用探究的思想學(xué)習(xí)“功”的概念

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，使他們對物理產(chǎn)生高深莫測的神秘感，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。

如上海科學(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，人們在使用簡單機(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，人們在使用動(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F_s=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，是通過前面知識的鋪墊得來的，是在舊知識之上產(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)F_s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，簡稱功。

經(jīng)過這樣的探究活動(dòng)，學(xué)生會(huì)在F_s=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，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)

［1］錢亞梅，“功的概念的引入”，物理教學(xué)，2006.4

［2］2廖伯琴，何潤偉．物理．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．7