初中物理液体压强教学难点与对策分析

2023-07-04 12:36马慧健
求知导刊 2023年11期
关键词:教学难点教学对策初中物理

摘 要:文章阐述了初中物理液体压强教学存在的难点,并进一步分析了初中物理液体压强教学难点形成的主要原因,最后针对如何突破初中物理液体压强教学的难点提出对策:重新梳理教学内容,提高教案合理性;注重课前导入环节,提升知识连贯性;做好探究小组划分,加强实验合理性;合理选择教学方法,实现知识递进性。希望能够为相关教育工作者提供参考。

关键词:初中物理;液体压强;教学难点;教学对策

作者简介:马慧健(1994—),女,陕西省西安市西安泾河工业区中心学校。

压强是一个常见的物理概念,苏教版物理八年级上册将各类压强现象与浮力等关联性知识点整合成了一个单元,其中液体压强是其中重要的教学任务之一。笔者在教学的过程中发现学生们对固体压强的理解较为顺利,而液体压强由于和深度、液体密度以及重力常数等有关,在教学的过程中部分学生很难掌握液体压强知识的核心要点。本文主要针对该课的教学难点及对策进行研究。

一、初中物理液体压强教学存在的难点

第一,课程衔接问题。在固体压强的教学中一般利用物体的压力效果来表示压强,便于学生观测、理解,而液体压强与液体深度、密度、重力等有关,部分学生难以做好思维转换,因此如何做好知识点过渡成了教学难点之一。第二,公式测算问题。液体压强公式的计算比固体压强公式计算复杂得多,部分学生难以理解液体压强公式的机理。第三,实验操作问题。液体压强很难通过肉眼直接观测到,因此需要借助相应的测量仪器进行实验,而班级内的学生实验操作水平不一,会导致实验过程较为被动。第四,知识应用问题。新一轮教育改革提出了培育学生核心素养的要求,因此如何对液体压强这一课的知识点进行拓展,并加强这些知识点与实际生活之间的联系也成了教学的重难点之一[1]。

二、初中物理液体压强教学难点成因

(一)教材内容编排仍需改进

虽然当前的初中物理教材将相关知识内容进行了整合,但串联琐碎知识点的主线不明显,导致在教学过程中部分学生会出现逻辑断层的现象。苏教版初中物理八年级下册《压强和浮力》这一单元共有五个课时,其中三个课时都是关于压强的内容,因此可以看出压强知识是本单元的重点,应通过相应的物理历史事件或者定律将其有效串联。但当前除了沪教版初中物理教材,其他版本的教材缺乏对帕斯卡定律的详解,造成部分教师在教学过程中难以找到合适的课程导入素材,课程之间的衔接性不强,使得学生很难准确理解液体压强知识[2]。

(二)学生受到惯性思维误导

在同一单元的教学中,有的学生很难从前一节课的学习思维之中跳出来,在学习新的知识点时容易受到其他概念的影响,最终混淆各类知识点,在考试过程中不能清晰理解和判明题意。在学习液体压强之前,部分学生在脑海中已经有了对力、压力以及压强等知识与实验经验的累积,在学习液体压强一课时便受到惯性思维影响,将固体压强的相关计算方法以及理论概念套用在液体压强的测算上,如认为液体的质量越大,所产生的压强就越大,或者容器底面积越大,压强就会越小,等等。

(三)实验内容不符合学情

对于初中阶段的学生而言,在学习物理或者化学的知识时,单凭理论化的知识内容,很难建立起相应的学科思维,必须通过实验来对知识内容进行具象化理解。然而,当前教材中所设置的实验内容较为单一。例如,一些初中物理教材中提及了微小压强计,这一实验器材对于学生理解内部同一深度压强相等以及液体内部各个方向都有压强等知识起到了关键性的作用,但其具体原理比较复杂,还涉及玻意耳-马略特定律,为学生的知识学习提高了难度。

(四)液体压强知识较为抽象

从客观的角度来看,液体压强知识本身就具有一定的抽象性。在学习液体压强知识的过程中,学生不仅需要学会转换物理思维,还要学会利用等效替代的方式,对知识点进行深入探究。学生不仅要掌握力的作用效果,还要了解液体的密度、质量以及重力、面积等。可以说,液体压强知识内容集物理、化学和数学知识于一体。虽然学生在课堂中是主体,但教师是主导因素,教师如果没有提高教学活动和方法的适应性,就很难让学生理解液体压强的内在机制。

三、突破初中物理液体压强教学难点对策

(一)重新梳理教学内容,提高教案合理性

在教学过程中,教材是主要的教学工具。然而,有些教师过于依赖教材编排,其教案设计完全按照教材内容进行,因此有时会出现教学知识点断层、知识衔接较差等现象。为了有效解决这一问题,教师可以将液体压强这一课与大单元内容进行合并。教师可以设置具有探究意义的大概念、大任务和大项目,重新整合教学内容,从而减少设计落差和实施落差,精准地传递学习目标。例如,教师可以利用帕斯卡定律串联关于液体压强的知识点,让学生充分利用网络资源,在课前做好预习;还可以引导学生探究、发现和解决问题,促进学生的自主探究,激发学生的学习内驱力。相比于“填鸭式”教学,这种方式更能让学生产生自主学习的意识[3]。

同时,教师要注重课程结构的编排。在以往的教学中,部分教师为了全面展示液体压强一课的内容,常常在课堂中设置重复的实验项目,造成一些学生对物理实验缺乏兴趣,容易出现理论知识掌握不牢固,无法记住核心知识内容的情况。因此,建议教师通过思维导图等发散式工具,将本课中复杂琐碎的内容进行系统化梳理。例如,教师可以将课程分为三个环节:液體压强产生原因说明、液体压强内部规律探究、液体压强在生活中的应用,并将理论知识、实验环节和知识拓展有机结合,提高知识点之间的衔接性。例如,在进行液体压强产生原因说明时,教师需要讲授液体重力计算,并将其与内部规律中的影响因素相衔接,引入相应的计算公式,然后通过实验进行验证,加深学生对知识点的理解和记忆。

(二)注重课前导入环节,提升知识连贯性

有时候,为了缩短教学时间,教师可能会忽略课前导入环节。然而,如果教师一上来就直接讲述新课内容,不仅无法了解学生对先前知识的掌握情况,还会影响接下来的教学效率。因此,建议教师重视课前导入内容的编排,设计有效的课前复习环节,如通过PPT、动画等方式,总结上节课学习内容,并引出关键问题,以促使学生在思考中整合知识。

例如,在PPT中展示一个放在平面上的固体,由于受到重力作用,它会对支撑物的表面产生压力;而液体没有固定的形状,因此,将液体放入容器中,它是否会对容器的底部、侧面或内部产生压强呢?这时,教师可以让学生结合教材内容与同学一起探讨这个问题,并记录探讨结果。随后,开展简单的实验,例如让学生将手伸入装满水的塑料筒型器皿中,或让学生将四周打孔的塑料瓶放入塑料筒型器皿中并提起,让他们感受液体压强的大小。经过前期的引导和铺垫,学生会自然而然地产生学习兴趣,结合与同伴的互动和研讨,他们可以分享自己的发现,提高分析和表达能力。这样的学习方式有利于后期理论性内容的讲解。

(三)做好探究小组划分,加强实验合理性

在新时期背景下,物理课程的教学不能仅仅停留在基础知识的讲授上,应该引入人文素养的培育,以实现学生核心素养的全面发展。因此,教师应该充分利用实验教学环节的实践性,结合学习小组的划分,让学生形成良好的互动与合作意识,营造良好的学习氛围,帮助学生攻克学习中的重点和难点问题。在分组的过程中,教师可以借鉴分层教育的相关方法,将班级内的學生依照能力倾向、学习水平、实践能力等划分为不同的层次。每个实验小组选择一名综合实力较强的学生作为组长,下设各个层次的组员,以保证每个实验小组的学习水平一致。在实验的过程中,教师可以根据学生不同的特长进行组内学习任务的分工,如有的学生负责实验记录,有的负责操作,有的负责撰写实验报告等。这样的教学方式不仅可以提高学生的动手实践能力,还有利于学生的合作意识、创新能力和沟通表达能力等人文素养的培育,实现物理课程教学的综合性与全面性。

微小压强实验是液体压强教学中的重点探究内容之一。教师应该让学生了解U型管压强计的测量原理和使用方法。为了让学生更好地理解,教师可以引入信息技术,通过多媒体教学设备进行模拟仿真展示,让实验小组通过观察和记录自主设计实验过程。教师应该在旁边进行监督和引导工作。这样,有些学习小组即使不能顺利完成任务,他们也可以通过对照其他学习小组,发现自己实验过程中存在的问题,进行自我改进。有时候,学生无法通过U型管精准地看出液体压强的具体数值。为了解决这个问题,教师可以利用气压传感器对实验进行改进,步骤如下:将数据处理器与橡皮膜探头和气压传感器相连→将探头放置在空气中→记录大气压强值并将数据归零→将探头放入实验液体中→观察电脑屏幕中传感器气压值的增长情况。在实验过程中,学生会发现,只有选择张力适中的橡皮膜才能使得液压增量与气压增量相近。因此,教师要向学生介绍相关测量仪器的灵活选择方法,为后期液体压强计算公式的讲解打下良好的基础[4]。

(四)合理选用教学方法,实现知识递进性

现代化教学方法,如LBL教学法、PBL教学法、CBL教学法等为教学带来了许多便利。基于液体压强知识内容的特点,教师可以采用PBL教学法与CBL教学法相结合的方式,通过问题链,让学生在实际案例以及实验中探寻液体压强机制。结合液体压强产生原因、规律以及生活应用三大板块,教师可以设计以下问题:问题一,液体内部存在压强的原因是什么?问题二,液体内部压强有哪些规律?问题三,液体压强原理如何应用于实际生活中?

在实际教学过程中,教师可以围绕这些大问题,设置一些过渡性、探究性或者迁移性的题目,将它们与教学情境或实验相融合,从而提升学生的求知欲望和合作探究的意识。例如,教师可设置过渡性问题:在微小压强实验中,有哪些实验条件可能影响实验结果?如何控制这些因素以保证实验准确性?设置探究性问题:液体内部的压强与哪些因素有关?为什么?我们应如何利用实验方法验证这些因素的影响?如何利用控制变量法进行探究?设置迁移性问题:U形管压强计只能定性比较液体压强的大小,如何利用固体压强知识将定性比较转化为定量数据?以上问题串联可以保证课堂各环节知识的衔接性,并且教师采用边引导边实验的方式,可以让学生更深入地理解和应用抽象化的知识内容。

结语

综上所述,在新课标背景下,初中物理教材进行了深度改革,对于单元和课程之间的知识点衔接性要求更高。因此,在教学过程中,教师应该改变以往的教学思路,加强教学现状研究,并了解教材编排规律,采用连贯性的教学方法,使得各类知识点可以有效衔接。这样,才能帮助学生更好地掌握课程内容的核心问题,打下物理学习的良好基础。

[参考文献]

[1]王爱生,包万凤. 初中物理液体压强教学难点的形成及突破[J]. 教学与管理,2022(28):57-60.

[2]顾诗燕. 基于深度学习的初中物理问题链设计研究[D].上海:华东师范大学,2022.

[3]李成超. 浅析初中物理液体压强教学过程中常见问题及对策[J]. 新课程,2020(49):119.

[4]赵艳娟. 创新物理实验教学  构建智慧课堂:以“液体的压强”一节为例[J].中学理科园地,2019,15(4):23-24.

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