用探究的思想學習“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學生的需要感，按需要引入，它主要通過情景的創設，營造一個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。

在學習“功”的概念時，若直接引入只能靠大量的習題來強化，靠糾錯來提高，將生活中的功與物理中的功硬性區分開來，這樣做的后果只會增加同學的困惑，使他們對物理產生高深莫測的神秘感，不利于培養學生的科學態度和正確的思維方法；而按需要引入則可以調動學生的積極性，通過從舊知識的現象、邏輯關系中去發現新問題，得出新見解，讓學生既學會了發現問題、解決問題的策略，又體會了研究問題的方法。隨著九年義務教育教材的多樣化，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，較多地體現出了探究思想的韻味。

如上海科學技術出版社出版的義務教育課標教材（司南版）就是以問題作為契機處理功的引入的？課題的名稱是“做功了嗎？”，小標題是“機械功”。

早期，人們在使用簡單機械時發現，省力的機械不省距離，省距離的機械不省力，力和距離之間到底存在什么樣的關系呢？為了評價機器的功效，機械師們提出了“功”的概念，后來這一概念引入到物理學中。

如圖1所示，人們在使用動滑輪提升重物時發現，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。后來又發現使用其他機械也是如此，于是人們開始認識到，力和物體在力的方向的乘積，是一個有意義的物理量。

物理學中把力和在力的方向移動距離的乘積叫做機械功，簡稱功。

你看，功概念的引入是建立在問題基礎上，是通過前面知識的鋪墊得來的，是在舊知識之上產生的新問題，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“探究斜面”的小實驗。

如圖2所示，每次在小車上放不同數量的砝碼，沿斜面方向勻速拉動小車，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，手移動的距離等于h，如果利用斜面完成同樣的任務，所用拉力F＜G，重物通過的距離s＞h，可以發現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有物理意義的量。在物理學中，我們稱這一乘積為機械功，簡稱功。

經過這樣的探究活動，學生會在F_s=Gh上產生看法，二者相等的含義是什么？使用機械時其內部肯定有一定的規律，省力的同時不能省距離，省距離的同時也不能省力，我們用什么概念把這些現象概括出來呢？在疑問中通過猜想及彼此間的交流產生自己的新認識，感到力與在力的方向上通過距離的乘積是有物理意義的，這時才提出功的概念，強調做功的兩個因素，從而可以自然地進入有關功知識的下一步學習中。你看，這不是在探究中既學會了方法，又體會到了樂趣嗎；同時，這樣引入功的概念也揭示了功的原理內容，即使用任何機械都不省功，將二者以這種方式結合，可以起到一箭雙雕的作用。

以前功的原理內容是在功概念之后單獨安排學習的，占一課時，主要針對機械是否省功展開的探究，實驗的目的性很強，思維相對集中；而現在則是先從實驗中總結出了“任何機械都不省功”的原理，并由此產生問題，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生的，是從物理現象中總結提出的，它的基礎是物理實事，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，探究的目的也在于此。

參考文獻

［1］錢亞梅，“功的概念的引入”，物理教學，2006.4

［2］2廖伯琴，何潤偉．物理．上海：上海科學技術出版社，2002．7