打破平衡 凸顯作用

在物理教學中，“平衡”既可以是物質世界的基本狀態，也可以是學生認知建構的潛在心理框架。然而，靜態的平衡往往掩蓋了科學本質的深層邏輯一一大氣壓強的抽象性。空氣無處不在，一般情況下是平衡的，因此，它難以被學生直觀感知。教學中，教師若打破學生的這種“習以為常”，將“隱匿”的物理規律轉化為可觸摸、可探究、可遷移的體驗，將有助于學生思維進階發展。

第十屆《初中生世界》名師精品課堂觀摩與研討活動中，筆者執教“氣體的壓強”一課，嘗試從物理現象的內外平衡，學科實踐的場域限制，認知發展的思維水平三個維度切人，通過“破局一重構一應用\"的教學路徑，讓學生在認知失衡與重建的過程中，深刻體會大氣壓的存在，并學會應用大氣壓。

一、打破內外平衡，凸顯大氣壓的作用

1.實驗創設：制造氣壓差的直觀沖突

教學前，筆者先讓學生站在油桶上，或使勁按壓油桶，挑戰把油桶壓癟；然后，在油桶中加人適量清水，加熱至沸騰；最后，將油桶倒扣入冰水中。桶內水蒸氣急速液化，導致氣壓驟降，外部大氣壓瞬間將鐵桶壓癟，同時發出巨大的聲音。這一強烈的視覺和聽覺沖擊，與學生認識中的“空氣無形即無作用力”產生認知沖突。無形空氣與有形固體的碰撞，使學生的注意力自然而然地聚焦到氣壓差這一核心要素上。

2.知識遷移：從物理到生活的認知轉換

隨后，筆者以吸盤吸附物體，吸管吸飲料，馬桶塞疏通下水道等生活實例引導學生分析“如何通過改變物體內部氣壓，顯現大氣壓的作用”，將“減小內部氣壓”的問題轉化為解決現實問題。比如，筆者讓學生擠壓出馬桶塞內部的空氣，觀察凳子在大氣壓作用下被提起的過程，以此打破實驗現象與生活應用的割裂狀態，讓學生在“觀察一模仿一解釋\"的循環中理解大氣壓的本質。

二、突破場域限制，強化學科實踐

1.空間場域拓展：從室內到戶外的立體 化探究

在傳統課堂教學中，因水銀有毒，托里拆利實驗難以實操。筆者打破在教室上課的空間局限，將15米長的透明塑料管從四樓垂至一樓水箱，用抽氣機抽氣，直觀呈現大氣壓支撐水柱的高度。這一操作使得數據直觀化，“約10米\"這一可估測、可感知的高度量化了大氣壓；風險可控化，規避了水銀的危害；參與全員化，戶外實踐允許更多學生參與，打破了傳統室內授課的空間束縛，增強了實驗的互動性。

2.學科場域融合：科學史與實驗探究的雙向滲透

在“馬德堡半球實驗”的演示環節，筆者引人1654年格里克實驗的歷史背景，將科學發現還原為充滿張力的歷史事件。學生在模擬實驗中，不僅感受到了大氣壓的強度，更體會到了科學突破需要打破常規思維的科學精神。這種融合歷史情境與實踐演繹的教學方式，打破了知識傳授與價值重塑之間的平衡，使物理學習成為科學本質與人文精神的統一體。

三、沖破認知局限，促進思維進階

1.從現象觀察到原理建模的思維跨越

筆者以學生已知模型“液體因重力和流動性而對各個方向產生壓強”，引導學生觀察立方體在抽氣后四周的橡皮膜的凹陷方向，類比得出“大氣因流體性質也對各個方向產生壓強”的初步結論，幫助學生建立“流體共性一氣體特性”的思維鏈條，將不可見的大氣作用轉化為可類比的物理模型，完成從“已有認知”到“類比建模”的思維跨越。

2.從定量測量到誤差分析的科學本質建構

在“估測大氣壓\"實驗中，學生使用注射器、沙桶等簡易器材測量的大氣壓值存在差異。筆者順勢引導，將測量偏差轉化為學生深度學習的契機，打破學生對“實驗必須準確”的認知，讓學生通過誤差溯源，改進測量方法，體驗“理論優化一實踐迭代”的探究邏輯，培養證據意識和批判性思維。

3.從知識應用到問題解決的高階思維 培養

最后，筆者拋出“如何讓癟陷的油桶重新鼓起來\"的問題，讓學生運用增大內部氣壓的方式設計方案。這種從解釋現象到解決問題的轉換，打破了傳統的知識單向輸入模式，推動學生思維創造性躍升，凸顯了物理學習“帶著問題進教室，帶著問題離教室”的學習方式。

“氣體的壓強\"這節課，筆者通過三重破局，構建了“現象沖突激發興趣一場域拓展深化體驗一思維進階培育素養”的立體化教學路徑，“平衡”與“破局”的辯證關系貫穿始終。從大氣壓強的“打破內外平衡”到認知結構的“思維進階”，本質上都是引導學生在“質疑一探究一重構\"的循環中認識學科本質，讓物理學習真正成為學生激活思維、培育素養的動態生長過程。

本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃2021年度課題“‘雙減’背景下理解導向的初中物理課前診斷的行動研究\"（E-c/2021/36）和無錫市教育科學“十四五”規劃2025年度課題“初中物理教師項目化教學能力提升策略研究\"（A/D/2025/33）階段性研究成果。

（作者為正高級教師，江蘇省教育家型教師創新培育計劃培養對象，江蘇省名校長工作室主持人，江蘇省鄉村骨干教師培育站導師，現為江陰市夏港中學黨支部書記、校長）