基于學科核心素養(yǎng)的《動能和動能定理》教學設計

張修文 韓祥

摘 ? 要：《義務教育物理課程標準》提出“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。本教學設計重點讓學生經歷從生活走向物理的認知過程，經歷基本的科學探究實踐，培養(yǎng)學生的科學思維、科學態(tài)度與責任，培養(yǎng)其運用所學的物理知識去分析和解決實際問題的能力。

關鍵詞：動能;動能定理;科學思維;科學探究;科學態(tài)度與責任

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）6-0073-5

1 ? ?教材分析

《動能和動能定理》選自人教版高中《物理》必修2第7章第7節(jié)。本節(jié)課是在學生學習了功、重力勢能、彈性勢能以及實驗探究功與速度變化關系的基礎上，設置的重要理論研究和初步應用內容。動能定理解決的是合力功與物體動能變化的關系問題，它不僅可以解決恒力作用下的直線運動的做功與動能變化關系問題，也能解決變力作用下的曲線運動的做功與動能變化關系問題，是物理學中的一個重要定理。它使學生從紛繁復雜的受力和運動過程中解脫出來，依據初末狀態(tài)解決問題，不過多糾纏過程中的細節(jié)，是解決物理問題的一種重要方法?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標準》對本部分的要求是：“理解動能和動能定理;能用動能定理解釋生產生活中的現象?！?/p>

2 ? ?學情分析

學生通過前面的學習初步意識到，每一種力做功對應著一種能量變化（重力做功引起重力勢能變化，彈力做功引起彈性勢能變化），而且重力、彈力做功的多少與對應的重力勢能和彈性勢能變化多少相等。同時，通過對重力、彈力做功的計算結果進行分析發(fā)現：mgh的改變與重力做功相等，則mgh定義為重力勢能;kx2的改變與彈力做功相等，則kx2定義為彈性勢能。這為學生對本節(jié)內容的學習鋪墊了可以借鑒的思維方法。同時，在前面的學習過程中，學生已經具備了對變力作用下曲線運動功的計算的微元和積分處理思想，這也為本節(jié)推證在變力作用下曲線運動中動能定理的正確性奠定了數理基礎。

3 ? ?教學目標

3.1 ? ?物理觀念

（1）理解動能和動能定理。

（2）能用動能定理解釋生產生活中的現象。

3.2 ? ?科學思維

（1）通過動能概念的形成和動能定理的建立過程，體會科學猜想和科學論證的方法。

（2）通過動能定理的建立過程，培養(yǎng)學生溫故知新的思維能力和品質;培養(yǎng)學生思考問題的邏輯性、全面性、嚴密性以及發(fā)現新問題的能力。

3.3 ? ?科學探究

在本節(jié)內容的教學設計上，依據從生活走向物理的理念，從生活中發(fā)現問題，形成動能與質量以及速度有關的猜想，進一步從“功”與“能”單位相同以及“探究功與速度的關系”中，得出動能與速度平方有關的定性結論;在動能定理建立過程中，從簡單的恒力作用下的直線運動出發(fā)，利用已有的知識經過理論推導得出新的初步結論，由此再引導學生過渡到對一般意義的變力作用下的曲線運動進行理論推導，并對其進行實驗檢驗。培養(yǎng)學生從特殊到一般、從低級到高級的探究思路，進一步固化實驗是檢驗理論正確性的科學思想，并在過程中體會實驗驗證方法。

3.4 ? ?科學態(tài)度與責任

通過從生活現象中發(fā)現并提出問題，培養(yǎng)學生認真觀察和思考的研究態(tài)度;從“功”與“能”單位相同上培養(yǎng)學生敏銳的洞察能力，從不同側面對問題進行思考的方法并深入研究其原因;通過設計實驗驗證理論，培養(yǎng)學生堅持科學理論必須經過實驗檢驗的科學觀點和態(tài)度，在分析和處理誤差的過程中培養(yǎng)學生實事求是的科學責任及團隊合作的精神;通過對變力作用下的曲線運動動能定理的正確性推證，培養(yǎng)學生科學探究應該全面、嚴密的態(tài)度;通過動能定理的應用教學培養(yǎng)學生從物理走向社會的責任。

4 ? ?教學資源

自制教具、撲克牌、黃瓜、尺子、多媒體課件等。

5 ? ?教學過程（見表1）

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]張大昌.普通高中課程標準實驗教科書物理（必修2）[M].北京：人民教育出版社，2016.

（欄目編輯 ? ?李富強）