第5章机械能及其守恒定律讲座提纲.doc

第5章机械能及其守恒定律讲座提纲浙江省义乌中学 王超良一、新、旧教材内容比较（一）、追寻守恒量1、能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要，就是因为这是一个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的。因为它“是极为重要的研究方向”。根据这种认识，本书把守恒思想的提出放到了具体的概念之前，即从追寻守恒时出发引入能量概念，并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程中，这既是学科教学的需要，跟新课程所倡导的教学理念也是吻合的。引入本节内容的目的，在于帮助学生拓宽视野，树立能源观点，形成良好的公民意识，也为了使整章知识的结构更顺畅。因此，本节内容的教学中，如果能帮助学生学会通过一般的文献研究和调查研究的方法，开展小课题研究的形式中，达到开阔思路、锤炼能力的目的就可以了。因此，本节课采用结合实验进行讨论教学的方法比较合适，但要课前要进行精心的准备。（二）、功1、这节内容光从知识的角度来看跟旧教材相比没什么变化，只是跟生产和生活的联系结合得紧密一些而已，生活化的插图使课程生活化的味道更浓了。2、变力做功删去了旧教材作为阅读材料的“变力的功”。但作为能力培养的途径，可以通过讨论的方式帮助学生打开思维的通道，或给学生留一个思维的窗口，以达到开阔学生视野的目的。3、功和功率的内容学生比较熟悉，要尽可能 “旧课新上”，适当地赋以这块内容以研究性的味道。4、不要刻意进行做功问题的习题训练，功的概念、功的计算问题要通过后续内容的学习中逐步加深，是一个螺旋上升、循序渐进的过程。（三）、功率1、新教材提出了额定功率的概念。2、与生活中的汽车换档等问题挂钩，生活化的程度提高了，也可以提高学生的学习兴趣。3、新教材删去了汽车以恒定功率启动的问题，这是由于这种情景是不符合实际情况的。千万不要再去补充这样的习题，以免人为地加重学生的负担。4、教学中，要结合实际问题解决，理解公式的物理意义。例如，可以通过引入汽车通过换低档获得较大的牵引力，换高档获得较大的速度；测量人在某种运动或劳动中的功率等实例的分析，以提高学生理论联系实际的能力。（四）、重力势能1、功是能量变化的量度贯穿于教材编排的整个主线中，但这种思路到这节内容时才正式登台亮相。2、重力的功比旧教材介绍得具体多了，重力势能的引入铺垫得足够到位了。到这时，重力势能也已呼之欲出了。3、功是能量转化的量度渗透在其中，也是通过语言表达的形式以“心照不宣”的途径作为一条暗线出现的。在初中科学教科书中，十分突出功和能的关系，人教社普通高中课程标准物理教科书中没有明确给出“功是功是能量转化的量度”，而是在探究重力做功、探究弹簧的拉力做功和探究与物体的速度变化关系的过程中，不断地渗透和提升这一思想的。教学中，要紧紧抓住功能关系这条主线，突出功与能量变化的因果关系和数量关系。采用这种方法来处理也符合学生的认知水平。从知识的生成方面来看，也是比较和谐的。（五）、探究弹性势能的表达式1、科学探究的目的在于通过学生自主的探索行为，变求知为已知。其中是否采用实验的方式，不是问题的本质特征。教材中，关于弹性势能表达式的探究过程中，尽管没有采用实验的方法，教材中探究性思路的设计却体现得很好。2、弹性势能在新教材中单立一节后，更强化了功是能量变化的量度的思想。使学生明确这既是一种教学思路，更是一种考虑问题的途径，也是一种科学思想之路，因而对培养学生的逻辑思维能力和研究方法是非常有益的。3、在教学中要展示清楚建立弹性势能概念的思路。（六）、探究功与物体速度变化的关系1、增加这么一节教材的主要目的，是为了贯彻新课程重在体验与感受的教育理念。2、进一步强化功是能量变化的量度的教学思想。3、让学生经历和体验探究的过程，培养学生探究的能力。4、本节与“动能和动能定理”一起构成了一个较为完整的研究课题，对学生探究能力的培养和发展会产生不可低估的作用。5、这节内容，教材的处理中，只是为下一节“动能和动能定理”的理论推导奠定一个认识基础，并没有直接给出动能定理。但是，没有动能定理，又不能完整叙述功与速度、功与速度的变化、功与速度二次方间的关系，教师在教学中应灵活把握。（七）、动能和动能定理1、尽管动能和动能定理这节内容新、旧教材相比变化甚少，但将排序调整后，从科学素养教育的角度来看意义却完全不同了。新教材中，它是作为“功是能量变化的量度”的又一个实例的形式出现的，使学生又经历了一次探究和发现的过程，让学生在不断地探究经历中，获得发情感的体验和知识的丰富。而旧教材中，动能定理却更多的是以作为统帅后续内容的面貌出现的，其探究性功能是被大大地削弱了。2、动能和动能定理与旧教材相比，新教材增加了一个例题，但例题所反映的物理情景不够宽广，还须补充用动能定理来处理变力做功和物体在曲线运动中的做功问题，以拓展学生的思路。（八）、机械能守恒定律1、新、旧教材相比，新教材增加了许多进行知识铺垫的生活中的实例，生活化气息大大提高了，也可以增强学生的学习兴趣，教学中要积极地利用好这些素材，也可以考虑选择一些视频材料，引入一些实验，帮助学生通过形象思维的方式更好地理解机械能守恒的条件。2、在得出机械守恒定律时，新、旧教材相比，新教材中没有涉及到EP和EK的具体表达式，因而更具普遍意义，更具一般性，对学生认知水平的提高更有好处。（九）、实验：验证机械能守恒定律1、新教材中把旧教材中的学生实验移到教学内容中的目的是为了增加学生理论联系实际的能力。在具体授课时，要尽可能增强实验中的探究性。最好先通过问题讨论的形式，帮助学生在实验原理、实验仪器的选择、实验的操作步骤、数据处理和减少实验误差等方面形成一定的印象后，再放手让学生实验，以达到有效探究的目的。2、在这节内容的处理中，与旧教材相比，在实验方法上作了改进。首先，实验要求用天平测出重物的质量，以便计算重物的动能和势能改变量的数值。其次，在测量点的选择上，并不要求起始点的速度为零。因此，在选择纸带时，第一、二点间的距离是否接近2、第一个点是否清晰也就无关紧要了。3、在利用教材中提供的方法测瞬时速度时，要让学生弄清楚其中的道理。特别要引导学生去体会这种测瞬时速度的方法与第一、二章所用方法的差异。（十）、能量守恒定律与能源1、引入本节的既是为了与前面的教学内容相呼应，使整个教学内容形成要体，也为了培养学生的能源意识，激发学生关注社会、关心生活实际的热情。2、在涉及能量转化和转移的方向性问题时，教材中只是简单的提到，在选修1-2和选修3-3中有深入的地介绍，但考虑到我省的实际教学要求来看，大部分学生将不再选学这部分内容。因此，教师在教学中需要给予足够的重视。3、建议以专题讨论的形式开展教学活动。用问题开路的方式引导在环环相扣、层层递进的分组讨论和合作学习中，提高协调能力，提高分析问题和解决问题的能力。4、通过预先布置的调查研究和资料的搜集与整理的过程，可以使学生了解科学研究的过程，提高小课题研究的能力。二、新、旧教材总体特点比较（1）从知识结构方面看新、旧教材结构上基本相同，新补充的内容，主要使知识线索更加顺畅。因此，教学活动中不大会产生不适应的情况。（2）从教学内容方面看新增加的内容主要是为了增强学生的体验，使内容的连贯性和趣味性更强，教材的可读性也更好，也为了较好的体现新课程所倡导的探究发现和合作学习的教学理念。不会对教学工作产生多大的影响。（3）从教育理念方面看新教材重视“过程”目标的落实，重视“情感”目标的体现，重视联系学生生活、社会实践和现代科技。如何在新教材的基础上通过教师的进一步创造，在课堂教学中体现新课程的理念，却是实施新课程中需要解决的问题。（4）从教学策略方面看新教材中对部分内容在文字处理进行了微调，主要目的是为了使教学内容生活化，通俗化，便于学生理解和掌握。三、教学建议 1、增强直观性教学能量是一个比较抽象的概念，从能量的观点考虑问题是处理物理问题的重要途径，也是物理教学的重要内容。因此，要充分利用实验、动画、视频和图片等教学媒体帮助学生提高形象思维能力，降低知识坡度。2、增强探究性教学的意识好奇心是学生学习的动力，也是人类进步的源泉。要积极创造条件，通过功与物体动能变化的关系、验证机械能守恒定律等内容的教学，使学生的兴趣得到激发，个性得以张扬，也可以使课堂教学具有一定的节奏感。3、提高课堂的开放性努力提高课堂教学的开放性。譬如，设法把“寻找守恒量”、“能量守恒定律与能源”等内容整合成专题讨论课，让学生在信息的搜集、整理与加工处理中，形成课题意识，提高课题研究的能力。4、把握好关键环节通过关键环节带动基本内容，帮助学生形成良好的学习意识，学会构建知识结构的方法。例如，通过功是能量变化的量度来统领重力势能、弹性势能、动能和概念的建立及动能定理与机械能守恒定律等规律的揭示等等。在教学过程中，既要重视演绎的方法，更要注重形象思维能力的培养，努力转变 “重推演、轻直观”教学的观念。四、教学建议每部分内容都附上具体的案例分析。1、努力培养学生的语言表达能力，创设探究发现、合作学习的教学氛围。如通过寻找守恒量的学习，激发学生继续探究的热情和兴趣，吊起学生的胃口。通过能量守恒定律与能源的教学，让学生形成关注社会、关注生活中的实际问题的意识，产生高度的社会责任感和使命感。2、注重学生探究学习意识的培养努力培养学生探究学习的意识，熟课新上，培养学生的兴趣，激发学生学习的热情。如功和功率的教学。3、用关键知识构筑知识系统（1）通过重力势能、弹性势能和动能和动能定理等内容的学习，帮助学生真正理解“功是能量变化的量度”的含义，知道定义势能的充分条件，构建较为立体的知识框架。（2）把语言表达与公式演绎推导的方法有机地结合起来，在自然而然的思维过程中建立起重力势能、弹性势能和动能的概念，得出、和的表达式。（3）尽可能把“旧知识、熟知识”的教学内容设计成发现式和探究式教学，增强教学中的直观性，要上出新意来。（4）努力培养学生的学习兴趣，通过实验、动画、图片等媒体的刺激，让学生多动脑筋。4、通过实验，提高学生理论联系实际的水平如“功与物体速度变化的关系实验”、“验证机械能守恒定律”的实验的教学中要尽可能体现出探究性的味道。通过动能和动能定理及机械能守恒定律的学习，帮助学生认识到用能的观点考虑问题的优越性，提高处理物理问题的能力。五、几个值得商榷的问题1、位移的符号第一章中用，本章中却用。怎么处理好？2、初、末速度教材中用和，而一般的参考书中却往往用和，是否应该统一起来。3、各部分内容最都要配上一些实验、录像、动画和图片，但媒体的使用要适可而止，要定位在辅助的功能上，切勿喧宾夺主。7