能量轉(zhuǎn)化的量度教學(xué)設(shè)計(jì)

1、能量轉(zhuǎn)化的量度（第一課時(shí)） 學(xué)習(xí)目標(biāo)（第稿） 、通過具體實(shí)例分析，“做功”與“不做功”的特征，歸納出做功的兩要素。 、通過討論，理清“做功”與“做工”“工作”的區(qū)別，更一步理解做功的兩要素缺一不可。 、通過功的計(jì)算，定量描述能量轉(zhuǎn)化的多少，從而建立功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 、通過學(xué)習(xí)，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用功與能的觀點(diǎn)來研究自然現(xiàn)象，為能量守恒打下基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)目標(biāo)（第稿） 、通過分析物體做功的實(shí)例，體會(huì)做功的兩個(gè)要素，初步建立功的概念。 、通過分析“不做功”、“做工”、“工作”與“做功”的區(qū)別，進(jìn)一步理解做功的兩要素缺一不可。 、通過功的含義及功的計(jì)算，從定性、定量的角度體會(huì)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 、通過學(xué)習(xí)

2、，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用功與能的觀點(diǎn)來研究自然現(xiàn)象，為能量守恒打下基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)目標(biāo)（第稿） 、通過分析物體做功的實(shí)例，初步建立功的含義。 、通過分析“不做功”、“做工”、“工作”與“做功”的區(qū)別，進(jìn)一步建立功的含義，理解做功的兩要素缺一不可。 、通過具體事例分析及功的計(jì)算，從定性、定量的角度體會(huì)功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 、通過學(xué)習(xí)，了解概念的一般形成過程，提升學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力，初步形成概念課的一般學(xué)習(xí)方法。 學(xué)習(xí)目標(biāo)（第稿） 、面對(duì)如何量度能量轉(zhuǎn)化的多少的問題，知道為什么要引入一個(gè)叫做“功”的物理量。 、分析能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，逐步歸納出有能量轉(zhuǎn)化（有力做功）實(shí)例一定具備的兩個(gè)要素，并嘗試對(duì)“功”的大小

3、作出規(guī)定。 、通過對(duì)“做工”、“工作”與“做功”的區(qū)別與討論，進(jìn)一步明確功的含義。 4、通過具體事例分析及功的計(jì)算，定量感知能量轉(zhuǎn)化的多少。 5、通過對(duì)功的概念建立過程的了解，學(xué)習(xí)科學(xué)概念的一般定義方法。 九年級(jí)（上）第3節(jié) 能量轉(zhuǎn)化的量度第課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì) 南湖區(qū)新豐鎮(zhèn)中學(xué) 王 雄 一、教材與學(xué)情分析 功和能的關(guān)系是本章教科書的一條主線，也是定量分析能量轉(zhuǎn)化的過程，提出“守恒”思想的重要基礎(chǔ)。本節(jié)是第三章第節(jié)，在學(xué)習(xí)了機(jī)械能的基礎(chǔ)上，教科書進(jìn)一步提出了“量度能量轉(zhuǎn)化的多少”知識(shí)的學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上，加深對(duì)“能是物體所具有的做功的本領(lǐng)”、“做功的過程實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化的過程”、“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”

4、的理解，為本章最后建立能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律做好重要的鋪墊。 學(xué)生對(duì)于能的多種形式與能的轉(zhuǎn)化都有一定的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，但對(duì)能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)（定量）卻沒有基礎(chǔ)，而且生活中一些現(xiàn)象會(huì)影響學(xué)生對(duì)于功的含義的理解。同時(shí)，學(xué)生對(duì)概念的形成過程并不了解。為此，結(jié)合概念教學(xué)的特點(diǎn)，本節(jié)課從生活情景（建模）入手，在情景中自己梳理出科學(xué)的問題，而后又回歸到生活中典型情景分析，從中歸納出共性特點(diǎn)，最終形成概念的內(nèi)涵。通過教學(xué)嘗試讓學(xué)生像科學(xué)家一樣思考。同時(shí)，初步學(xué)會(huì)概念教學(xué)的一步形成過程。 二、學(xué)習(xí)目標(biāo) 、面對(duì)如何量度能量轉(zhuǎn)化的多少的問題，知道為什么要引入一個(gè)叫做“功”的物理量。 、分析能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，逐步歸納出有能量轉(zhuǎn)化

5、（有力做功）實(shí)例一定具備的兩個(gè)要素，并嘗試對(duì)“功”的大小作出規(guī)定。 、通過對(duì)“做工”、“工作”與“做功”的區(qū)別與討論，進(jìn)一步明確功的含義。 4、通過具體事例分析及功的計(jì)算，定量感知能量轉(zhuǎn)化的多少。 、通過對(duì)功的概念建立過程的了解，學(xué)習(xí)科學(xué)概念的一般定義方法。 三、教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn) 1、做功的兩要素。 2、通過定性與定量理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度 四、教學(xué)設(shè)計(jì) （一）情景設(shè)計(jì)，引出問題 情景： 1、一個(gè)同學(xué)推一輛小車前進(jìn)10米 情景： 、一個(gè)同學(xué)推動(dòng)加了重物的小車前進(jìn)了米 情景： 、一個(gè)同學(xué)推動(dòng)相同的小車前時(shí)了米 師：情景1中，小車獲得了什么能？人消耗了什么能？能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？ 同理，情景2、

6、情景中能量發(fā)生了怎樣的轉(zhuǎn)化？ 生：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 師：說明物體能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 師：讓我們進(jìn)一步思考，情景與對(duì)比，哪種情景能量轉(zhuǎn)化的多？你判斷依據(jù)是什么？ 生：情景2中能量轉(zhuǎn)化的多，因?yàn)椋ㄖ亓Υ?，從而人的推力大），而且推力越大，能量轉(zhuǎn)化越多。 師： 情景與情景比，哪種情景下能量轉(zhuǎn)化的多？你判斷的依據(jù)是什么？ 生：情景3中能量轉(zhuǎn)化多，因?yàn)樾≤囃ㄟ^的距離長(zhǎng)，而且距離越長(zhǎng)，能量轉(zhuǎn)化越多。 師：很好，根據(jù)我們所學(xué)過的知識(shí)和我們的生活經(jīng)驗(yàn)都容易得到以上結(jié)論。 師： 如果情景與情景比，哪個(gè)能量轉(zhuǎn)化的多？你判斷的依據(jù)是什么？ 生：無法比較。 （科學(xué)問題始于情景，本節(jié)課的情景是生活的再現(xiàn)，有利于學(xué)生的理解

7、，符合學(xué)生的潛認(rèn)知。同時(shí)，能在情景中通過對(duì)比，很自然暴露認(rèn)知沖突與不足，從而順利提煉出科學(xué)問題，讓科學(xué)與生活自然鏈接。） 對(duì)應(yīng)教學(xué)目標(biāo)、面對(duì)如何量度能量轉(zhuǎn)化的多少的問題，知道為什么要引入一個(gè)叫做“功”的物理量。 （二）定性分析，界定概念標(biāo)準(zhǔn) 師：科學(xué)的發(fā)展始于問題，其實(shí)科學(xué)家也和我們一樣，當(dāng)我們想測(cè)量（量度）能量轉(zhuǎn)化多少時(shí)，我們用已學(xué)過的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)已不能解決問題。這時(shí)，我們必須引入一個(gè)新的物理量，來量度能量轉(zhuǎn)化的多少。 這個(gè)物理量就是功 師：就科學(xué)而言，舉重運(yùn)行員舉著杠鈴不動(dòng)，卻是沒有做功，對(duì)于概念而言，我們 必需歸納眾多情景中的共同點(diǎn)，形成最終的概念，那么科學(xué)家怎樣來確定功的含義？ 師：

8、從做功的要素考慮 1、圖中四個(gè)物體分別受到什么力的作用？請(qǐng)用示意圖表示出來。 2、做功的兩個(gè)情景中：“一定高度，一段路程”說明與距離有關(guān)?！疤?，推”說明與力有關(guān)。通過分析方向。 總結(jié)：事物做功的兩個(gè)要素：作用在物體上的力 物體在力的方向上通過一段距離。 師：從能量轉(zhuǎn)化的角度考慮。 問題1：叉車把貨物從地面抬升到一定高度。獲得了什么能？消耗了什么能？發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？ 問題2：人推小車在水平路上通過一段路程，小車獲得了什么能？人消耗了什么能？發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？ 生：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 （本節(jié)課設(shè)計(jì)從做功的兩要素及能量轉(zhuǎn)化兩個(gè)角度對(duì)情景進(jìn)行分析，讓學(xué)生把功與能緊密的聯(lián)系在一起，避免形成功

9、與能的兩張皮。同時(shí)，通過對(duì)文字的點(diǎn)、圈、畫，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在文字中尋找知識(shí)點(diǎn)的蛛絲馬跡，這其實(shí)也滲透了科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法教育。） 相關(guān)的理念支持： 概念的形成指從大量的具體例證（正例，反例）出發(fā)，通過歸納的方法抽取一類事物的共同本質(zhì)屬性，從而形成概念。 師：小組討論：你能結(jié)合你平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)及今天所學(xué)的知識(shí)，分別列舉一個(gè)對(duì)物體做功的情景與一個(gè)不做功的情景，并嘗試向同學(xué)們說明你判斷的依據(jù)。 （列舉并嘗試用所學(xué)知識(shí)解釋是對(duì)生活的再認(rèn)知，是培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力，讓同學(xué)們把科學(xué)新知與生活緊密的聯(lián)系在一起，在認(rèn)識(shí)現(xiàn)象的過程中自覺運(yùn)用所學(xué)的科學(xué)知識(shí)，讓同學(xué)再一次體會(huì)科學(xué)就在我們身邊。） 相關(guān)的理念支持

10、： 概念獲得之后，就要在認(rèn)知活動(dòng)中發(fā)揮作用，并認(rèn)知活動(dòng)產(chǎn)生影響，它一般反映在知覺和思維兩個(gè)水平上。在知覺水平上運(yùn)用概念是指運(yùn)用已經(jīng)獲得的概念，幫助識(shí)別具體的同類事物并將其歸入這一類型。在思維水平上運(yùn)用概念是指運(yùn)用概念對(duì)事物進(jìn)行判斷、推理或?qū)⒏拍钸M(jìn)行重新改組，以滿足解決問題的需要。 針對(duì)教學(xué)目標(biāo)、分析能量轉(zhuǎn)化的實(shí)例，逐步歸納出有能量轉(zhuǎn)化（有力做功）實(shí)例一定具備的兩個(gè)要素，并嘗試對(duì)“功”的大小作出規(guī)定。 針對(duì)教學(xué)目標(biāo)、通過對(duì)“做工”、“工作”與“做功”的區(qū)別與討論，進(jìn)一步明確功的含義。 回歸： 情景： 、同學(xué)推動(dòng)加了重物的小車前進(jìn)了米 情景： 、同學(xué)推動(dòng)小車前時(shí)了米。 師：通過以上的學(xué)習(xí)，我們能比

11、較情景2與情景3能量轉(zhuǎn)化的多少了嗎？ 生：還不能。 （通過情景2與情景3的對(duì)比，讓學(xué)生回歸情景，再次回歸核心問題：怎樣判斷能量轉(zhuǎn)化的多少，讓學(xué)生始終圍繞核心情景與核心問題尋找解決問題的方法。） 師：通過以上的學(xué)習(xí)，做功需要兩個(gè)要素：第一，做功與作用在物體上的力有關(guān)，力越多，功越多；還與在力的方向上通過的距離越大，功越多。但還是不能比較能力轉(zhuǎn)化的多少，看來科學(xué)家們還需進(jìn)一步的進(jìn)行規(guī)定。 （三）定量計(jì)算，領(lǐng)悟概念內(nèi)涵 那么功與距離和力有怎樣的（具體）定量關(guān)系呢？ 如果你是科學(xué)家，你對(duì)于這三個(gè)物理量的關(guān)系會(huì)進(jìn)行怎樣的科學(xué)規(guī)定？你的根據(jù)是什么？ 學(xué)生回答： 師：其實(shí)科學(xué)在對(duì)一個(gè)概念進(jìn)行定義時(shí)，都有一定

12、的思維過程，這一點(diǎn)我們可以拿已經(jīng)學(xué)過的公式進(jìn)行對(duì)比，嘗試進(jìn)行科學(xué)的定式。 例：路程時(shí)間*速度 從而對(duì)比得到： （讓學(xué)生像科學(xué)家一樣思考，讓學(xué)生知識(shí)科學(xué)知識(shí)的本源，通過對(duì)本源知識(shí)的了解，更能讓學(xué)生把概念進(jìn)行串聯(lián)，從而通過對(duì)比，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力。） 學(xué)習(xí)任務(wù)：自主閱讀課本，并嘗試完成計(jì)算題（例題），再與課本標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行對(duì)比。 對(duì)應(yīng)教學(xué)目標(biāo)4、通過具體事例分析及功的計(jì)算，定量感知能量轉(zhuǎn)化的多少。 再次回歸到情景2與情景3，通過以上的學(xué)習(xí)，我們能比較兩個(gè)能量轉(zhuǎn)化的多少了嗎？ 情景： 、同學(xué)推動(dòng)加了重物的小車前進(jìn)了米 情景： 、同學(xué)推動(dòng)小車前時(shí)了米。 生：可以 師：學(xué)習(xí)任務(wù)：請(qǐng)你結(jié)合情景2與情景3，運(yùn)用

13、你剛才學(xué)過的功的計(jì)算，適當(dāng)添加你需要的物理量，而后計(jì)算出人對(duì)小車的推力所做的功？ 生：自主設(shè)計(jì)，進(jìn)行計(jì)算。 （通過學(xué)生根據(jù)情景編題，把所學(xué)概念放入新的情境中，讓概念的具體化，使概念進(jìn)一步豐富和深化，既體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，也體現(xiàn)了用情景串聯(lián)一節(jié)課的設(shè)計(jì)思路，從而把問題進(jìn)行到底，真正做到不忘初心，放得始終。） 師（總結(jié)）：通過大家剛才的計(jì)算，我們得到情景2物體做功1000J（假設(shè)）,也就是說能量轉(zhuǎn)化了1000J，情景3物體做功1500J（假設(shè)）,也就是能量轉(zhuǎn)化了1500J.所以物體做了多少功，就是多少能量轉(zhuǎn)化，通過功的計(jì)算，我們可以得出能量轉(zhuǎn)化的多少。所以，功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 其實(shí)，我們

14、今天的一個(gè)思考過程，在1843年有一個(gè)科學(xué)家也進(jìn)行了相似的過程，他就是焦耳，他用了近7年的時(shí)間尋找功與能量的關(guān)系，最終得出熱功當(dāng)量。所以，我們發(fā)現(xiàn)，功與能的單位都是焦耳。 對(duì)應(yīng)目標(biāo)、通過對(duì)功的概念建立過程的了解，學(xué)習(xí)科學(xué)概念的一般定義方法。 五、設(shè)計(jì)說明 本文課首先通過建模的方式把生活情景模型化，從三個(gè)情景中得出“怎樣比較能量轉(zhuǎn)化的多少？”這一核心問題，之后讓學(xué)生像科學(xué)家一樣思考：“做功的兩個(gè)要素是什么？”“怎樣規(guī)定功的計(jì)算公式？”，從而從定性到定量分析能量轉(zhuǎn)化的多少，得出功是能量轉(zhuǎn)化的量度這一核心思想。 同時(shí)，本節(jié)課更重要的目標(biāo)是，通過對(duì)功的概念建立過程的了解，學(xué)習(xí)科學(xué)概念的一般定義方法。

15、具體如下： （一）什么是概念學(xué)習(xí) 概念學(xué)習(xí)就是學(xué)習(xí)把具有共同屬性的事物集合在一起并冠以一個(gè)名稱，把不具有此類屬性的事物排除出去。影響概念學(xué)習(xí)的因素主要有：概念的定義性特征；原型；講授概念的方式；概念間的聯(lián)系以及學(xué)生在年齡、性別、智力、動(dòng)機(jī)、情緒、經(jīng)驗(yàn)、民族、語言能力以及使用學(xué)習(xí)策略上的個(gè)體差異等自身的因素。 （二）概念學(xué)習(xí)的過程 概念學(xué)習(xí)的過程包括概念的獲得和概念的運(yùn)用兩個(gè)環(huán)節(jié)：獲得概念有兩種形式，即概念的形成和概念的同化。 1、概念的形成指從大量的具體例證出發(fā)，通過歸納的方法抽取一類事物的共同本質(zhì)屬性，從而形成概念。 2、概念的同化指將新概念納入到學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的有關(guān)概念之中，從而使學(xué)生

16、獲得概念的方式。 概念的運(yùn)用是指概念獲得之后，就能在認(rèn)知活動(dòng)中發(fā)揮作用，并認(rèn)知活動(dòng)產(chǎn)生影響，它一般反映在知覺和思維兩個(gè)水平上。在知覺水平上運(yùn)用概念是指運(yùn)用已經(jīng)獲得的概念，幫助識(shí)別具體的同類事物并將其歸入這一類型。在思維水平上運(yùn)用概念是指運(yùn)用概念對(duì)事物進(jìn)行判斷、推理或?qū)⒏拍钸M(jìn)行重新改組，以滿足解決問題的需要。 （三）促進(jìn)概念學(xué)習(xí)的條件 促進(jìn)概念學(xué)習(xí)要充分考慮概念獲得和運(yùn)用兩個(gè)環(huán)節(jié)，還要考慮影響概念學(xué)習(xí)的因素。 1、提供概念范例 范例指能夠代表概念的典型事例，提供適當(dāng)范例有助于學(xué)習(xí)者掌握概念的主要特征。范例既可以有概念原型，以便告訴學(xué)習(xí)者這個(gè)概念是什么，也可以有反例，讓學(xué)習(xí)者了解這個(gè)概念不是什么。一般來講，最好的范例就是那些定義性特征很明顯或?qū)W習(xí)者最熟悉的原型。當(dāng)某一概念很容易與其他概念混淆時(shí)，反例非常重要。 提供范例的方法可以有兩種：一種是例規(guī)法；另一種是規(guī)例法。 2、利用概念間的聯(lián)系構(gòu)圖 概念之間是有聯(lián)系的，利用學(xué)習(xí)者已有概念組成“概念地圖”，把新概念置于其中，在這樣的“地圖”中，概念與概念間