初中八年級物理壓強教學探析

楊晶

摘 要：在《教育科學出版社》出版的教材八年級下冊第九章章第一節(jié)《壓強》的教學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

壓強是初中物理教學中的一個重要的力學概念。根據(jù)《業(yè)務(wù)教學課程標準》修訂的教科版物理教材書中的概念和知識講解，對壓強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過程中和其他物理教師以及學生一起探討，擬對“壓強”教學中容易混淆的問題進行探析。

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》的學習中為什么要先研究壓力呢？還要實驗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前要探究的重點問題。

因此，實際上在物理學中研究壓力的作用效果的目的就是引入物理學中的一個重要概念——壓強。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—海綿實驗”的探究實驗過程，讓學生觀察的壓力的作用效果實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、方向及作用點三個要素，為什么在《壓強》一節(jié)教學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》一節(jié)教學中關(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，認為力是作用在一個點上。而現(xiàn)在研究的是壓力的實際作用情況，作用位置不是一個點，而是一個面。

二、壓強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所受壓強相同時壓痕深淺明顯不同），也就是說，這一說法有著科學性上的不協(xié)調(diào)。實際上，我認為，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、易于學生理解的一種引入方法，實際上并不具有嚴格的合理性，也沒有特別的物理意義。在此不要過分強調(diào)壓強是表示壓力作用效果的物理量。

三、壓強的物理意義是什么？

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

根據(jù)“金屬塊—海綿”實驗表明：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

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

以上是在《壓強》教學中的一些淺薄的概念思考，未盡之處，歡迎大家指正。

四、加強初中物理壓強教學的策略

1.淡化重力和壓力的關(guān)系。在實際的物理壓強教學中，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例。同時在引入過程中，教師應(yīng)該把每一個實例的受力分析詳細地畫在黑板上，并注重標記垂直方向。然后讓學生認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，給學生展示壓力的產(chǎn)生過程，并在學生畫壓力的受力分析圖時，要求他們畫出壓力的作用點以及其他詳細內(nèi)容，從而強化學生心中對于壓力的認識。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，從而使學生更好地理解和掌握壓力。

2.改進教學內(nèi)容。在實際的物理壓強知識教學中，應(yīng)該充分利用課本上的潛在資源，即讓學生對課本上的例圖進行壓力的受力分析，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。此外，教師還應(yīng)該構(gòu)建一個斜面受力的實例，讓學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，從而加強學生對于壓力的認知。

3.做好壓力向壓強的過渡工作。鑒于學生在壓強方面的認知問題，教師在壓力向壓強方面過渡的時候，一定要采取科學的手段來輔助學生正確地認知壓強。在實際的教學工作中，可以制定一個集體實驗和學生的自我實驗。對于集體實驗的內(nèi)容，教師可以設(shè)計用鉛筆扎氣球等類似的實驗。在進行實驗以前，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，學生通常就會認為壓力越大，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€學生上臺親自用不同的方法進行操作，繼而讓全體同學就剛才的操作過程進行熱烈的討論，分析氣球最容易爆時鉛筆的扎法。然后教師對討論的結(jié)果進行總結(jié)，引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)尖的一端更容易使氣球發(fā)生爆炸的實際情況。最后讓學生對實驗結(jié)果進行必要的思考，在此時根據(jù)氣球發(fā)生爆炸的實例來定義壓強的概念，并闡述壓強是由壓力和受力時的接觸面積綜合決定的，同時讓學生自己比較壓強和壓力的區(qū)別，徹底區(qū)分兩者的概念。對于學生的自我實驗，主要是為了鞏固壓強在學生心中的認知而進行的。學生實驗應(yīng)該盡量簡單明了，方便學生理解，比如讓學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)學生心中的思考，鞏固壓強在他們心中的認知。

4.強化學生對于壓強的理性認知。當學生通過上述實驗對壓強有了初步的認知時，還應(yīng)該通過相應(yīng)的教學方式強化學生對于壓強的理性認知。在這之中，小方桌和砂箱實驗是一定不能缺少的。目前新版的人教教材對于這個實驗做了一定的刪減，但為了完整體現(xiàn)實驗的成效性，教師在實際教學中應(yīng)該對缺失的部分進行必要的補充。對于條件較好的學校，盡量把圖示實驗轉(zhuǎn)變成整體實驗展現(xiàn)在學生面前，讓學生對于壓強有更好的認知。此外，在得出壓強公式以后，教師應(yīng)該引導(dǎo)學生對以前做過的壓強實驗進行一系列的分析，從而進一步分清壓強和壓力的區(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)該僅僅停留在讓學生對其進行計算方面，還應(yīng)該讓他們對計算結(jié)果進行科學合理的對比，從而分析大象和演員對地面的不同壓強和壓力，完善學生心中對壓強的認知。

5.完善學生心中的壓強知識。在壓強教學的后期，教師應(yīng)該通過手握雞蛋等類似的實驗，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的實際情況，讓學生在實驗中對于壓強有更深的認知，進而完善他們的壓強知識。

參考文獻

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[2]信息技術(shù)與初中物理壓強與浮力教學的整合模式研究[D].馬玉嬌.東北師范大學.2013