小有關(guān)系，還跟受力面積的大小有關(guān)系。學(xué)生對于壓力的作用效果只有感官上的海綿的凹陷程度，而對有關(guān)系也只能停留在正相關(guān)和負(fù)相關(guān)上。如壓力的作用效果在受力面積相同時，壓力越大，作用效果越明顯；壓力的作用效果在壓力的大小相同時，受力面積越小，作用效果越明顯。而這種感官上的定義并不

能讓學(xué)生綜合理解壓強(qiáng)的意義，因此我們用更簡潔的方式公式來更準(zhǔn)確的定義壓強(qiáng)。表示單位面積上受到的壓力大小。

以上是在《壓強(qiáng)》教學(xué)中的一些淺薄的概念思考，未盡之處，歡迎大家指正。

四、加強(qiáng)初中物理壓強(qiáng)教學(xué)的策略

1.淡化重力和壓力的關(guān)系。在實(shí)際的物理壓強(qiáng)教學(xué)中，教師應(yīng)該注意從平面受到物體的平面力方面開始引入壓力的概念，比如手按在墻上等，盡量避免用豎直力舉壓力的實(shí)例。同時在引入過程中，教師應(yīng)該把每一個實(shí)例的受力分析詳細(xì)地畫在黑板上，并注重標(biāo)記垂直方向。然后讓學(xué)生認(rèn)真觀察這些受力分析圖，并總結(jié)出各個圖中的受力的相同之處，讓學(xué)生自己概括出壓力的概念。然后教師應(yīng)該利用多媒體等設(shè)備，給學(xué)生展示壓力的產(chǎn)生過程，并在學(xué)生畫壓力的受力分析圖時，要求他們畫出壓力的作用點(diǎn)以及其他詳細(xì)內(nèi)容，從而強(qiáng)化學(xué)生心中對于壓力的認(rèn)識。此外，由于整個壓力的引入和教導(dǎo)過程，沒有涉及到重力，因此就能從根源上把重力和壓力分開，從而使學(xué)生更好地理解和掌握壓力。

2.改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容。在實(shí)際的物理壓強(qiáng)知識教學(xué)中，應(yīng)該充分利用課本上的潛在資源，即讓學(xué)生對課本上的例圖進(jìn)行壓力的受力分析，并且在這個過程中，教師應(yīng)該向?qū)W生闡述受力分析中的受力物體和施力物體，并基于此講述壓力的特點(diǎn)。此外，教師還應(yīng)該構(gòu)建一個斜面受力的實(shí)例，讓學(xué)生在畫出壓力的同時，也畫出重力，讓他們比較壓力和重力的區(qū)別，從而加強(qiáng)學(xué)生對于壓力的認(rèn)知。

3.做好壓力向壓強(qiáng)的過渡工作。鑒于學(xué)生在壓強(qiáng)方面的認(rèn)知問題，教師在壓力向壓強(qiáng)方面過渡的時候，一定要采取科學(xué)的手段來輔助學(xué)生正確地認(rèn)知壓強(qiáng)。在實(shí)際的教學(xué)工作中，可以制定一個集體實(shí)驗(yàn)和學(xué)生的自我實(shí)驗(yàn)。對于集體實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，教師可以設(shè)計用鉛筆扎氣球等類似的實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以前，先提出一些趣味性的問題，比如用鉛筆去扎氣球，氣球會發(fā)生什么情況等。在引入壓力的概念以后，學(xué)生通常就會認(rèn)為壓力越大，氣球就越容易爆炸。對于這種情況，相關(guān)的教師不應(yīng)該立即給予否定，應(yīng)該找?guī)讉€學(xué)生上臺親自用不同的方法進(jìn)行操作，繼而讓全體同學(xué)就剛才的操作過程進(jìn)行熱烈的討論，分析氣球最容易爆時鉛筆的扎法。然后教師對討論的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)尖的一端更容易使氣球發(fā)生爆炸的實(shí)際情況。最后讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行必要的思考，在此時根據(jù)氣球發(fā)生爆炸的實(shí)例來定義壓強(qiáng)的概念，并闡述壓強(qiáng)是由壓力和受力時的接觸面積綜合決定的，同時讓學(xué)生自己比較壓強(qiáng)和壓力的區(qū)別，徹底區(qū)分兩者的概念。對于學(xué)生的自我實(shí)驗(yàn)，主要是為了鞏固壓強(qiáng)在學(xué)生心中的認(rèn)知而進(jìn)行的。學(xué)生實(shí)驗(yàn)應(yīng)該盡量簡單明了，方便學(xué)生理解，比如讓學(xué)生用手按鉛筆的兩端等。這時候?qū)W生就會明顯感受到尖的一段手指更疼，但是此時兩端的壓力卻都是一樣的，從而引發(fā)學(xué)生心中的思考，鞏固壓強(qiáng)在他們心中的認(rèn)知。

4.強(qiáng)化學(xué)生對于壓強(qiáng)的理性認(rèn)知。當(dāng)學(xué)生通過上述實(shí)驗(yàn)對壓強(qiáng)有了初步的認(rèn)知時，還應(yīng)該通過相應(yīng)的教學(xué)方式強(qiáng)化學(xué)生對于壓強(qiáng)的理性認(rèn)知。在這之中，小方桌和砂箱實(shí)驗(yàn)是一定不能缺少的。目前新版的人教教材對于這個實(shí)驗(yàn)做了一定的刪減，但為了完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的成效性，教師在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)該對缺失的部分進(jìn)行必要的補(bǔ)充。對于條件較好的學(xué)校，盡量把圖示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成整體實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生對于壓強(qiáng)有更好的認(rèn)知。此外，在得出壓強(qiáng)公式以后，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對以前做過的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一系列的分析，從而進(jìn)一步分清壓強(qiáng)和壓力的區(qū)別。同時也應(yīng)該充分挖掘書本的潛在資源，即對于書本上的計算題，不應(yīng)該僅僅停留在讓學(xué)生對其進(jìn)行計算方面，還應(yīng)該讓他們對計算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的對比，從而分析大象和演員對地面的不同壓強(qiáng)和壓力，完善學(xué)生心中對壓強(qiáng)的認(rèn)知。

5.完善學(xué)生心中的壓強(qiáng)知識。在壓強(qiáng)教學(xué)的后期，教師應(yīng)該通過手握雞蛋等類似的實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生闡述物體可以受到很大的壓力，但不能受到很大壓強(qiáng)的實(shí)際情況，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中對于壓強(qiáng)有更深的認(rèn)知，進(jìn)而完善他們的壓強(qiáng)知識。

參考文獻(xiàn)

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