高中物理-追尋守恒量-能量教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

PAGE1PAGE7.1追尋守恒量能量（教學(xué)設(shè)計(jì)）課題7.1追尋守恒量能量課型新授課學(xué)習(xí)目標(biāo)知識與能力1、初步領(lǐng)會能量轉(zhuǎn)化、變中有恒的思想。2、理解動能、勢能及能量的概念與意義。3、領(lǐng)會尋找守恒量是科學(xué)研究的重要思想方法。4、會分析生活中有關(guān)機(jī)械能轉(zhuǎn)化的問題。過程與方法1、重溫伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)大家對守恒思想的認(rèn)識；2、利用自制教具(如過山車、滾擺、悠悠球等)的演示，幫助同學(xué)們建立能量守恒的觀念情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過了解人類追尋“能量”這一守恒量的過程，體驗(yàn)守恒思想的重要意義學(xué)習(xí)重點(diǎn)理解動能、勢能的含義，體會能量轉(zhuǎn)化、守恒的普遍存在性。學(xué)習(xí)難點(diǎn)追尋守恒量，建立能量概念的過程。學(xué)習(xí)方法自主學(xué)習(xí)，合作探究，動手實(shí)驗(yàn)，親身感悟。學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)任務(wù)及問題學(xué)習(xí)活動及行為新課導(dǎo)入悠悠球?qū)嶒?yàn)生活現(xiàn)象探究新知一、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)探究一：能量、勢能、動能的概念問題1、小球從一個(gè)斜面的某一高度由靜止滑下，并運(yùn)動到另一個(gè)斜面的同一高度，經(jīng)歷了哪幾個(gè)運(yùn)動過程？問題2、這些過程中速度和高度發(fā)生了怎樣的變化？問題3：分析各個(gè)過程運(yùn)動和力的關(guān)系問題4：用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式來證明下滑高度與上升高度的相等。猜想：在伽利略的斜面理想實(shí)驗(yàn)中，是否存在守恒量？存在什么樣的守恒量？總結(jié)提升1.伽利略在理想斜面實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)啟發(fā)性的事實(shí)：無論斜面陡些或緩些，小球最后總會在斜面上的某點(diǎn)速度變?yōu)?，這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度與它出發(fā)時(shí)的高度。在物理學(xué)中，我們把這一事實(shí)說成是“某個(gè)量是的”，并把這個(gè)量叫做或。2.相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做。3.物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做。二、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化探究二：動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化問題5：在伽利略斜面實(shí)驗(yàn)中，勢能和動能是怎樣轉(zhuǎn)化的?屏幕視頻：水車，工作時(shí)勢能和動能是怎樣轉(zhuǎn)化的?分組實(shí)驗(yàn)：悠悠球，碰撞演示儀，過山車自主探究：動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化能力提升請同學(xué)們利用身邊的物品表演一個(gè)動作，邀請另一同學(xué)分析該動作中你認(rèn)為“守恒的量”?？偨Y(jié)：三、“追尋守恒量”的意義1.可行性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中存在守恒量。2.重要性：物質(zhì)在運(yùn)動變化過程中都要滿足一定的守恒定律。課堂小結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的收獲課后探究：伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識到引入能量概念的重要性，同時(shí)也提出了值得思考的問題：勢能和動能如何定量地量度？勢能和動能的轉(zhuǎn)化是怎樣進(jìn)行的？師生舉例、合作，體驗(yàn)變中有恒重溫伽利略斜面實(shí)驗(yàn)分組交流、討論并總結(jié)、展示問題1-4運(yùn)用力和運(yùn)動的觀點(diǎn)。變換思維屏幕投影海盜船，感受到“有某一量是守恒的”屏幕展示各種能量分組交流、討論并總結(jié)、展示學(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對象是高一新生，所有學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步了解了有關(guān)能量守恒的知識，但并沒有掌握為什么會有能量守恒這個(gè)概念，并不理解守恒量的重要性。 效果分析《追尋守恒量--能量》這節(jié)內(nèi)容是看似簡單但并不好上的一節(jié)課,通過本節(jié)課的教學(xué),感覺效果還可以，現(xiàn)總結(jié)如下：1、悠悠球?qū)嶒?yàn)的引入很生動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。2、投影實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會并找出其中的守恒量，很具有典型性.3、學(xué)生討論與學(xué)生的交流熱烈，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性。4、學(xué)生交流與教師點(diǎn)撥相結(jié)合，課堂氣氛活躍。5、猜想與分析論證的推進(jìn)使得課堂有了高潮。教學(xué)反思一、對教材編寫意圖的反思這節(jié)課是人教版物理必修2第7章機(jī)械能守恒定律的第一節(jié)《追尋守恒量——能量》。本節(jié)內(nèi)容是新人教版的新增內(nèi)容，以往的教科書中沒有，其他四個(gè)版本的新課程教科書也沒有。我想教科書編寫者編寫這部分內(nèi)容是有深意的。在以往的教科書中，一般是先定義功的概念及其表達(dá)式的，然后說“一個(gè)物體能對外做功，就說它具有能”。接著舉例說明，做功伴隨著能量的變化，進(jìn)而得出“功是能量變化的量度”。這樣處理，能容易使人感到定義功是為了定義能。先有功的概念，才會有能的概念。但是在物理學(xué)中能量并不是由功定義的，能量概念是在人類追尋“運(yùn)動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的，能量概念之所以重要是因?yàn)樗且粋€(gè)守恒量，而守恒關(guān)系一直是自然界中客觀存在的一種十分重要的關(guān)系，近代物理學(xué)的發(fā)展更是伴隨著對守恒量的追求，基于這種思考，教科書將“追尋守恒量”放在了具體的概念如重力勢能、彈性勢能、動能之前，即從追尋守恒量出發(fā)，引出了能量概念。同時(shí)把守恒思想的滲透貫穿于能量學(xué)習(xí)的全過程。教科書從對伽利略斜面實(shí)驗(yàn)所顯現(xiàn)的守恒思想出發(fā)概括出能量的概念，再定義勢能、動能，以及勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，體會轉(zhuǎn)化過程中的能量守恒關(guān)系。在物理學(xué)中，能量并不是由功定義的。能量的概念是在人類追尋“運(yùn)動中的守恒量是什么”的過程中發(fā)展起來的。守恒關(guān)系是自然中十分重要的關(guān)系，從中學(xué)開始加強(qiáng)學(xué)生對守恒關(guān)系的認(rèn)識是有益的，因?yàn)樗菢O為重要的研究方向。根據(jù)這種認(rèn)識，所以本節(jié)從追尋守恒量出發(fā)引入能量概念，為能量學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)并把守恒的物理思想滲透在能量學(xué)習(xí)的全過程之中。二、對教學(xué)設(shè)計(jì)的反思基于以上對教科書編寫意圖的揣測，選用的教學(xué)模式以對話教學(xué)和活動教學(xué)為主，以突出讓學(xué)生體驗(yàn)“基本經(jīng)歷”的過程性。讓學(xué)生經(jīng)歷一系列典型的尋找守恒量的“基本經(jīng)歷”初步體會能量轉(zhuǎn)化、變中有恒的物理思想，初步掌握從系統(tǒng)考慮的基本策略。本課的教學(xué)著力解決三個(gè)問題：1.為什么要追尋守恒量？即對追尋守恒量的必要性和重要性進(jìn)行分析。2.怎樣追尋守恒量？沿著科學(xué)史的足跡，體會追尋過程的艱辛性。3.追尋的結(jié)果是什么？將能量守恒的觀念推廣至至今所知的一切自然現(xiàn)象。主要的目標(biāo)是要讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)如何追尋守恒量的過程。并且將這個(gè)過程放到科學(xué)史思想史的背景之中，核心環(huán)節(jié)有兩個(gè)：一是從生活的守恒關(guān)系入手，如通過倒水的例子，得出守恒量是“變化過程中的不變量”，總結(jié)出一個(gè)量筒中的水的體積減小，另一個(gè)量筒中的水的體積必然增加，但水的總體積保持不變。這實(shí)際上給出了一種研究守恒、追尋守恒量的方法。二是回顧物理學(xué)史，伽利略當(dāng)年對擺球的研究過程中得到啟示設(shè)計(jì)了理想斜面實(shí)驗(yàn)，重溫斜面實(shí)驗(yàn)，思考這個(gè)過程中，有沒有一個(gè)量是守恒的呢？學(xué)生從起初的“h+v守恒”討論到f(h)+f(v)=C，即得到與高度有關(guān)的物理量和與速度有關(guān)的物理量之和保持不變。后來的物理學(xué)家把這個(gè)事實(shí)說成是“某個(gè)量是守恒的”，并把這個(gè)量叫做能量或能。這兩個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和完成，構(gòu)成了這節(jié)課的核心環(huán)節(jié)。而能量及其守恒定律的具體內(nèi)容和實(shí)例，以及能量守恒定律會導(dǎo)致什么的樣的新的發(fā)現(xiàn)等，不應(yīng)該出現(xiàn)在本節(jié)課的教學(xué)中，因?yàn)榻炭茣菊碌谑?jié)的課題是《能量守恒和能源》，要是無視教科書的編寫而隨意增減內(nèi)容與編排，這樣的教學(xué)，即使技術(shù)上再優(yōu)秀，也是失敗的?！坝媒炭茣獭焙蛯炭茣摹岸伍_發(fā)”等理念的實(shí)施，要建立在對教科書編寫意圖的理解和預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，這一點(diǎn)需要認(rèn)真思考和對待。否則，對課堂教學(xué)的評價(jià)就會游離于目標(biāo)之外而變成了自我喜好的空談。三、對實(shí)施過程的反思在全組老師的精心指導(dǎo)下，這節(jié)課的經(jīng)過了“設(shè)計(jì)——說課——試教——修改——試教——修改——正式授課”的過程。在正式授課時(shí)，基本完成了上述的設(shè)計(jì)方案，完成了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)比較到位，尤其對學(xué)生的基本經(jīng)歷和物理思想的滲透，值得借鑒。這是對我莫大的鼓勵。在教學(xué)過程中，不足的是：教學(xué)語言尤其是有效提問技能需要進(jìn)一步訓(xùn)練常規(guī)的物理教學(xué)，過于注重教師的思維，且以講授法為主要教學(xué)方法，這一點(diǎn)需要反思。教學(xué)過程，應(yīng)該是一個(gè)持續(xù)地創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、解決問題的過程，在這個(gè)過程中，學(xué)生建構(gòu)知識、發(fā)展思維能力。因此，教師的有效提問技能就顯得尤為重要，在這一點(diǎn)上，筆者還需要進(jìn)一步修煉。具體在這節(jié)課的教學(xué)中，主要表現(xiàn)為講得太多，問題引領(lǐng)不夠，應(yīng)該放手讓學(xué)生自己探索發(fā)現(xiàn)的地方被教師代替，這一點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起深刻的反思。教材分析功和能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系不僅為解決力學(xué)問題開辟了一條新的重要途徑，同時(shí)它也是分析解決電磁學(xué)、熱學(xué)等領(lǐng)域中問題的重要依據(jù)．但是學(xué)生在能量概念的建立上沒有概念基礎(chǔ)，所以教材在第一節(jié)設(shè)立追尋守恒量，旨在讓學(xué)生對能量能夠有清晰的認(rèn)識．教材從著名物理學(xué)家的理論出發(fā)，展示伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，逐步引導(dǎo)能量的概念建立．繼而利用生活中的實(shí)例，給出勢能和動能的概念．教材具體說明了引入能量概念的必要性．在實(shí)際教學(xué)中，逐步滲透物理學(xué)家研究認(rèn)識問題的方法：設(shè)法找出所研究現(xiàn)象是否存在物理量守恒的情況，一旦發(fā)現(xiàn)某種物理量守恒，就首先用以往整理的經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識總結(jié)成定律，然后在新的現(xiàn)象或?qū)嵗袑偨Y(jié)出的守恒定律進(jìn)行檢驗(yàn)，如果定律得以證實(shí)就可以借助它解決問題，甚至作出新的預(yù)見，追尋和研究守恒量是物理學(xué)的一種重要研究方法．守恒關(guān)系是自然界中十分重要的關(guān)系，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生對守恒關(guān)系的認(rèn)識，并把這種物理思想滲透在能量學(xué)習(xí)的過程中．評測練習(xí)1.向上拋出去一個(gè)物體，在物體上升過程中，它的能在減小能在增加;當(dāng)物體到最高點(diǎn)時(shí)，能有最大值，能有最小值，當(dāng)物體開始下降后，能將轉(zhuǎn)化成能，如果不考慮空氣阻力，整個(gè)過程中，物體的將保持不變（又說守恒）2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)表達(dá)了一個(gè)最重要的事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，小球必將準(zhǔn)確地終止在同它開始點(diǎn)相同的高度，決不會再高一點(diǎn)，也決不會再低一點(diǎn)，這說明小球在運(yùn)動過程中有一個(gè)“東西”是不變的，這個(gè)“東西”就是（）A.動能B.勢能C.力D.能量3.如圖所示的伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中，小球速度為零時(shí)的高度hB與它出發(fā)時(shí)的高度hA相同，我們把這一事實(shí)說成是“有某一量是守恒的”，下面說法正確的是（）A.在小球運(yùn)動過程中，它的速度大小是守恒的B.在小球運(yùn)動過程中，它的重力勢能是守恒的C.在小球運(yùn)動過程中，它的動能是守恒的D.在小球運(yùn)動過程中，能量是守恒的4.在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中，如果空氣阻力和摩擦阻力不能忽略不計(jì)，則下列說法正確的是()A.動能和勢能之和仍然守恒B.動能和勢能之和將增大C.動能和勢能之和將逐漸減小D.以上說法均不正確5.伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識到引入能量概念的重要性.在此理想實(shí)驗(yàn)中，能說明能量在小球運(yùn)動過程中不變的理由是（）[來源:學(xué).科.網(wǎng)]A.小球滾下斜面時(shí)，高度降低，速度增大B.小球滾上斜面時(shí)，高度增加，速度減小C.小球總能準(zhǔn)確地到達(dá)與起始點(diǎn)相同的高度D.小球能在兩斜面之間永不停止地來回滾動6.如果我們把相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫做勢能；把物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能，那么，伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)可以給我們一個(gè)啟示.這個(gè)啟示正確的是（）①小球在斜面A上運(yùn)動時(shí)，小球離地面的高度減小，速度增加，小球的速度是由高度轉(zhuǎn)變而來的②小球在斜面B上運(yùn)動時(shí).小球離地面的高度增加，速度減小，小球的高度是由速度轉(zhuǎn)變而來的③小球在斜面A上運(yùn)動時(shí)，小球離地面的高度減小，速度增加，小球的動能是由勢能轉(zhuǎn)化而來的④小球在斜面B上運(yùn)動時(shí)，小球離地面的高度增加，速度減小，小球的勢能是由動能轉(zhuǎn)化而來的A.①②B.③④C.①③