發現真實，巧破正負功教學難點

周志林

課堂教學無論過去、現在還是將來都是學校教學的主要形式，遵循教學規律，實施有效教學行為，提高課堂教學質量是教育工作者的共同心愿和奮斗目標。然而，在當前的教學方式中重結果輕過程，重知識傳授輕能力培養的教學方式仍普遍存在，結果教師教得很苦，學生學得很累，學生的學習能力并沒有得到應有發展。教學的 “投入”與“產出”不成比例——課堂教學效益不高，學生的學習質量不高，程式化的套路死死束縛教師的手腳。物理課堂的高效教學，應該是充分把握學生的學習思維，引導學生思考，讓學生明白理解為什么。在正負功的教學中，筆者發現一些教師總是翻來覆去地強調正負功的含義，并做大量習題強化正負功的概念，從學生課后作業反饋看，教學效果總是不佳，學后沒多久，往往就忘記了正負功的含義，遇到問題還是怎么錯就怎么錯。究其原因，筆者認為是教師沒有讓學生真正明白為什么要引入正負功概念，引入正負有什么好處？正負功是如何形成的？為此，筆者對于正負功的教學作了如下嘗試。

一、創設問題情境

在高中物理知識模塊中力學是整個高中物理學習的基礎，在力學的諸多難點中，功的概念是一個典型的難點，筆者在實踐中發現，只要創設合理的問題情境并精心引導，就能暴露學生真實的思維場景，從根本上解決學生的思維難點。在功的教學中，筆者創設了如下四種情境，要求學生計算恒力F各做了多少功？（圖中F=10N，α=37°，S=2m）

二、學生答案歸類展示

學生按照思維分別求解出這四種功的答案，歸類以后如下所示：

甲：W■=FSCOSα=10×2×COS37°J=16J

乙：（1）W■=FSCOSα=10×2×COS37°J=16J

（2）W■=FSCOSα=（-10）×2×COS37°J=-16J

（3）W■=FSCOSα=10×（-2）×COS37°J =-16J

（4）W■=FSCOSα=10×2×COS（180°-37°）J=-16J

丙：（1）W■=FSCOSα=10×2×COS37°J=16J

（2）W■=FSCOSα=10×2×COS（180°-37°）J=16J

丁：（1）W■=FSCOSα=10×2×COS37°J=16J

（2）W■=FSCOSα=（-10）×2×COS37°J=-16J

（3）W■=FSCOSα=10×（-2）×COS37°J=-16J

（4）W■=FSCOSα=10×2×COS（180°-37°）J=-16J

三、問題分析討論

對照以上求解過程，學生分組討論如下問題：

問題一：計算結果功為負值，有必要嗎？

討論分析：以甲乙為例，若功都為正值，則很容易讓人產生甲乙中力F對物體的作用是相同的誤會，而事實上甲乙兩種情況中兩個力對物體的作用效果完全相反。若功全部是正值，則體現不出這種作用效果，因此引入正負號區分這種作用效果很有必要且明了。

結論：以上計算結論中，乙圖中力對物體運動起阻礙作用，W■取負值更合理，丙圖中力對物體運動起推動作用，W■取正值更合理，丁圖中力對物體運動起阻礙作用，W■取負值更合理。

問題二：以W■為例，三位同學計算結果均為負值，你認為哪種解法更合理？

討論分析：乙的（2）（3）兩種解法，本質是一樣的，所以只要比較（2）（4）兩種解法誰更合理就行了，分析（2）的解法，要得出功是-16J，需要確認兩個物理量，即力的方向和位移的方向是銳角還是鈍角，以及銳角大小。而（4）的解法力和位移只需代入大小，然后找出力方向和位移方向夾角代入。

結論：比較兩種解法，學生認為（2）（4）差不多，應該都可以。

問題三：比較甲乙丙丁四個求解W的過程，再次比較（2）（4）誰更合理？

分析討論：從乙問題的求解中，我們比較不出（2）（4）兩種解法誰更合理，若考慮到求功并不是一個情境求功，一個公式應該具有普遍適用的特征，你認為（2）（4）兩種求法在四個情境中哪種更具有普遍意義，哪種求法思維上更能趨向于簡單？

結論：思維上力F，位移S用大小代入，α為力和位移的夾角更簡單，且四種情況均普遍適用，因此這種取法最合理。

課后反饋發現，采用此種形式教學后，學生知道了為什么要引入正負功的概念，也知道了為什么會出現正負功，更知道了如何正確計算功，真正知其然更知其所以然。課堂教學效益是我們追求的，課堂教學問題解決的有效性是決定課堂效益的關鍵。我們不需要看上去“卓有成效”的低效教學，需要的是可能會伴隨學生一生的“長效”教學，我們不需要看上去很美的“形式效果”，需要的是腳踏實地的“實質效果”。