初中物理教材有效二次開(kāi)發(fā)的實(shí)踐與研究

邵正雷

【摘 要】初中物理教材在知識(shí)編的排上，多以“學(xué)生的認(rèn)知順序”為導(dǎo)向，從而賦予課堂教學(xué)更多彈性空間。教師在研讀教材、綜合把握教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，應(yīng)立足教材，適當(dāng)融入“二次開(kāi)發(fā)”手段，激活物理課堂學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握。

【關(guān)鍵詞】物理；二次開(kāi)發(fā)；實(shí)踐研究

現(xiàn)以蘇科版物理教材“功和能”一節(jié)教學(xué)為例，探究二次開(kāi)發(fā)教材的實(shí)踐方法。

一、梳理“功和能”知識(shí)點(diǎn)橫向關(guān)系結(jié)構(gòu)，明確二次開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)

從初中生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律來(lái)看，前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)物體的運(yùn)動(dòng)、速度、路程、力和簡(jiǎn)單機(jī)械等知識(shí)，而引出“功和能”知識(shí)具有承接性、漸進(jìn)性、拓深性特點(diǎn)，也是觀察物理教學(xué)主線的基礎(chǔ)。圍繞蘇科版初中物理教材對(duì)“功和能”知識(shí)點(diǎn)的橫向編排關(guān)系，先介紹“功”的概念，認(rèn)識(shí)機(jī)械功的條件和單位；接著，探析“動(dòng)能”“勢(shì)能”“機(jī)械能”概念，并從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械能的轉(zhuǎn)化；再者，引出“機(jī)械能”與“內(nèi)能”的轉(zhuǎn)化關(guān)系，讓學(xué)生了解做功是改變內(nèi)能的一種方式，了解熱機(jī)原理，認(rèn)識(shí)壓縮與做功中的能量轉(zhuǎn)化；之后，認(rèn)識(shí)“電能表”“電功”，讓學(xué)生學(xué)會(huì)讀電能表，理解電功及公式；最后了解新能源概念及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。由此，可通過(guò)由淺入深的漸進(jìn)式策略，順應(yīng)初中生物理學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生逐漸了解“功和能”知識(shí)，為二次開(kāi)發(fā)創(chuàng)造條件。

二、通過(guò)“二次開(kāi)發(fā)”整合知識(shí)點(diǎn)，落實(shí)課標(biāo)教學(xué)任務(wù)

對(duì)教材知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，應(yīng)該圍繞課標(biāo)要求，細(xì)化教學(xué)任務(wù)，站在學(xué)習(xí)者的視角展現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系，幫助學(xué)生構(gòu)建“功和能”知識(shí)體系。通常，二次開(kāi)發(fā)需要遵循學(xué)生“缺位什么，開(kāi)發(fā)補(bǔ)償什么”的原則。如在學(xué)習(xí)“功”及認(rèn)識(shí)“機(jī)械功”概念時(shí)，除結(jié)合教材認(rèn)識(shí)“功”之外，我們還可以通過(guò)具體實(shí)例，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“什么是功”“做功了嗎”“測(cè)量做功”等方法。在認(rèn)識(shí)“動(dòng)能”“彈性勢(shì)能”“重力勢(shì)能”等概念時(shí)，既要關(guān)注簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象，還要分辨決定相關(guān)能量的影響因素，并了解機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。我們可以在“動(dòng)能”和“勢(shì)能”的學(xué)習(xí)中，融入“探究動(dòng)能”“模擬打樁”“觀察擺球”等實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生從動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中了解三種機(jī)械能的特點(diǎn)。在幫助學(xué)生理解“動(dòng)能”“勢(shì)能”時(shí)，本節(jié)編排設(shè)置在“功”之后，但并未對(duì)物體的受力及做功問(wèn)題有所涉及，為的是讓學(xué)生能夠很好地理解動(dòng)能、勢(shì)能大小的變化情況，以及對(duì)相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)。在“做功是改變內(nèi)能的一種方式”中，主要討論機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。在該節(jié)教材二次開(kāi)發(fā)上，我們可圍繞“熱機(jī)”“汽油機(jī)工作循環(huán)”知識(shí)點(diǎn)，延伸“做功改變物體內(nèi)能”“觀察點(diǎn)火爆炸現(xiàn)象”等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生從中“空氣壓縮引火”“點(diǎn)火爆炸”等實(shí)驗(yàn)中定性分析做功與努力轉(zhuǎn)換過(guò)程。由此得到“做功的兩個(gè)條件”，以及“做功是一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能”。同時(shí)，對(duì)于“做功”與“能量”轉(zhuǎn)化，在判斷是否“做功”時(shí)，不必拘泥于做功的兩個(gè)必要條件，還可以通過(guò)能量是否轉(zhuǎn)化來(lái)判斷。在學(xué)習(xí)電能表、電功等概念時(shí)，通過(guò)“比較兩個(gè)燈泡的亮暗”來(lái)分析電能與電功的關(guān)系。對(duì)于“電流做功”，教材中未指明“電流就是電荷的定向移動(dòng)”相關(guān)知識(shí)，學(xué)生對(duì)電流做功的理解存在模糊性。因此，需要從不同類(lèi)型用電器來(lái)分析電流做功及電能的轉(zhuǎn)化。還有，在學(xué)習(xí)“W=UIt”公式時(shí)，利用電能計(jì)算公式來(lái)計(jì)算電流做功的多少，可以讓學(xué)生從“功”與“能”的轉(zhuǎn)化關(guān)系分析入手，認(rèn)識(shí)“消耗的電能”轉(zhuǎn)化為其他形式的能。同樣，電功與電熱之間也是有區(qū)別的，我們要讓學(xué)生明白，電熱是能量的轉(zhuǎn)化，不是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。

三、對(duì)照“功和能”學(xué)習(xí)，完善二次開(kāi)發(fā)教學(xué)實(shí)踐

在認(rèn)識(shí)“功”的概念，了解“功”的單位“焦耳”時(shí)，我們可以延伸二次開(kāi)發(fā)。針對(duì)“1”焦耳的功有多大？將50g雞蛋從地面舉過(guò)頭頂，所做的功約為1焦耳。對(duì)該例的闡述，我們可以分析人舉蛋的過(guò)程中，通過(guò)體內(nèi)化學(xué)能實(shí)現(xiàn)對(duì)雞蛋做功，讓雞蛋獲得重力勢(shì)能。從定量分析來(lái)看，人舉蛋做功為1焦耳，消耗的體內(nèi)化學(xué)能為1焦耳，而雞蛋獲得的重力勢(shì)能增加1焦耳。同樣，在教材中，對(duì)于80g的皮球從高出自由下落5m，重力做功是多少？對(duì)該例的二次開(kāi)發(fā)，我們可以分析皮球的自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程，重力對(duì)皮球做功，皮球重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為皮球動(dòng)能，根據(jù)W=FS，重力做功為4焦耳，皮球的重力勢(shì)能減少了4焦耳，而動(dòng)能增加了4焦耳。根據(jù)教材知識(shí)點(diǎn)，對(duì)“動(dòng)能大小的影響因素”進(jìn)行探究，可通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)“動(dòng)能”大小及做功過(guò)程努力轉(zhuǎn)移的理解。設(shè)置一斜坡，將小車(chē)置于斜坡下滑，與靜止放在水平面上的木塊碰撞，小車(chē)速度減少，木塊獲得運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，融入“功和能”知識(shí)點(diǎn)，解釋小車(chē)在與木塊碰撞時(shí)，將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移給木塊，木塊獲得動(dòng)能。最后，對(duì)于“能量轉(zhuǎn)化和守恒定律”的學(xué)習(xí)，作為基本規(guī)律，將之與“做功”相聯(lián)系，讓學(xué)生了解“能量的轉(zhuǎn)化”是通過(guò)“做功”來(lái)完成的。也就是說(shuō)，做了多少功，就輸出多少能量。由此延伸，對(duì)于機(jī)械能做功的過(guò)程，也是能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。

總之，對(duì)教材進(jìn)行“二次開(kāi)發(fā)”旨在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，合理選用和開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)材料，順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展需求，提高物理教學(xué)成效。因此，教師應(yīng)明確教學(xué)目標(biāo)，整合教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，凸顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，創(chuàng)造性地使用和開(kāi)發(fā)教材。

【參考文獻(xiàn)】

[1]侯新宇.初中物理開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究[J].好家長(zhǎng)，2015（46）