功的教学

摘 要：在初中和高中的物理教学中，都有“功”这一教学内容。但是初、高中相关的教材、教法、甚至功的定义，都存在较大的差异。本文作者针对教学过程中，如何较好地实现“功”这一内容的初、高中知识衔接，提出了自己的思考。

关键词：物理教学； 初、高中衔接

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2016）01-030-001

高中与初中的物理教学有着不同的范围和层次，存在着较大的差异。所以我认为作为一名高中物理教师，了解初中物理教材上的相关内容，清楚高中学生在初中阶段对相关知识点的学习情况，不仅可以有效地帮助学生实现知识的无缝对接，而且可以显著地提高课堂效率。

例如“功”这一知识点，在初、高中教材中都占有极其重要的地位，但是初、高中教材对这一物理概念的文字表述差别很大。

1.初中教材分析

“功”这一知识点在初中教材中的位置是：苏科版《初中物理教材》（9年级上册），第十一章·第三节《功》。课文大致分成四部分：第一部分，从“简单机械”的工作性质入手，试图寻找“有没有既省力又省距离的机械”。第二部分，直接提出“力与物体在力的方向上通过的距离的乘积，是一个有物理意义的量。第三部分，借助功的公式和几个生活实例，探讨对物体做功的两个必要条件：“对物体要有力的作用，物体要在力的方向上通过一定的距离”。最后一部分是“拉力在竖直方向上匀速提高物体，求拉力做功”的例题。

2.初中教法分析

多数初中老师会采取下面的教学方法：首先，通过实验探究“简单机械可以省力或者省距离”，利用数据得出任何简单机械都“不能节省力与距离的乘积”的结论，并定义这个“乘积”为新的物理量——功。接下来，结合功的定义，强调力对物体做功的两个必备条件。最后，利用功的定义式进行计算。

3.高中教材分析

“功”这一知识点在高中教材中的位置是：人民教育出版社《普通高中课程标准试验教科书·物理》（必修2），第七章·第二节《功》。教材大致分成四个部分：第一部分，从几个生活中的实例引入，借助学生在初中已经获得的“力对物体做功”的知识，导入对物体做功的两个必不可少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移。第二部分，物体的同一次运动过程中“合力的功”与“分力的功”，以及求解的方法。第三部分，通过力与位移的夹角，分析力对物体做正功、负功和不做功的情况。第四部分是求解力与位移夹锐角时，恒力对物体做的功的例题。

4.高中教法分析

高中“功”这一知识点的基本教法是：由初中功的公式导入，将只有大小没有方向的标量条件“距离”，升级为既有大小又有方向的矢量“位移”。然后借助力的分解，将做功的情况拓展到力与位移的方向不共线的情况。分析到位的教师会逐个讲解表达式中的各个物理量：“W（功）的标量属性”，分力功、合力功的区别与计算方法，F（力）是恒力的条件，（位移）的参考系选择，以及角度如何确定。第二步是分析功的正负：借助前面铺垫的“功的标量性”和“力与位移的夹角”，分析力在对物体做功时，对物体的运动是促进作用还是阻碍作用，从而得到正功、负功和不做功的情况，强调角度对力做功的重要影响。第三部分，功表达式的应用，例题中总功的求解，教学中教师一般都会采用多种方式解答，并且引导学生进行分析和对比。

5.教学衔接的关键点

首先，解释“功”的概念。目前比较推崇的功的定义是，（苏）福里斯在《普通物理学》中对功的定义：“在我们周围的环境中，我们接触的都是一些彼此之间以某种力（弹性力、万有引力、摩擦力以及其它各种力）相互作用着的物体。在这种情形下，物体位置改变，只有在力的作用下才能实现。因此，自然就有表明“力使物体移动”这一作用特性的必要。在力学中，取这样的一个物理量——沿移动方向的分力越大，这分力的作用点移动的距离越大，这个新的物理量也越大，这个物理量叫做“功。”“功的数值等于力f、力的作用点的位移s，及力与位移方向间的夹角的余弦的乘积”。我国高中教材的表述与此基本一致，不同的是福里斯书中的位移是“力的作用点的位移”，我们课本是“物体的位移”。物理概念的解释，是物理教学的基础，也是关键的步骤，这一步骤的接受效果对于学生整个知识体系的理解至关重要。要非常重视功的概念、做功条件、表达式中高中相对于初中“知识升级”的内容。

其次，理解“功”的本质属性。功是标量，但是却借助了两个矢量：力和位移来进行求解；功是标量，但是却存在正功和负功的情况。要让学生从知识上接受“功的概念”，从认识上理解“功的标量性质”；不能只是机械地接受“功就是力乘以位移”，“夹角大小决定功的正负”。

最后，掌握求解“功”的方法。初中阶段只要求明确做功的两个必要因素：作用在物体上的力F，和物体在力的方向上通过的距离s。由于初中阶段功的计算只限于直线运动，所以，结果很明确：要么不做功，做功就力（F）与路程（s）直接相乘即可，某些老师可能提到变力做功，但是只局限于判断是否做了功。高中阶段求解功的问题中，有许多力与位移成一定角度的情况，授课时要将力做一个细致的正交分解来进行分析（这一点教材54页图中的平行四边形是不严谨的），帮助学生升华初中的知识；要强调功的表达式中各个字母的含义，可以列举恒力与变力，分力功与合力功的实例与习题，让学生在理解的基础上应用公式求解。

初中物理是高中物理的坚实基础，高中物理是初中物理的上层建筑，如何把基础与建筑体合理有效的衔接起来，最大成效地发挥二者的合作潜能，希望各位同仁群策群力，分析、探讨、研究，为更好地在教学中衔接初、高中内容，实现学生知识的无缝对接而努力奋斗。

参考文献：

[1]人民教育出版社、课程教材研究所物理课程教材研究开发中心编著.《普通高中课程标准试验教科书（物理）》，北京：人民教育出版社，2010年

[2]刘炳昇，李容主编.苏科版《义务教育课程标准试验教科书（物理）》，南京：江苏科学技术出版社，2012年

[3]许国梁主编，束炳如等修订.《中学物理教学法（第二版）》，北京：高等教育出版社，2000年

[4]李朝东主编.《初高中衔接教材（物理）》，北京：中国少年儿童出版社，2006年

[5]赵谊伶名师工作室主编.《初高中衔接读本（物理）第二版》，上海：上海科学技术出版社，2015年