张强
东莞市南城中学 广东 东莞 523000
摘要：本文以初中物理教材中关于能量概念的描述内容作为研究起点，针对定性研究、定量研究两种方法对应的描述效果进行比较分析，立足于科学研究视角选用定量研究方法进行理论概念的修改，配合问题引导、列举实例等教学策略的实施，致力于为初中物理校本课程编写以及物理基础概念教学工作提供参考价值。
关键词：初中物理；校本教材；能量概念
引言：现行沪科版（粤教）初中物理教材在关于能量概念的理论描述上存在一定问题，例如“物体能对其他物体做功”这一描述便倾向于定性研究视角、缺乏客观性，而改用“物体具有对其他物体做功的能力”的定量研究方法进行描述后，不仅能凸显出理论的严谨科学性，同时也能够为物理实验的引出创设良好条件。
一、问题的提出背景
（一）问题的提出与思考
笔者在讲解《认识动能和势能》一课时，针对教材中“物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量或能”这一概念描述产生了疑惑，其中“能够”这一用词方式属于“是与非”的语义范畴，符合定性研究方法的特征，与物理学科的科学性、严谨性特征不符。对此笔者通过开展一个实验进行论证：使用一个定滑轮，在绳子左边吊一块铁块、右边吊两个小钩码时，两个小钩码不能将铁块吊起来；但在吊三个小钩码时，铁块却被成功吊起。利用教材概念针对实验中的第二个步骤进行分析，三个小钩码能够将铁块吊起来是因为做了功，因此三个小钩码就具有了能量，属于重力势能。但在分析实验中的第一个步骤时却发现存在问题，两个小钩码不能把铁块吊起来做功，那是否可以说明两个小钩码没有能量呢？从重力势能的概念入手进行分析，被举高的物体具有的能叫做重力势能，那么被举高的三个小钩码具有重力势能，为何被举高的两个小钩码就没有重力势能？实际上二者的区别仅在于重力势能的大小不同，由此证明教材中关于能量概念的描述存在问题[1]。
（二）定性研究与定量研究比较分析
《澳大利亚教育词典》中将定性研究与定量研究的条目解释为“教育研究的两种方法。定性研究强调通过敏锐的观察和完全参与基本过程来理解、说明和解释现象与事件的重要性。与此相反，定量研究则注重客观性、科学控制、数据收集以及对数据的系统分析与研究。”同时，在《马克思主义百科要览》中将定量研究解释为“从量的方面分析研究事物，运用数学方法研究和考察事物之间的相互联系和相互作用的方法。定量研究的特点是具逻辑的严密性和可靠性，它推导出来的结论通常是十分精确的。
”由此可知，定性研究方法属于对问题“是与非”的简单判断，定量研究方法则侧重于通过实验研究与数据分析进行概念的验证。因此应注重以“能量”为研究对象，以能量大小作为衡量物体做功情况的标准，肯定能量的客观存在性，由此可将教材中的概念描述调整为“物体有对别的物体做功的能力，我们就说这个物体具有能量或能”，引导学生掌握定量研究这一科学方法。
二、基于定量研究方法进行能量概念教学的改进设计
（一）运用定量研究方法描述概念
采用定量研究方法进行教材概念的重新解读，以《怎样才叫做功》为例，教材将做功的概念描述为“作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功”，且“这两个因素（指‘力’和‘距离’）中，缺少任何一个都不算做功”。笔者利用图示法进行概念的辨析，图中一个大力士费尽了力气也没有把巨石推动分毫，显然他没有做功，造成这一现象的主要原因为——有力没距离。针对他是否有能量这一问题进行分析，从图中可以看到大力士满身是汗，可以推断出他是耗费了巨大能量的。由此便可以引出物理概念，即不能做功、不代表没有能量，只是物体做功能力有大有小，但能量是事实存在的。按此思路考察课本其他相关内容，可发现“运动的球、流动的水和空气等都能对其他物体做功，说明运动着的物体具有能”、“被举高的物体能对别的物体做功，这说明被举高的物体具有能”、“拉紧的弓、变形的撑杆也都能做功，这说明发生弹性形变的物体也具有能”等概念描述均存在问题，对此应在校本教材编写环节将相关描述调整为“具有对其他物体做功的能力”，引导学生形成科学严谨的物理学科思维，更好地凸显出校本教材的编创价值。
（二）借助问题引导深化概念理解
鉴于初中生仍以形象思维占据主导地位，物理教材中关于理论、概念的描述内容较为抽象，不利于学生进行理解，因此教师应采用问题引导教学方法辅助完成概念知识的解析，引入生活化实例帮助学生直观建立对学科内容的理解，在此过程中注意基于定量研究思维保证话语的严谨性，在激活学生学习兴趣的基础上，促进其正确学科思维的养成。教师可借助生活中的常见现象进行问题的引出，如提出“生活中哪些例子可以证明被举高的物体具有对其他物体做功的能力？”这一问题，学生通常回顾生活经验可以联想到泥石流灾害发生时人被埋在乱石下、将木锤高高举起落下后才能打成年糕等事例，引导学生归纳出上述事例的共性特征为做功，由此借助通俗易懂的案例帮助学生更深层次建立对于能量概念的认知，配合“拉爬犁”等趣味实验活动的开展，促使学生在多元体验中激活学习兴趣、深化概念理解，为学生物理思维与实践应用能力的培养打下良好基础。
结论：能量作为表征物理系统做功本领的物理量，被广泛应用于物理学科研究领域，其概念教学对于初中生物理思维的养成与知识结构建设具有重要影响。教师应基于学科本位视角进行教学内容与方法的优化设计，将定量研究方法融入基本概念教学中，引导学生树立科学严谨的学科思维，为后续学习发展打下良好基础。
参考文献：
[1]温巧娇.初中物理概念教学的探讨[J].中小学校长,2019,(4):51-53.