趙宗敏 秦仕海

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新小實(shí)驗(yàn)：多媒體技術(shù)：習(xí)題教學(xué)

小實(shí)驗(yàn)是指利用生活中常見的物品制成簡(jiǎn)單、方便、可見度高的微實(shí)驗(yàn)教具所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。巧妙利用小實(shí)驗(yàn)微教具組織物理課堂教學(xué)不僅可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)師生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力，還可以將學(xué)生難以理解的知識(shí)點(diǎn)定性地展示在學(xué)生面前，再融合多媒體技術(shù)的直觀性引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論分析，從而突破初中物理課程中的某些難點(diǎn)。本文以“固液壓強(qiáng)的綜合計(jì)算”為例，闡述創(chuàng)新小實(shí)驗(yàn)如何與多媒體技術(shù)融合，高效地突破初中物理教學(xué)中的重難點(diǎn)。

1教學(xué)重難點(diǎn)的確定

義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)“壓強(qiáng)”的內(nèi)容要求有：通過實(shí)驗(yàn)，理解壓強(qiáng)，了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。這部分知識(shí)是初中物理的重點(diǎn)，也是初中物理教學(xué)的難點(diǎn)之一。在全國(guó)各地中考物理題中“壓強(qiáng)”都是必考考點(diǎn)，考查方式多樣，其中多數(shù)以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，分值較大，也時(shí)常有區(qū)分度較大的難題出現(xiàn)。初中生年齡多在13-15歲之間，思維特點(diǎn)以形象思維為主，抽象思維能力相對(duì)低下。而液體壓強(qiáng)計(jì)算主要涉及物理中的質(zhì)量、密度、壓力、重力、深度、面積等較多知識(shí)點(diǎn)，該部分計(jì)算題情境對(duì)初中生的抽象思維分析能力有極高的要求。大部分中等學(xué)生對(duì)于壓強(qiáng)計(jì)算的物理情境轉(zhuǎn)化存在障礙，受力分析時(shí)不能建構(gòu)出物理模型。例如，學(xué)生在計(jì)算液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)和壓力大小時(shí)，總是混淆壓力大小和液體白重大小的關(guān)系，因而導(dǎo)致理解與計(jì)算錯(cuò)誤。所以，要讓學(xué)生更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的壓強(qiáng)知識(shí)，還需要教師基于學(xué)情采用適宜的教學(xué)手段。

2教學(xué)流程設(shè)計(jì)

基于上述對(duì)知識(shí)點(diǎn)和學(xué)生學(xué)情的認(rèn)知分析，可設(shè)計(jì)如圖1所示的教學(xué)流程來突破“壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)”這部分教學(xué)的重難點(diǎn)。

3創(chuàng)新小實(shí)驗(yàn)與多媒體技術(shù)融合突破教學(xué)重難點(diǎn)

3.1液體壓強(qiáng)的計(jì)算

例題：如圖2所示，某薄壁透明塑料瓶瓶底面積為25cm2，瓶蓋面積為4 cm2，瓶身高為20cm，空瓶白重為1N，設(shè)計(jì)容量為350mL，現(xiàn)將該塑料瓶放在面積為2m2的水平桌面上。（g=10 N/kg）求：

（1）當(dāng)裝入10cm深的水時(shí)，水對(duì)瓶底的壓強(qiáng)為多大？

（2）當(dāng)裝入10cm深的水時(shí)，水對(duì)瓶底的壓力為多大？

分析：（1）將裝有適量紅顏色水的塑料瓶放置在水平桌面上，幫助學(xué)生將題干轉(zhuǎn)化為真實(shí)的物理情境。再利用PPT展示圖3，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建出物理模型進(jìn)行解析。根據(jù)液體壓強(qiáng)公式可計(jì)算出水對(duì)瓶底的壓強(qiáng)：

（2）由于題設(shè)問題的順序是先計(jì)算壓強(qiáng)再計(jì)算壓力，學(xué)生在計(jì)算水對(duì)瓶底的壓力時(shí)很容易想到由壓強(qiáng)公式變形式得：

點(diǎn)評(píng)：若題設(shè)問題的順序是先計(jì)算壓力再計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，學(xué)生看到題干中“水平”等字樣會(huì)想到水對(duì)瓶底的壓力是由水的重力引起的，故受力分析得到水對(duì)容器底的壓力大小等于水的重力大小。本題是規(guī)則柱型容器放置在水平桌面上的物理情境，這種思路可作為一題多解的另一種思路。但對(duì)于非規(guī)則直柱型容器中液體對(duì)容器底的壓力計(jì)算，學(xué)生容易混淆壓力大小與重力大小的關(guān)系，采用這種思路進(jìn)行計(jì)算而出錯(cuò)。

3.2用創(chuàng)新小實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)認(rèn)知

創(chuàng)新小實(shí)驗(yàn)取材和制作及實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)述如下！

（1）先取550 mL的農(nóng)夫山泉礦泉水空瓶3只，3只都去掉包裝材料和瓶蓋，并標(biāo)號(hào)1、2、3。1號(hào)瓶去掉瓶口和瓶底，2號(hào)瓶去掉瓶底，在1號(hào)瓶瓶底上蒙上橡皮膜，在2號(hào)瓶瓶口處蒙上橡皮膜，3號(hào)瓶去掉瓶身后蒙上橡皮膜。注意在蒙橡皮模時(shí)最好選用較輕薄的橡皮膜（如氣球），同時(shí)蒙完橡皮膜后呈現(xiàn)松弛狀態(tài)。再將1號(hào)瓶正置固定在鐵圈上，將2號(hào)瓶倒置固定在鐵圈上，將3號(hào)瓶正置固定在試管夾上。最后，將鐵圈和試管夾固定在鐵架臺(tái)上，且讓1、2、3號(hào)瓶的橡皮膜能剛好接觸并平置于電子秤上，燒杯盛適量的紅色水備用。器材及裝置如圖4所示。

（2）首先，將1號(hào)瓶的橡皮膜剛好平置于電子秤上點(diǎn)擊清零，使電子秤示數(shù)為0，再將燒杯中的紅顏色水全部倒人1號(hào)瓶中讀取數(shù)據(jù)并記錄，如圖5所示。然后，將電子秤放置在2號(hào)瓶下，也是剛好使2號(hào)瓶中的橡皮膜置于電子秤上點(diǎn)擊清零，使電子秤示數(shù)為0，再將1號(hào)瓶中的紅顏色水全部倒入2號(hào)瓶中讀取數(shù)據(jù)并記錄，如圖6所示。最后，以同樣的方式將2號(hào)瓶中的紅顏色水全部倒人3號(hào)瓶中讀取數(shù)據(jù)并記錄，如圖7所示。PPT展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示，引導(dǎo)學(xué)生分析相同質(zhì)量的水裝在不同形狀的容器中時(shí)，電子秤的示數(shù)為何不同？由此可以幫助學(xué)生建立液體對(duì)容器底的壓力與液柱形狀有關(guān)的感性認(rèn)識(shí)。

分析：該小實(shí)驗(yàn)取材便捷，重復(fù)利用率高，學(xué)生能夠直觀地從實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)識(shí)到液體對(duì)容器底的壓力與容器形狀有關(guān)，初步建立“相同質(zhì)量的水裝在開口面積大于底面積的容器中對(duì)容器底的壓力最小，裝在開口面積小于底面積的容器中對(duì)容器底的壓力最大”的認(rèn)識(shí)。在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，從相同質(zhì)量的水裝在不同形狀的容器中電子秤的示數(shù)卻不同，讓學(xué)生產(chǎn)生與前面所學(xué)物理知識(shí)的認(rèn)知沖突，因而思考電子秤測(cè)物體質(zhì)量的原理是由于地球附近的一切物體受重力作用，將物體放在電子秤上時(shí)由重力引起物體對(duì)電子秤的壓力從而測(cè)得物體質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的示數(shù)不同，反映液體對(duì)容器底的壓力不同。這一引導(dǎo)過程有效地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。

3.3理論分析比較液體壓力和重力

在PPT上展示放置在水平桌面上的三個(gè)底面積相等、高度相同、口徑不同的杯子，如果都盛人重力為G的液體（圖8），判斷液體對(duì)容器底部壓力與液體重力有何關(guān)系？

學(xué)生知道，在數(shù)學(xué)上計(jì)算立方體體積用公式：V=Sh，則可以用PPT演示壓力大小對(duì)應(yīng)重力大小的液體體積和液體實(shí)際體積的關(guān)系圖（圖9），學(xué)生直觀得出液體對(duì)柱形容器底的壓力大小等于液體重力大小，液體對(duì)底面積小于開口面積型容器底的壓力小于液體重力大笑，液體對(duì)底面積大于開口面積型容器底的壓力大于液體重力大小。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，由于液體具有流動(dòng)性使得液體對(duì)容器壁的作用力通過液體反作用于容器底所致.

分析：用“液體體積”的方法推導(dǎo)液體對(duì)容器底的壓力與液體白重的關(guān)系，不僅幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理論分析的思維升華，還有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的物理思維和對(duì)壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)公式的熟練應(yīng)用。應(yīng)用多媒體技術(shù)中的PPT進(jìn)行教學(xué)，其直觀性有利于培養(yǎng)學(xué)生從物理情境中轉(zhuǎn)化抽象出物理模型，同時(shí)大大提高課堂教學(xué)的效率。

4結(jié)束語

中學(xué)物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程，在突破某些教學(xué)重難點(diǎn)上，筆者認(rèn)為應(yīng)該從物理學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)來尋找解決辦法。首先，應(yīng)該抓實(shí)驗(yàn)這個(gè)突破口，為學(xué)生領(lǐng)悟相關(guān)物理認(rèn)知提供感性認(rèn)識(shí)，再通過多媒體技術(shù)來幫助學(xué)生從物理情境中抽象出物理模型來分析較復(fù)雜、較難理解的物理問題，有助于學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容，從而幫助學(xué)生形成物理觀念，提升科學(xué)素養(yǎng)。