循环递进式探究法在初中物理课堂教学中的应用

总结得出.

不做功的三种情况：

（1）物体受到力的作用，但没有移动距离，即 （S=0 ，劳而无功）;

（2）物体没有受到力的作用，由于惯性而通过一段距离，即（F=0，不劳无功）;

（3）物体受到某力的作用，但运动方向始终与该力方向垂直，即（F⊥S，垂直无功）.

从而总结出做功的两个必要因素：有力作用在物体上 ，物体在该力的方向上移动了距离.

【设计意图】从生活出发，对学生大脑中观念产生认知冲突，从而更新知识，体现物理学源于生活高于生活的理念.培养了学生分析问题，归纳演绎的能力，增强了学生学习物理兴趣.

活动2：自制教具，做功判断.

为了让学生更加形象、直观地判断物体是否做功，利用不锈钢、定滑轮、钩码、细线制作做功判断演示仪（如图4所示）.教师演示三种情况下，物体是否做功，即物体在拉力方向上移动距离，是否做功;提着物体水平移动，物体是否做功;力与距离同一方向但都与水平方向成一定夹角，是否做功.沿斜面向上拉物体，拉力是否做功.（如图5所示）

【设计意图】自制教具展示做功情况，由易至难，层层递进，螺旋式上升，符合学生的认知规律，有效突破了教学难点;渗透克服重力做功为高中学习奠定基础.

活动3：检测巩固：小活动——选一选.

课件展示：各种做功和不做功的情况，让学生分类.

例题：下列说法正确的是（ ）

A.只要有力作用在物体上，力就对物体做功

B.物体只要移动距离就做功

C.有力作用在物体上，物体也移动了距离，力就一定做功

D.有力作用在物体上，物体沿力的方向移动了距离，力就一定做功

解析：有力作用不一定做功，无力作用肯定不做功.

【设计意图】利用plickers软件快速了解学情，学生知道答案后，举起手中二维码卡片，教师扫描二维码，立即知道学生所选答案，及时调整循环递进探究进度情况.

5.3 第三环节：概念深入，怎样计算功

活动1：学生表演举矿泉水瓶.

功有大小吗？如何计算功的大小，先请学生表演举矿泉水瓶实验.

（1）相同的矿泉水瓶，举不同高度，举得越高的同学付出的越多、力的成效越显著，做功越多.

（2）不同矿泉水瓶，举相同的高度，举的瓶数越多的同学付出越多、力的成效越显著，做功越多.

学生通过观察和定量分析得出做功的多少与力的大小和力的作用下移动的距离成正比（如图6所示）.

结论1：力大小相等时，功与力方向上移动距离成正比.

结论2：力方向上移动距离相等时，功与力成正比.

在都做功的前提下，力和移动的距离都不同时，我们用两者的乘积大小来比较做功的多少.当力与距离都是国际单位时，从而得出功的计算公式W=FS.力的單位牛顿，距离的单位米，功是合成单位牛·米，物理学上为了纪念物理学家焦耳对功所做的贡献，用焦耳名字命名功的单位，即：1 J=1 N · m.

【设计意图】培养学生借助数学工具处理物理问题的方法.由浅入深，循环递进探究，让学生明白功是在力的作用下的累积，正是由于累积思想的存在，才使得力与距离以一种乘积的形式相结合.所谓累积是指随着时间及空间位置的改变，事物会发生集聚性变化，最终完成由量变到质变的转化.累积是源泉，本质在于物质由量变到质变过程中所存在的渐进性与持续性，渗透累积思想，为后续探究学习奠定基础.

活动2：读一读，议一议：对功研究有杰出贡献的物理学家.

焦耳是英国物理学家.1818年12月24日生于索尔福.他父亲是酿酒厂的厂主.焦耳从小体弱不能上学，在家跟父亲学酿酒，并利用空闲时间自学化学、物理.他很喜欢电学和磁学，对实验特别感兴趣.后来成为英国曼彻斯特的一位酿酒师和业余科学家.可以说焦耳是一位靠自学成才的杰出科学家.焦耳最早的工作是电学和磁学方面的研究，后转向对功与热相互转化的实验研究.1866年由于他在热学、电学和热力学等方面的贡献，被授予英国皇家学会柯普莱金质奖章. 焦耳病危前曾说过：“我一生中也只是做了两三件事而已，没有什么值得炫耀的.”

宋应星（1587年—约1666年），字长庚，汉族，江西人，明朝著名科学家.一生致力于对农业和手工业生产的科学考察和研究，最杰出的作品《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”.

莱布尼兹，生于1646年，德国哲学家、数学家、物理学家，历史上少见的通才，多才多艺，被誉为十七世纪的亚里士多德.

艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的数学原理》《光学》.牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了创立微积分学的荣誉.

【设计意图】介绍焦耳，自学成才，谦虚的优良品质，对学生进行情感熏陶，对引导学生树立正确的人生观起到积极的作用，达到了培养学生情感态度和价值观目标. 引入对做功研究有杰出贡献的物理学家成长史，培养学生不畏艰难、曲折，永攀高峰寻求科学真理的精神.

活动3：实践应用，例题解析.

感受做功的大小，将两个鸡蛋举高一米所做的功， W=Fs=1N×1m=1J

例：一个人用50N的力沿水平方向匀速推一辆重200N的车前进2m，求这个人对车做功多少？重力对车做功多少？

【设计意图】体验1J的大小，培养学生的估算能力，同时培养学生正确规范的习题解答过程，培养学生利用所学知识分析解决问题的能力.

本节课教学中采用循环递进式探究，所设计的三个环节循环递进，每个环节所设计的活动由浅入深，螺旋上升，符合学生的认知规律和认知特点.循环递进探究法教学模式也是众多教学模式中的一种，在物理教学中的实用性已被大量实践结果证明.当前，我国课程改革提倡科学探究，但很多一线教师尤其是年轻教师往往不知该如何组织科学探究教学，或是教师提前预设好，使得探究表面化，或是限于个人经验而缺乏理论指导，一味放手让学生无方向发挥，这些都不利于探究教学的大规模开展.循环递进式探究法正是为广大一线教师在具体操作层面上提供了一种可供借鉴的较成熟模式，但如何更好地切合自己的教学，还需要教师在教学中根据不同的教学课题具体探索.只有不断的探索——总结——应用，才能更好地发展物理教學的艺术.

参考文献：

[1]石尧.核心素养视域下初中“功”概念的过程教学——兼谈乘积定义法的教学逻辑[J].中学物理教学参考，2018，47（05）：9-12.

[2]唐东.三重六环分层次物理教学法[J].中学物理，2016，34（09）：50.

[3]张正太.浅谈“功”的教学的两种设计方案[J].中学物理教学参考，2015，44（Z1）：70-73.

（收稿日期：2019-05-09）

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