摘 要:文章闡述了初中物理液體壓強教學(xué)存在的難點,并進一步分析了初中物理液體壓強教學(xué)難點形成的主要原因,最后針對如何突破初中物理液體壓強教學(xué)的難點提出對策:重新梳理教學(xué)內(nèi)容,提高教案合理性;注重課前導(dǎo)入環(huán)節(jié),提升知識連貫性;做好探究小組劃分,加強實驗合理性;合理選擇教學(xué)方法,實現(xiàn)知識遞進性。希望能夠為相關(guān)教育工作者提供參考。
關(guān)鍵詞:初中物理;液體壓強;教學(xué)難點;教學(xué)對策
作者簡介:馬慧?。?994—),女,陜西省西安市西安涇河工業(yè)區(qū)中心學(xué)校。
壓強是一個常見的物理概念,蘇教版物理八年級上冊將各類壓強現(xiàn)象與浮力等關(guān)聯(lián)性知識點整合成了一個單元,其中液體壓強是其中重要的教學(xué)任務(wù)之一。筆者在教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對固體壓強的理解較為順利,而液體壓強由于和深度、液體密度以及重力常數(shù)等有關(guān),在教學(xué)的過程中部分學(xué)生很難掌握液體壓強知識的核心要點。本文主要針對該課的教學(xué)難點及對策進行研究。
一、初中物理液體壓強教學(xué)存在的難點
第一,課程銜接問題。在固體壓強的教學(xué)中一般利用物體的壓力效果來表示壓強,便于學(xué)生觀測、理解,而液體壓強與液體深度、密度、重力等有關(guān),部分學(xué)生難以做好思維轉(zhuǎn)換,因此如何做好知識點過渡成了教學(xué)難點之一。第二,公式測算問題。液體壓強公式的計算比固體壓強公式計算復(fù)雜得多,部分學(xué)生難以理解液體壓強公式的機理。第三,實驗操作問題。液體壓強很難通過肉眼直接觀測到,因此需要借助相應(yīng)的測量儀器進行實驗,而班級內(nèi)的學(xué)生實驗操作水平不一,會導(dǎo)致實驗過程較為被動。第四,知識應(yīng)用問題。新一輪教育改革提出了培育學(xué)生核心素養(yǎng)的要求,因此如何對液體壓強這一課的知識點進行拓展,并加強這些知識點與實際生活之間的聯(lián)系也成了教學(xué)的重難點之一[1]。
二、初中物理液體壓強教學(xué)難點成因
(一)教材內(nèi)容編排仍需改進
雖然當(dāng)前的初中物理教材將相關(guān)知識內(nèi)容進行了整合,但串聯(lián)瑣碎知識點的主線不明顯,導(dǎo)致在教學(xué)過程中部分學(xué)生會出現(xiàn)邏輯斷層的現(xiàn)象。蘇教版初中物理八年級下冊《壓強和浮力》這一單元共有五個課時,其中三個課時都是關(guān)于壓強的內(nèi)容,因此可以看出壓強知識是本單元的重點,應(yīng)通過相應(yīng)的物理歷史事件或者定律將其有效串聯(lián)。但當(dāng)前除了滬教版初中物理教材,其他版本的教材缺乏對帕斯卡定律的詳解,造成部分教師在教學(xué)過程中難以找到合適的課程導(dǎo)入素材,課程之間的銜接性不強,使得學(xué)生很難準(zhǔn)確理解液體壓強知識[2]。
(二)學(xué)生受到慣性思維誤導(dǎo)
在同一單元的教學(xué)中,有的學(xué)生很難從前一節(jié)課的學(xué)習(xí)思維之中跳出來,在學(xué)習(xí)新的知識點時容易受到其他概念的影響,最終混淆各類知識點,在考試過程中不能清晰理解和判明題意。在學(xué)習(xí)液體壓強之前,部分學(xué)生在腦海中已經(jīng)有了對力、壓力以及壓強等知識與實驗經(jīng)驗的累積,在學(xué)習(xí)液體壓強一課時便受到慣性思維影響,將固體壓強的相關(guān)計算方法以及理論概念套用在液體壓強的測算上,如認(rèn)為液體的質(zhì)量越大,所產(chǎn)生的壓強就越大,或者容器底面積越大,壓強就會越小,等等。
(三)實驗內(nèi)容不符合學(xué)情
對于初中階段的學(xué)生而言,在學(xué)習(xí)物理或者化學(xué)的知識時,單憑理論化的知識內(nèi)容,很難建立起相應(yīng)的學(xué)科思維,必須通過實驗來對知識內(nèi)容進行具象化理解。然而,當(dāng)前教材中所設(shè)置的實驗內(nèi)容較為單一。例如,一些初中物理教材中提及了微小壓強計,這一實驗器材對于學(xué)生理解內(nèi)部同一深度壓強相等以及液體內(nèi)部各個方向都有壓強等知識起到了關(guān)鍵性的作用,但其具體原理比較復(fù)雜,還涉及玻意耳-馬略特定律,為學(xué)生的知識學(xué)習(xí)提高了難度。
(四)液體壓強知識較為抽象
從客觀的角度來看,液體壓強知識本身就具有一定的抽象性。在學(xué)習(xí)液體壓強知識的過程中,學(xué)生不僅需要學(xué)會轉(zhuǎn)換物理思維,還要學(xué)會利用等效替代的方式,對知識點進行深入探究。學(xué)生不僅要掌握力的作用效果,還要了解液體的密度、質(zhì)量以及重力、面積等??梢哉f,液體壓強知識內(nèi)容集物理、化學(xué)和數(shù)學(xué)知識于一體。雖然學(xué)生在課堂中是主體,但教師是主導(dǎo)因素,教師如果沒有提高教學(xué)活動和方法的適應(yīng)性,就很難讓學(xué)生理解液體壓強的內(nèi)在機制。
三、突破初中物理液體壓強教學(xué)難點對策
(一)重新梳理教學(xué)內(nèi)容,提高教案合理性
在教學(xué)過程中,教材是主要的教學(xué)工具。然而,有些教師過于依賴教材編排,其教案設(shè)計完全按照教材內(nèi)容進行,因此有時會出現(xiàn)教學(xué)知識點斷層、知識銜接較差等現(xiàn)象。為了有效解決這一問題,教師可以將液體壓強這一課與大單元內(nèi)容進行合并。教師可以設(shè)置具有探究意義的大概念、大任務(wù)和大項目,重新整合教學(xué)內(nèi)容,從而減少設(shè)計落差和實施落差,精準(zhǔn)地傳遞學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如,教師可以利用帕斯卡定律串聯(lián)關(guān)于液體壓強的知識點,讓學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,在課前做好預(yù)習(xí);還可以引導(dǎo)學(xué)生探究、發(fā)現(xiàn)和解決問題,促進學(xué)生的自主探究,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。相比于“填鴨式”教學(xué),這種方式更能讓學(xué)生產(chǎn)生自主學(xué)習(xí)的意識[3]。
同時,教師要注重課程結(jié)構(gòu)的編排。在以往的教學(xué)中,部分教師為了全面展示液體壓強一課的內(nèi)容,常常在課堂中設(shè)置重復(fù)的實驗項目,造成一些學(xué)生對物理實驗缺乏興趣,容易出現(xiàn)理論知識掌握不牢固,無法記住核心知識內(nèi)容的情況。因此,建議教師通過思維導(dǎo)圖等發(fā)散式工具,將本課中復(fù)雜瑣碎的內(nèi)容進行系統(tǒng)化梳理。例如,教師可以將課程分為三個環(huán)節(jié):液體壓強產(chǎn)生原因說明、液體壓強內(nèi)部規(guī)律探究、液體壓強在生活中的應(yīng)用,并將理論知識、實驗環(huán)節(jié)和知識拓展有機結(jié)合,提高知識點之間的銜接性。例如,在進行液體壓強產(chǎn)生原因說明時,教師需要講授液體重力計算,并將其與內(nèi)部規(guī)律中的影響因素相銜接,引入相應(yīng)的計算公式,然后通過實驗進行驗證,加深學(xué)生對知識點的理解和記憶。
(二)注重課前導(dǎo)入環(huán)節(jié),提升知識連貫性
有時候,為了縮短教學(xué)時間,教師可能會忽略課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)。然而,如果教師一上來就直接講述新課內(nèi)容,不僅無法了解學(xué)生對先前知識的掌握情況,還會影響接下來的教學(xué)效率。因此,建議教師重視課前導(dǎo)入內(nèi)容的編排,設(shè)計有效的課前復(fù)習(xí)環(huán)節(jié),如通過PPT、動畫等方式,總結(jié)上節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容,并引出關(guān)鍵問題,以促使學(xué)生在思考中整合知識。
例如,在PPT中展示一個放在平面上的固體,由于受到重力作用,它會對支撐物的表面產(chǎn)生壓力;而液體沒有固定的形狀,因此,將液體放入容器中,它是否會對容器的底部、側(cè)面或內(nèi)部產(chǎn)生壓強呢?這時,教師可以讓學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容與同學(xué)一起探討這個問題,并記錄探討結(jié)果。隨后,開展簡單的實驗,例如讓學(xué)生將手伸入裝滿水的塑料筒型器皿中,或讓學(xué)生將四周打孔的塑料瓶放入塑料筒型器皿中并提起,讓他們感受液體壓強的大小。經(jīng)過前期的引導(dǎo)和鋪墊,學(xué)生會自然而然地產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,結(jié)合與同伴的互動和研討,他們可以分享自己的發(fā)現(xiàn),提高分析和表達能力。這樣的學(xué)習(xí)方式有利于后期理論性內(nèi)容的講解。
(三)做好探究小組劃分,加強實驗合理性
在新時期背景下,物理課程的教學(xué)不能僅僅停留在基礎(chǔ)知識的講授上,應(yīng)該引入人文素養(yǎng)的培育,以實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。因此,教師應(yīng)該充分利用實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的實踐性,結(jié)合學(xué)習(xí)小組的劃分,讓學(xué)生形成良好的互動與合作意識,營造良好的學(xué)習(xí)氛圍,幫助學(xué)生攻克學(xué)習(xí)中的重點和難點問題。在分組的過程中,教師可以借鑒分層教育的相關(guān)方法,將班級內(nèi)的學(xué)生依照能力傾向、學(xué)習(xí)水平、實踐能力等劃分為不同的層次。每個實驗小組選擇一名綜合實力較強的學(xué)生作為組長,下設(shè)各個層次的組員,以保證每個實驗小組的學(xué)習(xí)水平一致。在實驗的過程中,教師可以根據(jù)學(xué)生不同的特長進行組內(nèi)學(xué)習(xí)任務(wù)的分工,如有的學(xué)生負(fù)責(zé)實驗記錄,有的負(fù)責(zé)操作,有的負(fù)責(zé)撰寫實驗報告等。這樣的教學(xué)方式不僅可以提高學(xué)生的動手實踐能力,還有利于學(xué)生的合作意識、創(chuàng)新能力和溝通表達能力等人文素養(yǎng)的培育,實現(xiàn)物理課程教學(xué)的綜合性與全面性。
微小壓強實驗是液體壓強教學(xué)中的重點探究內(nèi)容之一。教師應(yīng)該讓學(xué)生了解U型管壓強計的測量原理和使用方法。為了讓學(xué)生更好地理解,教師可以引入信息技術(shù),通過多媒體教學(xué)設(shè)備進行模擬仿真展示,讓實驗小組通過觀察和記錄自主設(shè)計實驗過程。教師應(yīng)該在旁邊進行監(jiān)督和引導(dǎo)工作。這樣,有些學(xué)習(xí)小組即使不能順利完成任務(wù),他們也可以通過對照其他學(xué)習(xí)小組,發(fā)現(xiàn)自己實驗過程中存在的問題,進行自我改進。有時候,學(xué)生無法通過U型管精準(zhǔn)地看出液體壓強的具體數(shù)值。為了解決這個問題,教師可以利用氣壓傳感器對實驗進行改進,步驟如下:將數(shù)據(jù)處理器與橡皮膜探頭和氣壓傳感器相連→將探頭放置在空氣中→記錄大氣壓強值并將數(shù)據(jù)歸零→將探頭放入實驗液體中→觀察電腦屏幕中傳感器氣壓值的增長情況。在實驗過程中,學(xué)生會發(fā)現(xiàn),只有選擇張力適中的橡皮膜才能使得液壓增量與氣壓增量相近。因此,教師要向?qū)W生介紹相關(guān)測量儀器的靈活選擇方法,為后期液體壓強計算公式的講解打下良好的基礎(chǔ)[4]。
(四)合理選用教學(xué)方法,實現(xiàn)知識遞進性
現(xiàn)代化教學(xué)方法,如LBL教學(xué)法、PBL教學(xué)法、CBL教學(xué)法等為教學(xué)帶來了許多便利?;谝后w壓強知識內(nèi)容的特點,教師可以采用PBL教學(xué)法與CBL教學(xué)法相結(jié)合的方式,通過問題鏈,讓學(xué)生在實際案例以及實驗中探尋液體壓強機制。結(jié)合液體壓強產(chǎn)生原因、規(guī)律以及生活應(yīng)用三大板塊,教師可以設(shè)計以下問題:問題一,液體內(nèi)部存在壓強的原因是什么?問題二,液體內(nèi)部壓強有哪些規(guī)律?問題三,液體壓強原理如何應(yīng)用于實際生活中?
在實際教學(xué)過程中,教師可以圍繞這些大問題,設(shè)置一些過渡性、探究性或者遷移性的題目,將它們與教學(xué)情境或?qū)嶒炏嗳诤?,從而提升學(xué)生的求知欲望和合作探究的意識。例如,教師可設(shè)置過渡性問題:在微小壓強實驗中,有哪些實驗條件可能影響實驗結(jié)果?如何控制這些因素以保證實驗準(zhǔn)確性?設(shè)置探究性問題:液體內(nèi)部的壓強與哪些因素有關(guān)?為什么?我們應(yīng)如何利用實驗方法驗證這些因素的影響?如何利用控制變量法進行探究?設(shè)置遷移性問題:U形管壓強計只能定性比較液體壓強的大小,如何利用固體壓強知識將定性比較轉(zhuǎn)化為定量數(shù)據(jù)?以上問題串聯(lián)可以保證課堂各環(huán)節(jié)知識的銜接性,并且教師采用邊引導(dǎo)邊實驗的方式,可以讓學(xué)生更深入地理解和應(yīng)用抽象化的知識內(nèi)容。
結(jié)語
綜上所述,在新課標(biāo)背景下,初中物理教材進行了深度改革,對于單元和課程之間的知識點銜接性要求更高。因此,在教學(xué)過程中,教師應(yīng)該改變以往的教學(xué)思路,加強教學(xué)現(xiàn)狀研究,并了解教材編排規(guī)律,采用連貫性的教學(xué)方法,使得各類知識點可以有效銜接。這樣,才能幫助學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容的核心問題,打下物理學(xué)習(xí)的良好基礎(chǔ)。
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