“機械能守恒定律”教學(xué)設(shè)計及分析

李婷

摘 要：機械能守恒定律是對功和能知識的進(jìn)一步認(rèn)識。本文對“機械能守恒定律”進(jìn)行設(shè)計和分析，充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

關(guān)鍵詞：規(guī)律；機械能；實驗

筆者以高職校教材為對象，聯(lián)系動能、動能定理和勢能的知識，從理論推導(dǎo)過程中，引導(dǎo)學(xué)生對動能定理的進(jìn)一步理解，強化課標(biāo)中指出的“重視物理概念和規(guī)律的講授，加強培養(yǎng)學(xué)生能力”的觀點。

一、學(xué)情分析

授課對象：電氣自動化技術(shù)專業(yè)一年級學(xué)生。

學(xué)生特點：思維活躍，動手能力強，對電子儀器頗感興趣。

知識能力：掌握動能、勢能、動能定理的學(xué)習(xí)，是學(xué)生由“形象思維和感性思維”向“抽象思維和理性思維”過渡的時期。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.目標(biāo)

知識目標(biāo)：要知道機械能概念，理解動能、勢能轉(zhuǎn)化；掌握機械能守恒條件、內(nèi)容；能靈活應(yīng)用守恒定律。

能力目標(biāo)：初步掌握探究物理規(guī)律的研究方法。

情感目標(biāo)：通過機械能守恒，感悟自然界的守恒思想，體會自然的對稱美、和諧美。

2.重難點及對應(yīng)策略

教學(xué)重點：（1）推導(dǎo)、建立機械能守恒定律，并能夠理解定律內(nèi)容；（2）在具體問題中會判斷機械能守恒，能建立守恒關(guān)系的數(shù)學(xué)式。

教學(xué)難點：（1）理解機械能守恒條件；（2）會判定機械能是否守恒并分析系統(tǒng)具體機械能。對應(yīng)策略：采用“游戲定性分析、實驗定量探究、理論演繹推導(dǎo)”三個活動來分散并突出重點；對比分析兩個類似游戲來突破難點。

三、教法學(xué)法

1.教法

教師應(yīng)在教學(xué)中為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)情境，提供多樣化信息的來源，根據(jù)STS的教學(xué)模式，注重探究型、主導(dǎo)型、交互性、社會性的教學(xué)。本節(jié)教學(xué)設(shè)計依據(jù)教學(xué)理論及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論進(jìn)行設(shè)計：對機械能守恒定律的得出過程，采用碰鼻游戲來創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)現(xiàn)守恒現(xiàn)象；利用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行實驗演示，探究守恒原理；通過自由落體運動的理論進(jìn)行演繹推導(dǎo)；對守恒條件的得出和掌握，通過實驗和對比分析，整個教學(xué)過程中設(shè)計一些列問題進(jìn)行啟發(fā)。

2.學(xué)法

結(jié)合教法，讓學(xué)生在具體的物理情境及教師的引導(dǎo)下進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，體現(xiàn)由物講理的基本方法；讓學(xué)生在實驗中學(xué)會觀察、思考與分析，用已掌握的知識進(jìn)行探究式的演繹推理，最后歸納總結(jié)新的物理規(guī)律。

四、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：創(chuàng)設(shè)情境

第一，圖片展示。出示生活中動能、勢能轉(zhuǎn)化圖片，讓學(xué)生對動能、勢能轉(zhuǎn)化進(jìn)行探討并引出機械能概念。

第二，實驗演示。學(xué)生演示過山車實驗，直觀體驗動能和勢能的轉(zhuǎn)變，并提出問題：小鋼球為什么能穿過圓環(huán)？每一狀態(tài)的動能和勢能如何變化？由此引出課題。

環(huán)節(jié)二：探究守恒等式

第一，碰鼻游戲，定性分析。利用單擺裝置，請學(xué)生中“勇敢者”上來進(jìn)行碰鼻游戲的演示。游戲過程中，參與者有明顯的退讓動作，再仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)小鋼球到鼻子位置戛然而止。在輕松的氛圍中，教師提出問題：擺動過程中有一個量是不變的，是什么？小球受到哪些力的作用？哪些力對小球做功？為探究守恒條件做好鋪墊。

第二，氣墊導(dǎo)軌實驗，定量探究。實驗演示開始前，提出問題：分析滑塊的受力情況，并思考哪些力對滑塊做功，為環(huán)節(jié)三探究守恒條件做準(zhǔn)備。在實驗數(shù)據(jù)的記錄、計算、比較的過程中，突出本節(jié)的重點：建立守恒定律。

第三，自由落體運動，驗證規(guī)律。探究物理規(guī)律應(yīng)該是由簡單到復(fù)雜，逐步深入，同時簡單的自由落體來進(jìn)行理論推理也符合最近發(fā)展區(qū)觀點。

環(huán)節(jié)三：探究守恒條件

將小鋼球換成乒乓球，進(jìn)行“碰鼻游戲2”。引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象、受力、做功等幾個方面對兩次碰鼻游戲進(jìn)行對比分析。在上述兩個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)之上，總結(jié)歸納出機械能守恒定律內(nèi)容、條件以及表達(dá)式。

環(huán)節(jié)四：鞏固知識，拓展應(yīng)用

以搶答的方式分析四種運動狀態(tài)中的物體是否滿足機械能守恒；鞏固學(xué)生建立機械能守恒恒等式。

環(huán)節(jié)五：課后延伸，布置作業(yè)

布置作業(yè)：（基礎(chǔ)模塊）根據(jù)課后練習(xí)完成對機械能守恒定律的鞏固，完成書后練習(xí)1；（拓展模塊）書后練習(xí)2，請再次用牛頓第二定律和運動學(xué)公式來處理這兩個問題，比較異同；（實踐模塊）尋找“生活中的機械能守恒”，以文字說明或圖片、視頻形式提交教學(xué)空間。

五、教學(xué)反思

從教學(xué)空間點擊量以及學(xué)生回復(fù)情況可以看出，這節(jié)課的效果較好；空間的應(yīng)用促進(jìn)了師生之間交流，但學(xué)生養(yǎng)成將物理與生活相聯(lián)系的習(xí)慣，教師要借助圖片、視頻、科普知識等形式推廣生活中的物理，潛移默化地把物理帶進(jìn)學(xué)生的生活。