初中物理教材有效二次開發的實踐與研究

邵正雷

【摘 要】初中物理教材在知識編的排上，多以“學生的認知順序”為導向，從而賦予課堂教學更多彈性空間。教師在研讀教材、綜合把握教學知識點的過程中，應立足教材，適當融入“二次開發”手段，激活物理課堂學習氛圍，提高學生對物理知識的理解和掌握。

【關鍵詞】物理；二次開發；實踐研究

現以蘇科版物理教材“功和能”一節教學為例，探究二次開發教材的實踐方法。

一、梳理“功和能”知識點橫向關系結構，明確二次開發基礎

從初中生的認知發展規律來看，前面已經學習過物體的運動、速度、路程、力和簡單機械等知識，而引出“功和能”知識具有承接性、漸進性、拓深性特點，也是觀察物理教學主線的基礎。圍繞蘇科版初中物理教材對“功和能”知識點的橫向編排關系，先介紹“功”的概念，認識機械功的條件和單位；接著，探析“動能”“勢能”“機械能”概念，并從簡單的實驗過程中讓學生認識機械能的轉化；再者，引出“機械能”與“內能”的轉化關系，讓學生了解做功是改變內能的一種方式，了解熱機原理，認識壓縮與做功中的能量轉化；之后，認識“電能表”“電功”，讓學生學會讀電能表，理解電功及公式；最后了解新能源概念及相關知識點。由此，可通過由淺入深的漸進式策略，順應初中生物理學習認知規律，促進學生逐漸了解“功和能”知識，為二次開發創造條件。

二、通過“二次開發”整合知識點，落實課標教學任務

對教材知識點進行二次開發，應該圍繞課標要求，細化教學任務，站在學習者的視角展現知識點間的關系，幫助學生構建“功和能”知識體系。通常，二次開發需要遵循學生“缺位什么，開發補償什么”的原則。如在學習“功”及認識“機械功”概念時，除結合教材認識“功”之外，我們還可以通過具體實例，讓學生認識“什么是功”“做功了嗎”“測量做功”等方法。在認識“動能”“彈性勢能”“重力勢能”等概念時，既要關注簡單的物理現象，還要分辨決定相關能量的影響因素，并了解機械能的轉化過程。我們可以在“動能”和“勢能”的學習中，融入“探究動能”“模擬打樁”“觀察擺球”等實踐活動，讓學生從動手實驗中了解三種機械能的特點。在幫助學生理解“動能”“勢能”時，本節編排設置在“功”之后，但并未對物體的受力及做功問題有所涉及，為的是讓學生能夠很好地理解動能、勢能大小的變化情況，以及對相互轉化的認識。在“做功是改變內能的一種方式”中，主要討論機械能與內能的相互轉化。在該節教材二次開發上，我們可圍繞“熱機”“汽油機工作循環”知識點，延伸“做功改變物體內能”“觀察點火爆炸現象”等實驗，讓學生從中“空氣壓縮引火”“點火爆炸”等實驗中定性分析做功與努力轉換過程。由此得到“做功的兩個條件”，以及“做功是一種形式的能轉化為另一種形式的能”。同時，對于“做功”與“能量”轉化，在判斷是否“做功”時，不必拘泥于做功的兩個必要條件，還可以通過能量是否轉化來判斷。在學習電能表、電功等概念時，通過“比較兩個燈泡的亮暗”來分析電能與電功的關系。對于“電流做功”，教材中未指明“電流就是電荷的定向移動”相關知識，學生對電流做功的理解存在模糊性。因此，需要從不同類型用電器來分析電流做功及電能的轉化。還有，在學習“W=UIt”公式時，利用電能計算公式來計算電流做功的多少，可以讓學生從“功”與“能”的轉化關系分析入手，認識“消耗的電能”轉化為其他形式的能。同樣，電功與電熱之間也是有區別的，我們要讓學生明白，電熱是能量的轉化，不是內能的轉移。

三、對照“功和能”學習，完善二次開發教學實踐

在認識“功”的概念，了解“功”的單位“焦耳”時，我們可以延伸二次開發。針對“1”焦耳的功有多大？將50g雞蛋從地面舉過頭頂，所做的功約為1焦耳。對該例的闡述，我們可以分析人舉蛋的過程中，通過體內化學能實現對雞蛋做功，讓雞蛋獲得重力勢能。從定量分析來看，人舉蛋做功為1焦耳，消耗的體內化學能為1焦耳，而雞蛋獲得的重力勢能增加1焦耳。同樣，在教材中，對于80g的皮球從高出自由下落5m，重力做功是多少？對該例的二次開發，我們可以分析皮球的自由落體運動過程，重力對皮球做功，皮球重力勢能轉化為皮球動能，根據W=FS，重力做功為4焦耳，皮球的重力勢能減少了4焦耳，而動能增加了4焦耳。根據教材知識點，對“動能大小的影響因素”進行探究，可通過演示實驗，加深學生對“動能”大小及做功過程努力轉移的理解。設置一斜坡，將小車置于斜坡下滑，與靜止放在水平面上的木塊碰撞，小車速度減少，木塊獲得運動。在這個過程中，融入“功和能”知識點，解釋小車在與木塊碰撞時，將部分動能轉移給木塊，木塊獲得動能。最后，對于“能量轉化和守恒定律”的學習，作為基本規律，將之與“做功”相聯系，讓學生了解“能量的轉化”是通過“做功”來完成的。也就是說，做了多少功，就輸出多少能量。由此延伸，對于機械能做功的過程，也是能量轉換的過程。

總之，對教材進行“二次開發”旨在優化教學內容，合理選用和開發學習材料，順應學生的認知發展需求，提高物理教學成效。因此，教師應明確教學目標，整合教學知識點，凸顯學生的學習主體地位，創造性地使用和開發教材。

【參考文獻】

[1]侯新宇.初中物理開放式實驗教學的實踐研究[J].好家長，2015（46）