深度學習理念下的壓強教學策略

■胡峰芳

深度學習理論強調前后學習內容的有機整合，要求學習者形成自我對知識的理解，構建新的知識體系，并在知識的遷移運用和問題解決中，不斷地調控完善知識體系的建構。深度學習理念在實際教學中的滲透，能有效地促進學生高階思維的發展，而物理思維是物理核心素養重要的組成部分。下面筆者結合教學實踐談談基于深度學習理念下的壓強教學策略。

一、創設實驗，加深學生對概念的理解

物理課程標準中對壓強的要求是通過實驗理解壓強，屬于理解層次，是重點也是難點之一。筆者發現學生對壓力與壓力的作用效果經常分不清楚。壓力是一種力。壓力的作用效果是壓力作用后產生的，往往是指壓力作用在泡沫、塑料等一些物體上后產生的形變程度。壓力作用效果與受力面的材料、壓力和受力面積都有關系。學習完這部分內容后，學生已經知道了壓力的作用效果與哪些因素有關，全班也幾乎能回答出壓力大小和受力面積有關。筆者問：“老師和全班45名同學站在沙坑中，誰能使沙坑產生的凹陷程度最大？”40名學生選出了全班體重最重的一位，僅有5名學生回答正確并知道壓力作用效果還與受力面積有關。因此，回答此問還要看學生所穿鞋子的大小。筆者追問有沒有可能是老師本人？只有35名學生認為有可能，有10名學生依然認為不可能，原因是老師體重太輕了。由此可見，學生學會了書本上的物理知識卻不能在實際情境中用以解決問題，其本質是并未真正理解這個概念。

挖掘出學生的誤區后就應及時糾正，觀察實驗必不可少。從上述測試可以看出，光用知識解釋現象，部分學生還是心有疑慮的，眼見為實的證據更具說服力。在該班學生上體育課的課間，筆者特意穿了雙尖跟的皮鞋，與該班學生一起站到平整的沙坑里，觀察沙坑凹陷程度，找出了使沙坑凹陷程度最大的人——正是老師本人。有些學生還在沙坑里踮起腳尖，抱起其他同學，比比誰的凹陷程度更大。創設貼切的實驗能夠更大地激發學生的好奇心和求知欲。學生在實際情境中應用物理知識解決問題是理解概念的重要過程，是培養科學素養的有效途徑。

對于中學生來說，把情境化試題轉化為非情境化試題，需要把物理知識跟問題情境進行關聯。因此，必要的練習能促使學生把習得的概念從陳述性知識向程序性知識轉化。

例1.一名體重為500N的學生和旁邊的木箱同時在爛泥地上的情況如圖1所示，若他一只鞋底的面積為200cm2，通過觀察圖中的情形，請你估計木箱對地面的壓強約為（ ）。

圖1

A.12500Pa B.250000Pa

C.1250Pa D.2500Pa

例2.甲乙兩個等高圓柱體由同種材料構成，現放在水平地面上，請判斷它們對水平地面的壓強大小 。

圖2

上述兩題進一步幫助學生理解壓強大小不僅取決于壓力大小，還與受力面積有關。

二、升華概念，促進高階思維發展

筆者把物理知識跟自然現象中、實際問題中的情境關聯起來，學生便能從真實情境中看到相關的物理原理、物理條件或物理要求。

筆者首先設置認知沖突，在學生學會了估測自己雙腳站立時對地面的壓強大小后，提問：“一只腳對地面的壓強大小是多少？”全班45人中有43人回答——把剛才算出的數據除以2，原因是每只腳承擔一半。學生回答錯誤的原因是只能看到受力面積的變化，無法觀察壓力大小的變化。要測量上述情境中一只腳對地面的壓強，操作性不強，所以我們可以先選擇替代性實驗，讓每名學生動手參與。比如，取一張方形的紙代替人，中間畫一條線分別代表兩只腳，通過測量計算出它對水平桌面的壓強，要求學生求此時其中一只腳對桌面的壓強。學生沿線把紙裁成兩半，重新計算，發現結果與原來相同（實驗中紙張可以裁成任意大小計算壓強）。通過多次實驗計算，大部分學生能從中慢慢體會到壓強與壓力的真正含義。此實驗也可以用兩塊相同的木塊、兩塊相同的磚頭等易分割的物體替代。

在實驗結束后，筆者又創設了幾個促進高階思維發展的學習任務，充分調動學生思維的積極性，促進學生對知識的深度理解。

例3.坦克要越過壕溝時，可將備有的氣袋放入壕溝，給氣袋充滿氣，這樣坦克通過壕溝就像走平地一樣。當坦克的前一半履帶壓在氣袋上時，對氣袋的壓強為P1。設坦克在水平地面上行駛時，對地面的壓強為P2，坦克前后是對稱的。則以下有關兩種情況下壓強的比較結果，正確的是( )。

例4.如圖3，三個體重、體型相同的人疊成兩層靜態造型，每人體重均為G，每只鞋的鞋底面積均為S，則圖中箭頭所指的那只腳對水平地面的壓強為（ ）。

例3將生活中的情境遷移到了科技中，而且我們不可能實際去測量驗證，需要學生應用概念進行判斷推理，這就是思維的培養。例4針對學生容易產生的誤區進行情境升級，通過情形變換幫助學生進一步理解壓強的物理意義。

圖3

物理學科的核心素養是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化的帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的關鍵成分。在課堂教學中，課堂的效率很大程度上取決于學習目標定位是否準確，方法是否得當。能挖掘情境暴露學生的誤區,更有利于我們精準教學，制定更有針對性