余瀟杭 王勁松

(深圳大學(xué)師范學(xué)院附屬中學(xué) 廣東 深圳 518060)

注重概念的建立過(guò)程
——“功率”教學(xué)設(shè)計(jì)

余瀟杭 王勁松

(深圳大學(xué)師范學(xué)院附屬中學(xué) 廣東 深圳 518060)

功率的概念對(duì)初中生來(lái)說(shuō)相對(duì)抽象，通過(guò)文中“功率”的教學(xué)設(shè)計(jì)，試圖注重創(chuàng)設(shè)生活情境、探究活動(dòng)、問(wèn)題情境，讓學(xué)生在具體情境中一步步建立起描述做功快慢的物理量——功率，體現(xiàn)注重概念建立過(guò)程的概念教學(xué)理念．

概念 建立 功率 教學(xué)設(shè)計(jì)

義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)提到不僅應(yīng)該讓學(xué)生掌握知識(shí)與技能，還要注重過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀[1]．功率的概念對(duì)初中生來(lái)說(shuō)相對(duì)抽象，“功率”教學(xué)設(shè)計(jì)需注重情境的創(chuàng)設(shè)和概念的建立過(guò)程，讓學(xué)生不僅知其然而且知其所以然．

1 教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)位于初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第十一章第2節(jié)[2]．學(xué)生在學(xué)習(xí)完功的概念之后進(jìn)一步了解如何描述做功快慢，學(xué)習(xí)本節(jié)也為后面學(xué)習(xí)機(jī)械能和簡(jiǎn)單機(jī)械打下基礎(chǔ)，因此本節(jié)在本章中具有承上啟下的作用．課標(biāo)對(duì)本節(jié)課的要求是知道功率，用生活中的實(shí)例說(shuō)明功率的含義．

2 學(xué)生情況分析

該階段的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)功的基本知識(shí)，同時(shí)對(duì)物理現(xiàn)象具有濃厚學(xué)習(xí)興趣，然而其抽象邏輯思維處于發(fā)展階段，他們需要在與概念有關(guān)的具體事物形象基礎(chǔ)上進(jìn)行概念學(xué)習(xí)，離開(kāi)了形象就難于概括出其本質(zhì)特點(diǎn)[3]．

3 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：理解并能運(yùn)用功率的概念．

難點(diǎn)：體會(huì)物理中描述“快慢”的思想方法．

4 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：理解并能運(yùn)用功率的概念．

過(guò)程與方法：體會(huì)功率概念的建立過(guò)程．

情感態(tài)度與價(jià)值觀：體會(huì)物理中描述“快慢”的思想方法，學(xué)會(huì)將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)生活中．

5 教學(xué)流程

6 教學(xué)過(guò)程

6.1 創(chuàng)設(shè)情境引入新課

媒體展示情境：深大附中教學(xué)樓向附近月亮灣大道方向拍攝的圖片——圖1(深大附中學(xué)生每天走在教學(xué)樓經(jīng)?？吹降木跋?、百度地圖中搜到的圖2(此地為一家集裝箱有限公司)、兩臺(tái)不同型號(hào)集裝箱及其各自的信息如圖3和表1所示．

圖1 深大附中附近月亮大道拍攝的照片

圖2 一家集裝箱公司的場(chǎng)景

圖3 兩臺(tái)起重機(jī)吊起不同的集裝箱

教師活動(dòng)：讓學(xué)生觀察這似曾相識(shí)的圖片中有很多的集裝箱，提出問(wèn)題，這么龐大而笨重的集裝箱用人力能不能提起來(lái)？不能的話(huà)應(yīng)該用什么來(lái)提起集裝箱？引導(dǎo)學(xué)生觀察圖1，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)工業(yè)中，是采用集裝箱起吊機(jī)來(lái)提升集裝箱的．

教師繼續(xù)提問(wèn)：假如你現(xiàn)在就是這家集裝箱公司的老板，想要購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)起吊機(jī)，現(xiàn)在有兩臺(tái)起吊機(jī)

供你選擇，實(shí)物圖如圖3和參數(shù)如表1，你要選哪一臺(tái)？為什么？

學(xué)生活動(dòng)：思考教師的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)如果讓兩臺(tái)起吊機(jī)同樣提升同一個(gè)集裝箱10 m高，則兩臺(tái)起吊機(jī)對(duì)集裝箱做的功相同，用已經(jīng)學(xué)過(guò)的功的知識(shí)還不夠幫助作出判斷，但從表1中還知道兩臺(tái)起吊機(jī)提升同一個(gè)集裝箱的時(shí)間不同，1號(hào)起吊機(jī)用的時(shí)間短，學(xué)生回答要選擇1號(hào)起吊機(jī)，原因是1號(hào)起吊機(jī)做功更快．

設(shè)計(jì)目的：讓學(xué)生在教師呈現(xiàn)的生活情境中發(fā)現(xiàn)，單憑對(duì)做功多少的判斷還不足夠解決實(shí)際問(wèn)題，還需要知道機(jī)器做功的快慢，從而意識(shí)到學(xué)習(xí)新知識(shí)的必要性，自然而然引出本節(jié)課的任務(wù)——像科學(xué)家一樣一起來(lái)尋找描述物體做功快慢的物理量．

表1 起重機(jī)參數(shù)

6.2 引導(dǎo)探究感性認(rèn)識(shí)

活動(dòng)情境：舉行“看誰(shuí)搬象棋快”的比賽．教師事先在講臺(tái)左右兩邊各放一張椅子，椅子上各放一盒象棋，再在講臺(tái)平面左右兩端放上兩個(gè)空棋盤(pán)．比賽規(guī)則：兩位同學(xué)上來(lái)把象棋搬到講臺(tái)上，看誰(shuí)搬得更快，前提是只能用手拿象棋，不限制一次拿的個(gè)數(shù)，獲勝者可以獲得象棋一副．

教師活動(dòng)：教師提問(wèn)，要怎么樣才能判斷誰(shuí)搬運(yùn)象棋更快？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分小組討論出多種判斷“誰(shuí)搬得快”的方法：一是限制必須搬完所有的象棋(32枚)，用時(shí)少的同學(xué)獲勝；二是規(guī)定相同時(shí)間，搬象棋多的同學(xué)獲勝．

有了兩種判斷勝負(fù)的方法后，先采用第一種判斷方法進(jìn)行比賽，兩位同學(xué)(一位男生一位女生)上講臺(tái)比賽，另有兩位同學(xué)當(dāng)計(jì)時(shí)員，計(jì)時(shí)并記錄下兩位同學(xué)搬運(yùn)的象棋個(gè)數(shù)都為32枚，以及各自所用的時(shí)間．

接下來(lái)，采用第二種方法進(jìn)行比賽，只讓一名同學(xué)計(jì)時(shí)，控制時(shí)間為10 s，看誰(shuí)搬的象棋個(gè)數(shù)更多，記下時(shí)間和兩名同學(xué)搬運(yùn)象棋的個(gè)數(shù)．

教師活動(dòng)：教師提問(wèn)，剛剛同學(xué)們搬運(yùn)象棋的時(shí)候有沒(méi)有對(duì)象棋做功？做了多少功能不能求出來(lái)？教師給出事先已經(jīng)測(cè)過(guò)的每個(gè)象棋的重力，約為0.044 N，椅子平面到講臺(tái)平面的高度差約為0.5 m．請(qǐng)同學(xué)們完成表2和表3．

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生運(yùn)用功的計(jì)算公式，完成表2和表3．

表2 搬運(yùn)象棋情況1

表3 搬運(yùn)象棋情況2

教師活動(dòng)：教師提問(wèn)，能不能判斷兩次比賽中分別誰(shuí)對(duì)象棋做功快？能否總結(jié)比較做功快慢的方法？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生從兩個(gè)表格的數(shù)據(jù)總結(jié)出比較物體做功快慢的兩種方法，一是做功相同的情況下，比較時(shí)間，用時(shí)越短，做功越快；二是在用時(shí)相同的情況下，比較做功多少，做功越多，則做功越快．

設(shè)計(jì)目的：功率的概念是抽象的，學(xué)生在活動(dòng)探究的體驗(yàn)中，親身感受到做功快慢的比較方法，初步對(duì)功率概念形成感性認(rèn)識(shí)，為后面感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)作鋪墊．

6.3 思考分析得出概念．

媒體呈現(xiàn)情境：事先測(cè)試的3名同學(xué)搬運(yùn)象棋情況的數(shù)據(jù)表格(表4)．

教師活動(dòng)：教師提問(wèn)，能否用剛剛得到的判斷做功快慢方法比較3名同學(xué)做功快慢的情況．

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生小組討論發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用方法一可以得到做功快慢C>A，運(yùn)用方法二可以得到做功快慢B>A，而對(duì)于B與C，他們用的時(shí)間不同，做功大小也不同，沒(méi)法進(jìn)行比較．

教師活動(dòng)：教師提出問(wèn)題，只有在時(shí)間相同情況下才好比較，怎樣計(jì)算B與C相同時(shí)間內(nèi)各自所做的功？這個(gè)“相同時(shí)間”取多少比較合理且方便？

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生在教師的引導(dǎo)下想到求他們各自在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，計(jì)算并對(duì)表4最后一欄補(bǔ)充完整后，明顯看到做功快慢C>B>A．

教師活動(dòng)：教師說(shuō)明，單位時(shí)間內(nèi)所做的功即功率的定義，并對(duì)功率的定義式、物理意義、單位等進(jìn)行解釋后，并不是立刻進(jìn)入應(yīng)用環(huán)節(jié)，而是引導(dǎo)學(xué)生回頭看看剛剛是如何一步步得到功率概念的，并且與前面學(xué)習(xí)過(guò)的速度概念進(jìn)行類(lèi)比，總結(jié)出物理中描述快慢的思想方法，即求“單位時(shí)間內(nèi)完成的數(shù)量”，滲透比值定義法的思想．同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察表4，發(fā)現(xiàn)用前面得到的比較做功快慢的方法，只能兩兩進(jìn)行比較，應(yīng)付多個(gè)物體進(jìn)行比較以及時(shí)間不同，做功不同的情況則不適用，但是在物理中，定義了功率之后，只要求物體單位時(shí)間內(nèi)做的功，則做功快慢一目了然．強(qiáng)調(diào)物理概念和規(guī)律的簡(jiǎn)潔美和普適性，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)的奧妙．

表4 3名同學(xué)搬運(yùn)象棋情況

設(shè)計(jì)目的：在比較做功快慢的方法基礎(chǔ)上引導(dǎo)出求單位時(shí)間內(nèi)做的功，貼近學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)提出問(wèn)題，一步步幫助學(xué)生進(jìn)行思維加工，最后建立起抽象的概念，并且注重物理思想方法的滲透，讓學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然．

6.4 應(yīng)用概念鞏固加深

問(wèn)題情境：1 W到底有多大？想不想感受1 W的大小？能不能估測(cè)你自己從地面蹦起來(lái)到最高點(diǎn)這一過(guò)程的平均功率？

教師活動(dòng)：教師提問(wèn)，怎么測(cè)量你自己從地面蹦起來(lái)到最高點(diǎn)這一過(guò)程的平均功率？需要測(cè)量哪些量？要測(cè)量這些物理量需要什么儀器？你的方案是什么？

有了方案之后，請(qǐng)一個(gè)小組上來(lái)合作，其中一名同學(xué)記錄數(shù)據(jù)，一名同學(xué)測(cè)量高度，一名同學(xué)計(jì)時(shí)，一名同學(xué)負(fù)責(zé)蹦起．最后，學(xué)生估測(cè)得到蹦起這一下的平均功率大約為500 W．在體驗(yàn)中學(xué)生親身感受到1 W實(shí)際上是比較小的，蹦跳一下的功率就有幾百W．

教師活動(dòng)：教師總結(jié)1 W是比較小的，用多媒體呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中運(yùn)動(dòng)員跑步、大型輪船、汽車(chē)的功率大小．

布置課后作業(yè)：分小組設(shè)計(jì)測(cè)量爬樓梯的平均功率的實(shí)驗(yàn)方案，并實(shí)施方案，下節(jié)課課上展示各小組的測(cè)量結(jié)果．

設(shè)計(jì)目的：學(xué)生學(xué)習(xí)完一個(gè)新物理量后，對(duì)于在現(xiàn)實(shí)中如何測(cè)量它以及其單位大小的感受并不深，適當(dāng)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，讓學(xué)生現(xiàn)實(shí)中估測(cè)該物理量，有助于幫助學(xué)生加深理解概念，學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題．

功率的概念對(duì)初中生來(lái)說(shuō)相對(duì)抽象，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，注重創(chuàng)設(shè)生活情境、探究活動(dòng)、問(wèn)題情境，讓學(xué)生在具體情境中，意識(shí)到學(xué)習(xí)新概念的必要性并一步步通過(guò)觀察、思考、分析，如科學(xué)家般建立起描述做功快慢的物理量——功率，在功率概念的建立過(guò)程中更體會(huì)了物理中運(yùn)用比值定義來(lái)度量“快慢”這一科學(xué)思想方法，不僅增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，還提高了學(xué)生的理解能力、推理能力．本節(jié)課只是對(duì)功率概念作了簡(jiǎn)單應(yīng)用，沒(méi)有對(duì)功率概念的應(yīng)用做進(jìn)一步的鞏固和提高，有待后續(xù)課程完成．

1 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn).北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.8～9

2 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育教科書(shū)物理八年級(jí)下冊(cè).北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.61～71

2016-12-12)