淺談中職物理能量守恒教學的關鍵點

葉勇

摘要：中職物理能量守恒教學涉及到諸多的知識點，應當將相應知識點加以系統(tǒng)整合，并注重教學目標的制定與教學效果的評量。在這種背景下，本文首先從勢能、能量、能量守恒三個方面探討了中職物理能量守恒教學的關鍵內(nèi)容，進而從教學目標與教學評量兩個方面探討了中職物理能量守恒教學的關鍵工作。

關鍵詞：中職物理；能量守恒；教學；關鍵點

中圖分類號：G632.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）33-0139-02

一、明確教學內(nèi)容

1.勢能。首先是重力勢能。（1）勢能：與物體系統(tǒng)配置（相對位置、形狀）有關的能量。若彼此之間存在有交互作用力（重力、彈力），則其配置發(fā)生變化時，即伴隨有勢能的變化。（2）重力勢能：一個物體的重力勢能是其位置的函數(shù)。若重力對物體作負功，則使物體的重力勢能增加，所作負功的量值等于物體重力勢能的增加量（施力反抗重力作正功，重力勢能增加）；若重力對物體作正功，則使物體的重力勢能減少，所作正功的量值等于物體重力勢能的減少量。（3）地表附近的重力勢能（重力mg視為定值），若以地面作為重力勢能的參考面，即物體在地面時的重力勢能取為零，則Ug（0）=0，物體在位置坐標y的重力勢能。在計算重力勢能時，不一定取地面為重力勢能參考面，其實任一高度的水平面都可設定為零勢能，即：勢能是相對的。任何水平面作為重力勢能的參考面，都不影響該質(zhì)點在兩點之間的重力勢能差值。質(zhì)點在兩點之間減少的重力勢能，經(jīng)由重力對質(zhì)點作正功，轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)點動能。這主要是由于地球質(zhì)量太大，變化極小，忽略了對地球的影響。物體運動的趨勢是減少其勢能，勢能不再變化時，物體就達到了平衡狀態(tài)。其次是彈性勢能。彈簧的彈性勢能是其長度變化量的函數(shù)。若彈簧的恢復力對物體作負功，則使彈性勢能增加，所作負功的量值等于彈性勢能的增加量；反之，若恢復力對物體作正功，則彈性勢能減少，所作正功的量值等于彈性勢能的減少量。

2.能量。一是能量形式包括：簡介力學能量、熱能、光能、電能、化學能等各種形式的能；介紹克氏溫標（絕對溫標），說明溫度越高代表物體中原子的平均動能越大。二是有關各種能量及能量間轉(zhuǎn)換避免做定量推導及計算。三是能量間的轉(zhuǎn)換與能量守恒，舉例說明各種能量間的轉(zhuǎn)換以及能量守恒的觀念，介紹質(zhì)量及能量可以相互轉(zhuǎn)換的概念，介紹E=MC2的公式。重點考慮在作用力為保守力時，兩種物體的受力情形。包括：（1）物體僅受單一保守力作用，落體運動、行星繞日運動，物體分別只受單一的重力或萬有引力作用。（2）物體所受外力含單一保守力及與運動路徑處垂直的正向力作用，在平面、斜面或曲面上的運動物體，或在水平面上與彈簧連接的運動物體，分別僅受單一的重力或彈力以及正向力作用。

3.力學能量守恒定律。若一個物體（或一個系統(tǒng)）僅受到保守力的作用，則其動能和勢能在運動過程中會改變，但其總和（即物體或系統(tǒng)的力學能量）則保持不變。教學過程應注意如下幾方面內(nèi)容：（1）物體僅受保守力作用，則根據(jù)功能定理，合力對物體所作的功等于其動能的變化量，即W=ΔK。由于保守力所作的功，可寫為W=-ΔU，則W=-ΔU=ΔK，即ΔK+ΔU=0→Kf+Uf=Ki+Ui=力學能量守恒。（2）力對物體作功，只是能量傳遞及轉(zhuǎn)換形式，并不會使總能量有所增減。（3）摩擦力對物體作功，將物體的力學能量轉(zhuǎn)換成內(nèi)能（熱能）。（4）在一個孤立的系統(tǒng)中，能量可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，但系統(tǒng)的總能量保持不變。能量守恒定律不是經(jīng)由數(shù)學推導所得，而是建立在無數(shù)的實驗驗證上的。

二、確定教學目標，注重教學評量

1.教學目標。教學目標包括如下幾個方面：一是知識的精熟。熟悉課程的內(nèi)容，加以反復演練探究，使學生對能量守恒知識精熟并能自由運用。二是獨立思考的能力。能觀察事物，懷疑并提出疑問；能對問題獨立思考，而不是單純的記憶標準答案。三是解決問題的能力。能自己思考并且設計實驗方法解決疑惑，不依賴他人提供正確答案。四是科學家的觀點。提供科學家的看法，了解科學家看待事物的習慣。五是幫助他人并對團體有貢獻。愿意主動幫助同學，并能夠幫助同學學習，在其他方面也愿意給予同學協(xié)助。

2.教學評量。一是為了解學生的學習狀況和成就，教師應適時進行“形成性評量”和“總結(jié)性評量”，以評估學生學習成就和診斷教學得失，并加以補救及調(diào)整，從而達到預期的教學目標。二是評量方式除紙筆測驗外，應考評學生所做習題和學習報告以及課堂討論和實驗活動的表現(xiàn)，綜合評估學生的學習成就和能力。三是評量的內(nèi)容，應以教學目標和學習行為目標為導向。在認知方面，按記憶、理解、應用、分析、綜合、評價等不同層次，設計評量試題，題型應生動活潑并難易適中；在情景方面，注重科學精神和科學態(tài)度的表現(xiàn)；在技能方面，則考查實驗操作的技巧和設計的能力。四是平時考查的項目可以閱讀報告、專題研究、自制模型、自行設計實驗等方式進行。在報告和研究方面，應注重組織能力、資料查詢能力、討論及作結(jié)論能力；在實驗方面，則注重思考能力及創(chuàng)造能力。

總體而言，物理課程一直是中職學生的學習難點，但職業(yè)院校培養(yǎng)技能型人才的使命卻要求學生必須掌握一定的專業(yè)技能，而這需要他們掌握扎實的基礎知識。在能力守恒的教學中，應注意啟動學生的思維。首先要明確教學內(nèi)容，使學生對問題所表述的物理情境有一個完整、清晰的認識，接著應當確定教學目標，教學的每個過程是否遵循動量守恒定律。最后分清已知量和待求量，這樣學生的思維得到了有效啟發(fā)，守恒問題的教學也到了水到渠成的效果。

參考文獻：

[1]林旭升，溫奕霞.對能量概念在基礎物理教學中地位的認識[J].高等理科教育，2003，（03）.

[2]路水.科學發(fā)展史故事連載之六 發(fā)現(xiàn)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律的艱難歷程[J].科學大眾，2007，（01）.

[3]金丹青.能量守恒與轉(zhuǎn)化定律在電磁學中的應用[J].寧波職業(yè)技術(shù)學院學報，2003，（05）.

[4]張三慧.從功能定理到熱力學第一定律到普遍的能量守恒定律[J].物理通報，2002，（12）.