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(huì)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(huì)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(jí)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(duì)功概念的理解，能正確判定力是否對(duì)物體做功;能用W=Fs計(jì)算功的大小，及對(duì)變形公式的理解應(yīng)用。筆者從以下四個(gè)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(gè)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(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)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(duì)兩個(gè)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(shí)候，一個(gè)物體受到力的作用，會(huì)有成效，可有時(shí)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(gè)情境用力的示意圖及釘子在力的作用下移動(dòng)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(gè)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(dòng)的距離。這個(gè)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(gè)學(xué)生把上課用的課桌往前勻速推不同的距離。勻速推動(dòng)桌子，推力大小不變，但是推動(dòng)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(dòng)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(guó)，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(duì)新冠肺炎疫情，中國(guó)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(guó)的潛力。在建設(shè)的過程中，通過各大媒體的報(bào)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(shí)，它們的成效有多大呢？現(xiàn)在我們就來模擬一下這個(gè)過程。

場(chǎng)景一：如圖1，將一個(gè)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(duì)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(shí)，力的成效與沿力的方向運(yùn)動(dòng)的距離成正比。

場(chǎng)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(duì)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(dòng)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(dòng)相同的距離時(shí)，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(dòng)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(gè)力對(duì)物體有成效，也就是力對(duì)物體做了功。功的大小等于力和在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。

知識(shí)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(shí)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(guó)科學(xué)家里奧利明確地把作用力F與沿力方向移動(dòng)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(hào)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(jiǎn)稱焦，符號(hào)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(dòng)了1 m的距離，這個(gè)力對(duì)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(gè)熟雞蛋，兩個(gè)雞蛋大約1 N，讓學(xué)生把它們舉高1 m，手對(duì)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(qǐng)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(gè)必要條件：

（1）有力作用在物體上;

（2）沿力的方向移動(dòng)了一段距離。

三、構(gòu)建模型，化繁為簡(jiǎn)

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(dòng)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(shí)，用物理的語言和符號(hào)將其總結(jié)出來，讓學(xué)生充分理解所學(xué)知識(shí)，再用所學(xué)知識(shí)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(jī)、降低教學(xué)質(zhì)量為代價(jià)。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(shí)，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(jiǎn)、不重復(fù)、有代表性。在批改作業(yè)時(shí)，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(cuò)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(jiǎn)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(duì)物體做功的例子，并與同學(xué)交流討論。

◇責(zé)任編輯 邱 艷◇