翁曉磊
【摘 要】能量的概念是一個十分常用的、重要的物理概念,同時它也是非常抽象的,對于初中生而言既熟悉又陌生,國內(nèi)外的研究學(xué)者通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易將“能量”與“力”的概念相混淆。本文通過對初中物理能量概念教學(xué)的現(xiàn)狀進行分析,從而對能量概念的實際教學(xué)提出一些建議。主要通過三個步驟來完成:第一步,認(rèn)識能量的概念;第二步,理解能量的概念;第三步,應(yīng)用能量的概念。步步為營,讓學(xué)生正確理解能量的含義。
【關(guān)鍵詞】能量概念,教學(xué)策略
課程標(biāo)準(zhǔn)把初中物理課程內(nèi)容分為三個主題:物質(zhì)、運動和相互作用、能量。能量的相關(guān)知識貫穿于整個初中物理教材,它將看似互相獨立的熱學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)聯(lián)系起來,所以能量相關(guān)知識的教學(xué)也是初中物理教學(xué)的一條主線。能量的概念是一個重要和常用的物理概念,準(zhǔn)確理解其含義對于學(xué)習(xí)相關(guān)的知識起著基礎(chǔ)性作用,但同時它也是非常抽象的,對于初中生而言既熟悉又陌生,國內(nèi)外的研究學(xué)者通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易將“能量”與“力”的概念相混淆。筆者通過能量概念的課堂教學(xué)實踐,結(jié)合學(xué)生在課堂上的實際表現(xiàn),對初中物理能量概念教學(xué)的現(xiàn)狀進行分析,并對實際教學(xué)提出一些建議。
能量概念出現(xiàn)在教材(蘇科版)第十二章“機械能和內(nèi)能”中的第一節(jié)“動能 勢能 機械能”。筆者通過訪談的方式隨機采訪了剛學(xué)習(xí)完本節(jié)課題的26名同學(xué)。提出三個問題:1.什么是動能?2.哪些因素影響動能的大???3.什么是能量?結(jié)果發(fā)現(xiàn):前兩個問題分別有25個和23個同學(xué)回答出來,而第3個問題只有4個同學(xué)能較為完整的答出,8個同學(xué)在提示下勉強答出,而剩下14個同學(xué)的回答反映出對概念理解的偏差和錯誤。在教學(xué)過程中,一些教師對能量概念的教學(xué)不夠重視,簡單的給出概念之后便草草了事。筆者認(rèn)為明晰能量的概念應(yīng)是本節(jié)課題的第一重難點,并應(yīng)該以此為主線展開教學(xué)。
第一步,認(rèn)識能量的概念。
教師一般的處理方式是在舉出幾個實例后,便引入能量的概念“一個物體如果能夠?qū)α硪粋€物體做功,那么這個物體就具有能量”。在教學(xué)過程中,這樣的方式略顯生硬和唐突,是不利于抽象思維能力較弱的初中生接受的。
首先,應(yīng)復(fù)習(xí)功的概念。了解做功的兩個必要因素:1.對物體有力的作用;2.物體在這個力的方向上通過一定距離。通過復(fù)習(xí),有利于學(xué)生明確功和力之間的聯(lián)系和區(qū)別。然后,利用視頻引入能量的概念。播放一段正在做功的物體的視頻,提問:“此物體是否在做功?”學(xué)生答:“是。”教師此時順勢引入能量的概念。通過對已有知識的復(fù)習(xí)和觀察視頻后的感性認(rèn)識,學(xué)生能夠較輕松地初步建立起能量的概念。
第二步,理解能量的概念。
在引入能量的概念之后,通過事例或者視頻歸納出動能的概念“物體由于運動而具有的能”。接下來,大多教師往往直接進入“探究影響動能大小的因素”的教學(xué)環(huán)節(jié)。筆者認(rèn)為此時應(yīng)該創(chuàng)設(shè)契機,讓學(xué)生進一步理解能量的概念。
首先,提問:“靜止在校園里的汽車是否具有動能?你是如何判斷的?”學(xué)生往往會出現(xiàn)兩種判斷小車沒有動能的方法:1.小車沒有運動;2.小車不在做功。這兩種方法分別是利用動能和能量的概念進行判斷的,而第二種判斷方法恰好暴露了學(xué)生之前對能量概念理解的偏差。然后,教師追問:“不在做功的小車(物體)就一定沒有能量嗎?”(學(xué)生思考)“你能舉出反例嗎?”通過學(xué)生的討論可以發(fā)現(xiàn)第二種判斷方法是錯誤的。通過一系列的問題,點燃學(xué)生思維的火花,步步逼進,層層深入。接著,教師闡述“能夠做功的物體”與“正在做功的物體”的區(qū)別,可以更好地達到讓學(xué)生掌握能量概念的教學(xué)目的。最后,教師還可以介紹能量的另一種定義“能量可以理解為物體具有做功的本領(lǐng)”,這種定義更加有助于學(xué)生的理解。筆者要特別說明的是“能量是做功的本領(lǐng)”是我國八十年代以前許多物理教材采用的說法,這種說法并不是能量的準(zhǔn)確含義,也受到了美國學(xué)者萊爾曼和我國學(xué)者鄧仁忠的批評。但筆者認(rèn)為對于初步接觸能量概念和機械能的初中生而言,這種說法是可以進行介紹的。
第三步,應(yīng)用能量的概念。
在“探究影響動能大小的因素”教學(xué)環(huán)節(jié)結(jié)束后進入重力勢能概念的教學(xué)時,大多教師通常通過實例歸納出重力勢能的概念“物體由于被舉高而具有的能”。筆者認(rèn)為,重力勢能概念的歸納環(huán)節(jié)應(yīng)該交給學(xué)生,通過歸納,讓學(xué)生能夠簡單地應(yīng)用能量概念。
首先,教師提問:“生活中哪些例子可以說明被舉高的物體具有能量?”學(xué)生舉例,“例如泥石流能將人埋入亂石堆;打樁機的氣錘能夠?qū)洞蛉氲叵?;高中掉落的物體能夠在地面上砸出坑……”這些例子都說明了物體具有能量,但卻沒有提及到能量的本質(zhì)。然后,教師在重點強調(diào)學(xué)生所舉實例中的關(guān)鍵詞語“將人埋入亂石堆;將樁打入地下;在地面砸出坑”之后,提問:“為什么這些事例說明了被舉高的物體具有能量?”(因為它們能夠做功)通過應(yīng)用能量的概念,學(xué)生自己進行總結(jié)歸納,透過現(xiàn)象認(rèn)識本質(zhì),更加深刻的理解了能量的概念。
國家教委于2001年頒布的初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)首次把“能量”作為新教材課程內(nèi)容的三個主題之一,近年來考查與能量知識相關(guān)的考題數(shù)量和分值呈上升趨勢,可見能量相關(guān)知識在中學(xué)物理中的重要性。李政道在回答怎樣才能學(xué)好物理這一問題時曾強調(diào):“學(xué)習(xí)物理的首要問題是要弄清物理學(xué)中的基本概念?!彼哉_引導(dǎo)初中階段的學(xué)生建立能量的概念,對今后學(xué)習(xí)有關(guān)能量的知識、建立能量觀是十分重要的。筆者通過以上的教學(xué)步驟讓學(xué)生從對能量概念的初步感知到對其內(nèi)涵的確切認(rèn)識直至深刻理解,步步為營,經(jīng)過實踐檢驗,取得了良好的教學(xué)效果。
【參考文獻】
[1]閻金鐸,田世昆.《中學(xué)物理教學(xué)概論》[M],高等教育出版社,2003
[2]譚世略.《初中物理能量及相關(guān)概念教學(xué)的研究與實踐》[D],蘇州大學(xué),2009
(作者單位:江蘇省太倉市實驗中學(xué))