館陶文教體局教研室,河北省館陶縣057750
功概念的引入是激發(fā)學(xué)生的需要感,按需要引入,它主要通過情景的創(chuàng)設(shè),營(yíng)造一個(gè)力與距離的乘積具有一定涵義的氛圍,然后再給出功的概念,如滬科版和蘇科版都采用這種方式。
在學(xué)習(xí)“功”的概念時(shí),若直接引入只能靠大量的習(xí)題來強(qiáng)化,靠糾錯(cuò)來提高,將生活中的功與物理中的功硬性區(qū)分開來,這樣做的后果只會(huì)增加同學(xué)的困惑,使他們對(duì)物理產(chǎn)生高深莫測(cè)的神秘感,不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和正確的思維方法;而按需要引入則可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,通過從舊知識(shí)的現(xiàn)象、邏輯關(guān)系中去發(fā)現(xiàn)新問題,得出新見解,讓學(xué)生既學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的策略,又體會(huì)了研究問題的方法。隨著九年義務(wù)教育教材的多樣化,我們可喜地看出,功概念的引入己逐漸從那些僵化教條的直接引入中走了出來,較多地體現(xiàn)出了探究思想的韻味。
如上??茖W(xué)技術(shù)出版社出版的義務(wù)教育課標(biāo)教材(司南版)就是以問題作為契機(jī)處理功的引入的?課題的名稱是“做功了嗎?”,小標(biāo)題是“機(jī)械功”。
早期,人們?cè)谑褂煤?jiǎn)單機(jī)械時(shí)發(fā)現(xiàn),省力的機(jī)械不省距離,省距離的機(jī)械不省力,力和距離之間到底存在什么樣的關(guān)系呢?為了評(píng)價(jià)機(jī)器的功效,機(jī)械師們提出了“功”的概念,后來這一概念引入到物理學(xué)中。
如圖1所示,人們?cè)谑褂脛?dòng)滑輪提升重物時(shí)發(fā)現(xiàn),拉力F是物重G的一半,拉力上升的距離s是重物上升高度h的2倍。如果把拉力F與上升的距離s相乘,正好等于物重G與物體上升距離h的乘積,即Fs=Gh。后來又發(fā)現(xiàn)使用其他機(jī)械也是如此,于是人們開始認(rèn)識(shí)到,力和物體在力的方向的乘積,是一個(gè)有意義的物理量。
物理學(xué)中把力和在力的方向移動(dòng)距離的乘積叫做機(jī)械功,簡(jiǎn)稱功。
你看,功概念的引入是建立在問題基礎(chǔ)上,是通過前面知識(shí)的鋪墊得來的,是在舊知識(shí)之上產(chǎn)生的新問題,得之自然順暢,既合情又合理。蘇科版教材好像還不放心,又在引入功的概念前加了一個(gè)“探究斜面”的小實(shí)驗(yàn)。
如圖2所示,每次在小車上放不同數(shù)量的砝碼,沿斜面方向勻速拉動(dòng)小車,分別測(cè)出拉力的大小F、小車通過的距離s、小車及車上的砝碼所受的重力G、上升的高度h,并記錄在下表中。
假設(shè)用手直接把重為G的物體提升h高度,所用拉力等于G,手移動(dòng)的距離等于h,如果利用斜面完成同樣的任務(wù),所用拉力F<G,重物通過的距離s>h,可以發(fā)現(xiàn)Fs與Gh近似相等。
力與物體在力的方向上通過距離的乘積是一個(gè)有物理意義的量。在物理學(xué)中,我們稱這一乘積為機(jī)械功,簡(jiǎn)稱功。
經(jīng)過這樣的探究活動(dòng),學(xué)生會(huì)在Fs=Gh上產(chǎn)生看法,二者相等的含義是什么?使用機(jī)械時(shí)其內(nèi)部肯定有一定的規(guī)律,省力的同時(shí)不能省距離,省距離的同時(shí)也不能省力,我們用什么概念把這些現(xiàn)象概括出來呢?在疑問中通過猜想及彼此間的交流產(chǎn)生自己的新認(rèn)識(shí),感到力與在力的方向上通過距離的乘積是有物理意義的,這時(shí)才提出功的概念,強(qiáng)調(diào)做功的兩個(gè)因素,從而可以自然地進(jìn)入有關(guān)功知識(shí)的下一步學(xué)習(xí)中。你看,這不是在探究中既學(xué)會(huì)了方法,又體會(huì)到了樂趣嗎;同時(shí),這樣引入功的概念也揭示了功的原理內(nèi)容,即使用任何機(jī)械都不省功,將二者以這種方式結(jié)合,可以起到一箭雙雕的作用。
以前功的原理內(nèi)容是在功概念之后單獨(dú)安排學(xué)習(xí)的,占一課時(shí),主要針對(duì)機(jī)械是否省功展開的探究,實(shí)驗(yàn)的目的性很強(qiáng),思維相對(duì)集中;而現(xiàn)在則是先從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出了“任何機(jī)械都不省功”的原理,并由此產(chǎn)生問題,然后再引入功的概念,這一小小的變化說明了功的概念不是憑空產(chǎn)生的,是從物理現(xiàn)象中總結(jié)提出的,它的基礎(chǔ)是物理實(shí)事,是為了研究問題方便而建立的,這也正是所有物理概念引入的基礎(chǔ),探究的目的也在于此。
參考文獻(xiàn)
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