功的教學

摘 要：在初中和高中的物理教學中，都有“功”這一教學內容。但是初、高中相關的教材、教法、甚至功的定義，都存在較大的差異。本文作者針對教學過程中，如何較好地實現“功”這一內容的初、高中知識銜接，提出了自己的思考。

關鍵詞：物理教學； 初、高中銜接

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2016）01-030-001

高中與初中的物理教學有著不同的范圍和層次，存在著較大的差異。所以我認為作為一名高中物理教師，了解初中物理教材上的相關內容，清楚高中學生在初中階段對相關知識點的學習情況，不僅可以有效地幫助學生實現知識的無縫對接，而且可以顯著地提高課堂效率。

例如“功”這一知識點，在初、高中教材中都占有極其重要的地位，但是初、高中教材對這一物理概念的文字表述差別很大。

1.初中教材分析

“功”這一知識點在初中教材中的位置是：蘇科版《初中物理教材》（9年級上冊），第十一章·第三節《功》。課文大致分成四部分：第一部分，從“簡單機械”的工作性質入手，試圖尋找“有沒有既省力又省距離的機械”。第二部分，直接提出“力與物體在力的方向上通過的距離的乘積，是一個有物理意義的量。第三部分，借助功的公式和幾個生活實例，探討對物體做功的兩個必要條件：“對物體要有力的作用，物體要在力的方向上通過一定的距離”。最后一部分是“拉力在豎直方向上勻速提高物體，求拉力做功”的例題。

2.初中教法分析

多數初中老師會采取下面的教學方法：首先，通過實驗探究“簡單機械可以省力或者省距離”，利用數據得出任何簡單機械都“不能節省力與距離的乘積”的結論，并定義這個“乘積”為新的物理量——功。接下來，結合功的定義，強調力對物體做功的兩個必備條件。最后，利用功的定義式進行計算。

3.高中教材分析

“功”這一知識點在高中教材中的位置是：人民教育出版社《普通高中課程標準試驗教科書·物理》（必修2），第七章·第二節《功》。教材大致分成四個部分：第一部分，從幾個生活中的實例引入，借助學生在初中已經獲得的“力對物體做功”的知識，導入對物體做功的兩個必不可少的因素：力和物體在力的方向上發生的位移。第二部分，物體的同一次運動過程中“合力的功”與“分力的功”，以及求解的方法。第三部分，通過力與位移的夾角，分析力對物體做正功、負功和不做功的情況。第四部分是求解力與位移夾銳角時，恒力對物體做的功的例題。

4.高中教法分析

高中“功”這一知識點的基本教法是：由初中功的公式導入，將只有大小沒有方向的標量條件“距離”，升級為既有大小又有方向的矢量“位移”。然后借助力的分解，將做功的情況拓展到力與位移的方向不共線的情況。分析到位的教師會逐個講解表達式中的各個物理量：“W（功）的標量屬性”，分力功、合力功的區別與計算方法，F（力）是恒力的條件，（位移）的參考系選擇，以及角度如何確定。第二步是分析功的正負：借助前面鋪墊的“功的標量性”和“力與位移的夾角”，分析力在對物體做功時，對物體的運動是促進作用還是阻礙作用，從而得到正功、負功和不做功的情況，強調角度對力做功的重要影響。第三部分，功表達式的應用，例題中總功的求解，教學中教師一般都會采用多種方式解答，并且引導學生進行分析和對比。

5.教學銜接的關鍵點

首先，解釋“功”的概念。目前比較推崇的功的定義是，（蘇）福里斯在《普通物理學》中對功的定義：“在我們周圍的環境中，我們接觸的都是一些彼此之間以某種力（彈性力、萬有引力、摩擦力以及其它各種力）相互作用著的物體。在這種情形下，物體位置改變，只有在力的作用下才能實現。因此，自然就有表明“力使物體移動”這一作用特性的必要。在力學中，取這樣的一個物理量——沿移動方向的分力越大，這分力的作用點移動的距離越大，這個新的物理量也越大，這個物理量叫做“功。”“功的數值等于力f、力的作用點的位移s，及力與位移方向間的夾角的余弦的乘積”。我國高中教材的表述與此基本一致，不同的是福里斯書中的位移是“力的作用點的位移”，我們課本是“物體的位移”。物理概念的解釋，是物理教學的基礎，也是關鍵的步驟，這一步驟的接受效果對于學生整個知識體系的理解至關重要。要非常重視功的概念、做功條件、表達式中高中相對于初中“知識升級”的內容。

其次，理解“功”的本質屬性。功是標量，但是卻借助了兩個矢量：力和位移來進行求解；功是標量，但是卻存在正功和負功的情況。要讓學生從知識上接受“功的概念”，從認識上理解“功的標量性質”；不能只是機械地接受“功就是力乘以位移”，“夾角大小決定功的正負”。

最后，掌握求解“功”的方法。初中階段只要求明確做功的兩個必要因素：作用在物體上的力F，和物體在力的方向上通過的距離s。由于初中階段功的計算只限于直線運動，所以，結果很明確：要么不做功，做功就力（F）與路程（s）直接相乘即可，某些老師可能提到變力做功，但是只局限于判斷是否做了功。高中階段求解功的問題中，有許多力與位移成一定角度的情況，授課時要將力做一個細致的正交分解來進行分析（這一點教材54頁圖中的平行四邊形是不嚴謹的），幫助學生升華初中的知識；要強調功的表達式中各個字母的含義，可以列舉恒力與變力，分力功與合力功的實例與習題，讓學生在理解的基礎上應用公式求解。

初中物理是高中物理的堅實基礎，高中物理是初中物理的上層建筑，如何把基礎與建筑體合理有效的銜接起來，最大成效地發揮二者的合作潛能，希望各位同仁群策群力，分析、探討、研究，為更好地在教學中銜接初、高中內容，實現學生知識的無縫對接而努力奮斗。

參考文獻：

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