新課標(biāo)下初中物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)探索

繆志立　王冬麗

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2022年版）指出：物理學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中學(xué)會科學(xué)探究的步驟和方法，了解物理概念提出的過程?！肮Α笔侵袑W(xué)物理教材中很重要的概念之一，在教學(xué)中，多數(shù)教師都是直接給出功的定義，讓學(xué)生牢記，應(yīng)付考試。但是，隨著“雙減”政策的落地實(shí)施，作為義務(wù)教育階段的教師，僅僅教會學(xué)生應(yīng)試技巧是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。下面筆者就以滬科版八年級物理教科書第十章第三節(jié)“做功了嗎”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，分享什么樣的教學(xué)設(shè)計(jì)能使教學(xué)過程提質(zhì)增效。

“做功了嗎”一節(jié)教學(xué)的重、難點(diǎn)：對功概念的理解，能正確判定力是否對物體做功;能用W=Fs計(jì)算功的大小，及對變形公式的理解應(yīng)用。筆者從以下四個環(huán)節(jié)來設(shè)計(jì)教學(xué)過程。

一、創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑導(dǎo)入

課前筆者準(zhǔn)備好材料，在一個木塊里釘入兩顆釘子。其中一顆釘子弄得很松，可以輕松地拔出來;另外一顆釘入木板的釘子，不做任何處理，并請男老師試過，拔不出來。但是，兩顆釘子從外觀上看不出任何區(qū)別。課堂上，筆者請一位身材小巧的女同學(xué)來拔好拔的那顆釘子，她很輕松地拔了出來;又請一位較強(qiáng)壯的男生拔另一顆釘子，在同學(xué)們的加油聲中，男生依舊沒有拔出來。接著，筆者對兩個同學(xué)拔釘子的過程進(jìn)行分析，如表1。

教師：同學(xué)們，生活中很多時候，一個物體受到力的作用，會有成效，可有時候卻沒有成效，收到的成效與力的大小也有關(guān)系。我們今天就來探究力的成效在物理中的表現(xiàn)形式，以及影響力的成效的因素有哪些。

在兩位同學(xué)拔釘子的過程中，筆者把兩個情境用力的示意圖及釘子在力的作用下移動的距離在黑板上呈現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生用建模的方式來描述物理情境。這樣可以幫助學(xué)生分析理解一些較為復(fù)雜的物理問題。

二、觀察討論，發(fā)現(xiàn)規(guī)律

（一）影響力成效大小的因素有哪些

1.力的大小。這個方面很多同學(xué)都能夠從情境引入的實(shí)例中得到。

2.物體在力的方向上移動的距離。這個方面如果學(xué)生說不出來，教師可以設(shè)計(jì)情境，如讓同一個學(xué)生把上課用的課桌往前勻速推不同的距離。勻速推動桌子，推力大小不變，但是推動的距離不同，成效也不同。

結(jié)論：影響力成效的因素有力的大小和物體在力的方向上移動的距離的遠(yuǎn)近。

（二）定量分析力的成效

情感教育：現(xiàn)在的中國，被譽(yù)為“基建狂魔”，創(chuàng)造出了無數(shù)的基礎(chǔ)建設(shè)奇跡。面對新冠肺炎疫情，中國分別用了9天和12天，建造了“火神山”和“雷神山”兩所高要求的醫(yī)院。兩所醫(yī)院的建設(shè)讓更多人看到了裝配式建筑在中國的潛力。在建設(shè)的過程中，通過各大媒體的報道，我們看到了很多大型的吊車，吊起了建筑材料。那么不同的吊車在吊起不同材料時，它們的成效有多大呢？現(xiàn)在我們就來模擬一下這個過程。

場景一：如圖1，將一個質(zhì)量為m的木塊分別勻速提升h、2h、3h的高度。

分析：物體勻速上升，G=F。每一次起重機(jī)對物體的拉力相等，物體上升的高度不同，拉力的成效也不同。因?yàn)榈诙紊仙木嚯x是第一次的兩倍，所以成效也是第一次的兩倍;第三次上升的距離是第一次的三倍，所以成效也是第一次的三倍。

結(jié)論：當(dāng)物體受力相同時，力的成效與沿力的方向運(yùn)動的距離成正比。

場景二：將質(zhì)量分別為m、2m、3m的木塊分別勻速提升相同的高度H：

分析：質(zhì)量不相同的物體勻速上升相同的高度，對物體進(jìn)行受力分析，三次分別受重力和拉力的作用。雖然物體在拉力的作用下，沿拉力的方向移動了相同的距離，但是由于第一次G=F，第二次2G=2F，第三次3G=3F，所以三次拉力的成效也是不一樣的，力越大，成效越高。

結(jié)論：當(dāng)物體在力的方向上移動相同的距離時，力的成效與力的大小成正比。

最終結(jié)論：力的成效與力的大小成正比，與物體在力的方向上移動的距離成正比。在物理學(xué)中，我們用“功”來表示力的成效，如果物體受到力的作用，且在力的方向上有位置的改變，就稱這個力對物體有成效，也就是力對物體做了功。功的大小等于力和在力的方向上移動的距離的乘積。

知識來源：功的概念的提出是為了滿足早期工業(yè)革命的需要。當(dāng)時的工程師為了比較蒸汽機(jī)的效益，在實(shí)踐中逐漸統(tǒng)一用機(jī)器舉起的物體的重力G與高度h之積來度量機(jī)器的輸出。最終，19世紀(jì)初，法國科學(xué)家里奧利明確地把作用力F與沿力方向移動的距離s的乘積稱為功。

相關(guān)信息：

（1）由于工作的單詞為Work，物理中功的符號為W。

（2）功的計(jì)算：功=力×距離，W=F·s。

（3）功的單位：N·m。

學(xué)生閱讀課本信息窗，找到功的單位還有焦耳，簡稱焦，符號為J，1 J=1 N·m

（4）物理意義：物體受到1 N的力的作用，并在力的方向上移動了1 m的距離，這個力對物體做的功為1 J。

體驗(yàn)感知：體驗(yàn)1 J的大小，提前準(zhǔn)備好兩個熟雞蛋，兩個雞蛋大約1 N，讓學(xué)生把它們舉高1 m，手對雞蛋做的功為1 J。

分析與思考：分析做功和不做功的例子，給出圖片，讓學(xué)生自己分析做功還是不做功，思考、分析，并請學(xué)生回答圖3中的做功情況。

讓學(xué)生總結(jié)做功的兩個必要條件：

（1）有力作用在物體上;

（2）沿力的方向移動了一段距離。

三、構(gòu)建模型，化繁為簡

在圖4中，讓學(xué)生用作圖的方法說明物體是否做功。

“雙減”政策下，根據(jù)初中生的特點(diǎn)，在課堂中設(shè)計(jì)不同情境，可充分調(diào)動他們學(xué)習(xí)的積極性。用生活中常見的現(xiàn)象引出物理知識，用物理的語言和符號將其總結(jié)出來，讓學(xué)生充分理解所學(xué)知識，再用所學(xué)知識解決生活中的實(shí)際問題。

四、減負(fù)增效，精準(zhǔn)作業(yè)

“雙減”政策提出，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，但是不能以犧牲學(xué)生成績、降低教學(xué)質(zhì)量為代價。在提高課堂效率、優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)的同時，作業(yè)設(shè)計(jì)是鞏固課堂教學(xué)效果的主要方式。教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的學(xué)情，有的放矢地布置有層次的作業(yè)，盡量讓作業(yè)精簡、不重復(fù)、有代表性。在批改作業(yè)時，教師應(yīng)做到全批全改，提高作業(yè)批改的質(zhì)量，指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成收集整理作業(yè)錯題的習(xí)慣。

本節(jié)課布置兩類課后作業(yè)：

書面作業(yè)類：判斷物體是否做功，功的簡單計(jì)算等;

實(shí)踐性作業(yè)類：讓學(xué)生課后收集生活中對物體做功的例子，并與同學(xué)交流討論。

責(zé)任編輯 邱 艷