王偉民

(太和縣宮集鎮(zhèn)中心學(xué)校 安徽 阜陽 236652)

與老版本的教科書一樣，最新版本的人教版《八年級物理》教科書下冊(2012年版)，在第七章第3節(jié)“重力”一節(jié)中介紹重力的大小時，以 “托起質(zhì)量不同的物體，會感覺所用的力不同”這種學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象入手，提出問題“地球附近的物體所受的重力與它的質(zhì)量之間有什么關(guān)系？”[1]，接下來便自然而然地引入了探究性試驗——探究重力的大小跟質(zhì)量的關(guān)系．

具體方法是(詳見教科書第10頁)，用若干個已知質(zhì)量的鉤碼串聯(lián)起來的整體作為研究對象，通過改變鉤碼的個數(shù)來改變物體的質(zhì)量，用彈簧測力計測出研究對象的質(zhì)量改變時，對應(yīng)的重力數(shù)據(jù)，并記錄在表格中，以質(zhì)量為橫坐標，重力為縱坐標描點并連線作圖，分析表格中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律及兩物理量間的圖像特征，總結(jié)出“物體所受的重力與它的質(zhì)量成正比”這一重要結(jié)論．

筆者以為，物理量重力與質(zhì)量間的正比關(guān)系可以在提出課本所給的問題之后，經(jīng)簡單分析說明，將答案直接告訴學(xué)生，根本不需要進行所謂的“科學(xué)探究”活動．

眾所周知，一個物理量隨其他物理量的變化規(guī)律有時是非常隱現(xiàn)的，單憑生活經(jīng)驗或感覺不能確定出物理變化的正確規(guī)律，甚至有可能會根據(jù)生活經(jīng)驗“總結(jié)”出錯誤的結(jié)論，在此情況下，我們就需要對物理量的變化進行科學(xué)探究了，因為科學(xué)探究的目的之一，就是要撩開披在“真理”頭上的那層神秘面紗，去偽存真，運用科學(xué)的手段和方法，尋找出物理變化的正確規(guī)律來．可是，如果某一物理規(guī)律的變化簡單明了，顯而易見，我們就大可不必費勁周折地用“科學(xué)探究”的方法再去探究一番，否則，勢必會給人一種畫蛇添足的多余之感，使“科學(xué)探究”的“科學(xué)”性大打折扣．

課堂教學(xué)中，筆者曾按課本提供的方法及步驟，以演示實驗的方式對重力與質(zhì)量間的關(guān)系進行了“科學(xué)探究”——所用鉤碼質(zhì)量為50 g(即0.05 kg)，將一只鉤碼掛在已調(diào)零的彈簧測力計下(測力計是演示用的彈簧測力計，全班同學(xué)均可清楚地看到測力計的讀數(shù))，彈簧測力計讀數(shù)為0.5 N，指導(dǎo)學(xué)生將這一對數(shù)據(jù)填在課本設(shè)計好的表格中，然后，將兩個鉤碼串聯(lián)起來，要求學(xué)生將其質(zhì)量0.10 kg填入表格，并比較兩次質(zhì)量的變化規(guī)律，正準備將鉤碼掛在測力計下面測其重力的時候，全班學(xué)生卻已異口同聲地說出了正確“答案”：兩鉤碼的總重力是1.0 N，接下來一系列的改變質(zhì)量測重力的演示步驟，不得不由探究實驗“演變”成了驗證性實驗，因為每增加一個鉤碼，學(xué)生都能夠很快地說出與其對應(yīng)的鉤碼組的重力．當然，課本原先設(shè)計的根據(jù)實驗總結(jié)出的結(jié)論“物體所受的重力根它的質(zhì)量成正比”，也根本不需要由實驗來進行歸納總結(jié)了，實際上，早在提出問題“地球附近的物體所受的重力與它的質(zhì)量之間有什么關(guān)系”時，幾乎所有學(xué)生就已經(jīng)“猜”出了問題的答案．

那么，是不是因為我們的學(xué)生太“聰明”，或者是因為“巧合”，學(xué)生在“科學(xué)探究”過程中無意“撞”上了正確結(jié)論呢？答案顯然是否定的．

我們不妨以n只鉤碼與一只鉤碼的重力關(guān)系為例來進行分析．

設(shè)一只鉤碼的質(zhì)量是m，重力為G，因為實驗所用的鉤碼的所有物理量都是一樣的(比如，這些鉤碼的質(zhì)量相同、重力相等、體積一樣等等．當然，我們用這些一樣的物理量只是為了說明問題的方便，鉤碼的物理量一樣不會成為“物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比”這一結(jié)論論證過程的必要條件)，根據(jù)質(zhì)量定義“物體所含物質(zhì)的多少，叫做物體的質(zhì)量”可知，n只鉤碼所含物質(zhì)的多少一定是一只鉤碼所含物質(zhì)多少的n倍，即n只鉤碼的質(zhì)量一定是一只鉤碼質(zhì)量的n倍；結(jié)合重力的定義“由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力”，而“重力的大小也叫物體的重量”(即不提及方向，單從大小方面來考慮，重力與重量可以不加區(qū)分的)，利用平行力的合成法則可以得出，n只鉤碼重力大小一定是一只鉤碼重力大小的n倍．換句話說，物體的質(zhì)量增加到原來的幾倍，其重力一定會增加到相同的倍數(shù)，即物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比．

既然重力與質(zhì)量間的正比關(guān)系根據(jù)兩物理量的定義可以根據(jù)邏輯推理直接得出，而且絕大多數(shù)的學(xué)生能夠非常“輕松”地接受這一論斷(實際上，在課堂教學(xué)中，教師提出問題“地球附近的物體所受的重力與它的質(zhì)量之間有什么關(guān)系”時，大部分學(xué)生可以自己總結(jié)出正確結(jié)論.因為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，兩個量間的倍數(shù)關(guān)系是教學(xué)重點，與倍數(shù)關(guān)系相關(guān)的實際問題，絕大多數(shù)學(xué)生會理解)，那么，教科書為得出“物體所受的重力根它的質(zhì)量成正比”這一結(jié)論而設(shè)計的科學(xué)探究過程顯然是多余的，課本完全可以將此結(jié)論直接告訴學(xué)生，同時將該探究實驗設(shè)計成測量物體重力G與其質(zhì)量m比值(即測量重力加速度g)的測量實驗！

參考文獻

1 人民教育出版社，課程教材研究所物理課程教材研究開發(fā)中心.物理(八年級下冊).北京：人民教育出版社，2012.9～10