譚雄

對(duì)“功率”的理解與教學(xué)，首先要明確“功”的概念?！肮Α笔且粋€(gè)過程量，在做“功”過程中又伴隨時(shí)間變化。因此，“功”本身應(yīng)該存在做功快慢的差別。但對(duì)于“功率”概念，應(yīng)該是建立在做“功”快慢的意義上，而非單純地做“功”大小的比較。在初中物理課上，如何引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)“功率”概念，需要結(jié)合學(xué)生認(rèn)知水平，幫助學(xué)生了解“功率”的物理意義。

探究教材編寫內(nèi)涵

在“功率”概念呈現(xiàn)上，教材中設(shè)置了“爬樓梯”情境。大人和小孩爬同樣樓梯，再結(jié)合做功快慢進(jìn)行對(duì)比：用時(shí)短的做功快，用時(shí)長(zhǎng)的做功慢。同樣，不同物體在相同的做功時(shí)間內(nèi)，其做功的多少可能不同。接著，教材中采用類比方式，將“功率”與前面所學(xué)的“速度”概念進(jìn)行對(duì)照，得出“功率”的內(nèi)涵為“功”與“做功所用時(shí)間”的比值;最后得出“功率”的計(jì)算公式及單位。這一呈現(xiàn)方式，顯然還存在一些有待商榷的問題，具體分析如下。

第一，在對(duì)做功快慢的比較中，通過對(duì)時(shí)間長(zhǎng)短的分析，來對(duì)比相同的做功;時(shí)間相同又比較做功多少。顯然，對(duì)于該法的運(yùn)用，通過改變某一因素，研究該因素對(duì)某事物的影響，雖然降低了問題難度，但卻對(duì)概念意義建構(gòu)不明朗。比較做功快慢與做功多少，以及與時(shí)間的關(guān)系時(shí)，單純改變某一物理量，并未從邏輯關(guān)系上對(duì)做功與時(shí)間比值進(jìn)行準(zhǔn)確說明。

第二，從課例情境中，大人與小孩爬樓梯，做功是否相同？做功快慢是否相同？未對(duì)該問題進(jìn)行說明，由此來引導(dǎo)學(xué)生得出比較結(jié)論，也是不太理想的方法。初中生在理解物理概念時(shí)，還處于具體運(yùn)算階段，需要借助于事物來支撐抽象思維運(yùn)算。

第三，在“功率”物理意義闡述上剖析不夠，僅與“速度”概念進(jìn)行類比，用“功率”來表示做功快慢，功與做功所用時(shí)間之比，僅表示為比值，兩個(gè)物理量之間的比值含義未說清楚。

重構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)，提升概念認(rèn)知

學(xué)習(xí)“功率”概念，結(jié)合對(duì)教材知識(shí)的呈現(xiàn)不足，我們通過重構(gòu)課堂設(shè)計(jì)，來增進(jìn)學(xué)生對(duì)功率的深刻理解。在課堂情境導(dǎo)入環(huán)節(jié)，我們結(jié)合臺(tái)北101大樓舉行攀登臺(tái)階活動(dòng)為例，從1樓到91樓，乘坐電梯與走步梯，根據(jù)做功概念及計(jì)算方式W=Fs。兩種方式所做的功相同，但對(duì)于乘電梯可以悠閑觀景，而走步梯卻累倒在地。兩者在做功相同條件下，卻產(chǎn)生不同的結(jié)果。折射出，“比較做功多少是沒有意義的，還要關(guān)注做功所用時(shí)間的多少”。

接著，在比較做功時(shí)，需要參照時(shí)間量，來重新審視案例情境，來分析電梯所做的功與人所做的功之間的差異。由此，可以將選擇相同的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，將電梯所做的功與人所做的功都除以相同的時(shí)間值，即利用“W/t”來比較兩者的大小變化。

據(jù)此，我們可以得知，乘坐電梯時(shí)，電梯所做的功與人走步梯時(shí)登高所做的功，分別與其所用的時(shí)間相除，結(jié)果是電梯在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人克服重力所做的功。然后，我們來分析這兩個(gè)比值的物理意義。在“W/t”結(jié)果對(duì)比中，其內(nèi)涵表示為物體做功的快慢，我們稱之為“功率”，用P來表示，單位為“J/s”。人走步梯之所以累倒，原因是人的功率值為349.9W，已經(jīng)達(dá)到人的身體極限值。所以，在進(jìn)行課堂探究“功率”概念物理意義時(shí)，要將“功率”與做功結(jié)果，以及做功所用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)合分析。單純比較兩個(gè)做功的多少，并不能全面衡量做功的意義。同樣，在功率概念上，也應(yīng)該建立在功與時(shí)間基礎(chǔ)上。也就是說，在相同時(shí)間內(nèi)做功多，其功率就大。

物理概念教學(xué)的啟示

在講解物理概念時(shí)，往往會(huì)從概念的公式入手，來探析其物理量的內(nèi)涵及意義。但是，一個(gè)物理量，本身的內(nèi)涵與外延都是其重要部分。在進(jìn)行物理量闡釋時(shí)，教師要注重概念意義的詮釋，能夠從與之相關(guān)聯(lián)的其他物理量或多個(gè)物理量進(jìn)行解讀，幫助學(xué)生建立全面的概念含義。

在“功率”概念呈現(xiàn)中，單獨(dú)比較做功的多少，僅僅是說明做功的價(jià)值，但并未就功率的意義進(jìn)行全面闡述，也未讓學(xué)生明白，功率所包含的時(shí)間屬性，做功與時(shí)間之間的比值，明確了單位時(shí)間內(nèi)做功的多少。同時(shí)，在進(jìn)行概念知識(shí)點(diǎn)教學(xué)時(shí)，教師還要強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法的運(yùn)用?？茖W(xué)的方法，能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到探究物理問題的本源，能夠讓學(xué)生理解物理量的內(nèi)涵與意義。在物理概念教學(xué)中，學(xué)生只有從科學(xué)方法的掌握上來探求物理量的變化，才能深刻理解和應(yīng)用物理知識(shí)。對(duì)于“功率”的教學(xué)設(shè)計(jì)，參照比值定義法，我們從做功與做功所用時(shí)間兩方面入手，讓學(xué)生從中探索“功率”的物理意義。最后，在進(jìn)行比值定義法教學(xué)時(shí)，對(duì)于兩個(gè)物理量的比值，如何進(jìn)行顯性設(shè)計(jì)？如在學(xué)習(xí)“密度”概念時(shí)，通過比較不同質(zhì)量的物體，發(fā)現(xiàn)直接比較的結(jié)果，有悖于日常所得經(jīng)驗(yàn)。再由此將兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，根據(jù)體積相同后進(jìn)行比較質(zhì)量，得到“密度”的表達(dá)式。同樣，對(duì)于“壓強(qiáng)”概念、“速度”概念等，也是如此。

結(jié)束語

在進(jìn)行物理量概念教學(xué)時(shí)，教師要全面分析物理量相關(guān)的各個(gè)屬性，從整體概念上，讓學(xué)生分析和發(fā)現(xiàn)認(rèn)知沖突，并將之作為教學(xué)重點(diǎn)，繼而突破單純比值定義法的邏輯思維，實(shí)現(xiàn)物理量的完整呈現(xiàn)。這樣才能更好地引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)“功率”概念，幫助學(xué)生洞悉“功率”的物理意義，提高學(xué)生認(rèn)知水平，有效提升課堂效率。

（作者單位：廣西浦北縣第五中學(xué)）