“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)實(shí)錄與反思

王俊鵬

【經(jīng)典課例】

“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)實(shí)錄與反思

王俊鵬

機(jī)械能守恒；探究質(zhì)量；思想方法；教學(xué)反思

一、教學(xué)實(shí)錄

1.創(chuàng)設(shè)情境。

（上課前先播放壺口瀑布?jí)邀惥跋蟮囊曨l）

師:（定格視頻）請(qǐng)大家注意觀察，本來平緩的水流何以能夠飛流直下，洶涌澎湃？

生:水流從高處落下，重力做功，根據(jù)前面學(xué)過的動(dòng)能定理，知道其動(dòng)能增大。

（說明：這里要求學(xué)生進(jìn)行觀察，用物理知識(shí)和語言表述自然界的現(xiàn)象，在情境中復(fù)習(xí)了以往所學(xué)的知識(shí)。）

2.引入模型，提出猜想。

如圖1，把擺球拉起一個(gè)高度后釋放。

圖1

師:在擺動(dòng)過程中，有什么現(xiàn)象？

生:小球向下擺動(dòng)時(shí)，高度（重力勢能）減小，速度（動(dòng)能）增大。向上擺動(dòng)時(shí)，則相反。

在鐵架臺(tái)上水平擱置一根直尺，讓小球從直尺同高度處釋放。

師:小球來回?cái)[動(dòng)，看到什么現(xiàn)象？

生:好像小球還能回到原來的釋放高度。

師:小球勢能減小時(shí)，動(dòng)能增大；勢能增大時(shí)，動(dòng)能減小。似乎應(yīng)該有什么關(guān)系……

生:可能其和不變。

師:如果要來探究你的假設(shè)正確與否，我們需要做些什么？

生:做實(shí)驗(yàn)。選擇兩個(gè)不同的狀態(tài)來測定小球的勢能和動(dòng)能。

師:選擇哪兩個(gè)狀態(tài)有要求嗎？怎么測定勢能和動(dòng)能？

生:理論上講沒有要求，擺動(dòng)過程中任意兩個(gè)狀態(tài)都可以比較。但為了簡便起見，可以選擇擺球釋放點(diǎn)和擺動(dòng)的最低點(diǎn)兩個(gè)特殊位置。通過測高度可以計(jì)算出勢能。要計(jì)算動(dòng)能，可以測定小球的速度……

師:小球速度怎么測量？以前學(xué)習(xí)過的哪些知識(shí)能夠解決這一問題的？

生:用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶。（搖頭，似乎不行?。?/p>

（也有人提出用光電門來做）

師:無論是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是光電門來測定小球的速度，我們是直接測量速度這一狀態(tài)量的嗎？

生:不是。都是測出距離和時(shí)間而間接測量的。

師:對(duì)！采用了轉(zhuǎn)換的思想方法。是用過程量（距離、時(shí)間）來表達(dá)狀態(tài)量（速度）的。而且在光電門實(shí)驗(yàn)中，還用微小時(shí)間內(nèi)的平均速度來近似表示其瞬時(shí)速度。如果沒有光電門，有沒有簡便的辦法？如果到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，繩子正好斷了，會(huì)怎么啦？

生:以最低點(diǎn)的水平速度作為初速度平拋運(yùn)動(dòng)。測出其平拋的高度h和水平距離s就能測出速度v。

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出在鐵架臺(tái)上小球擺動(dòng)的最低點(diǎn)安放小刀片，當(dāng)擺球擺到最低點(diǎn)時(shí)把繩子割斷，小球平拋出去，落在桌面上的復(fù)寫紙上。

（說明：這里采用的模型是經(jīng)過簡化的，在學(xué)生探究這個(gè)模型時(shí)，教師可逐步引導(dǎo)學(xué)生采用遷移、類比的思想方法來得出測量方式。在這一過程中，學(xué)生相互探討、互動(dòng)合作，體現(xiàn)了合作交流的人文精神。）

一是水利地位更加凸顯。重慶市委、市政府高度重視水利工作，將其擺在突出位置。中央政治局委員、重慶市委書記孫政才就農(nóng)村飲水安全、山坪塘整治等多次作出重要批示。市長黃奇帆親自召開專題會(huì)研究水利工作，落實(shí)“十二五”水利配套資金。重慶市委、市政府將解決飲水最困難地區(qū)500萬人的飲水安全問題和完成7.4萬口山坪塘整治，納入全市22件民生實(shí)事范圍，加快推進(jìn)。水利基礎(chǔ)性作用更加凸顯，多方式配置資源、多渠道籌措資金，迎來了重慶水利大建設(shè)、大發(fā)展的春天。

3.實(shí)驗(yàn)探究。

引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并小組合作完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)步驟，記錄數(shù)據(jù)表格時(shí)，可改變小球釋放的高度，多做幾次。教師做好引導(dǎo)、釋疑和點(diǎn)撥。

4.理論分析。

師:同學(xué)們，我們要注意，上面完成了實(shí)驗(yàn)，但僅有實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是不夠完備的，還應(yīng)該從理論上進(jìn)行嚴(yán)密的推導(dǎo)分析。

如圖2，質(zhì)量為m的物體平拋后在高度h1時(shí)速度大小為v1，到達(dá)高度h2速度大小為v2，請(qǐng)利用學(xué)過的知識(shí)來推導(dǎo)其物理量的關(guān)系。

圖2

學(xué)生用動(dòng)能定理分析，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（機(jī)械能守恒）。

師:從本例中，可以分析出守恒的條件是什么？

生:只受到重力作用。

師:前面做實(shí)驗(yàn)的擺球也是符合這個(gè)條件嗎？

生:不是。小球除了受到重力，還受到繩子的拉力。但是拉力不做功。

師:那守恒條件修正為——只有重力做功。

接著，可以觀看撐竿跳高的視頻，分析其中機(jī)械能的變化（動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能之間的轉(zhuǎn)化），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步修正機(jī)械能守恒的條件為:只有重力和彈力做功。寫出機(jī)械能守恒的表達(dá)形式。

（說明：理論與實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的兩大基石，在有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，也一定要用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行理論推導(dǎo)分析，這樣一來可以強(qiáng)化學(xué)生思維的嚴(yán)密性，二來可以在推導(dǎo)的過程中強(qiáng)化學(xué)生對(duì)物理公式的運(yùn)用。）

5.應(yīng)用與總結(jié)。

學(xué)生分析解決給出的例題（具體過程略），教師講析步驟、方法和注意點(diǎn)。

強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的知識(shí)重點(diǎn):機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容、適用條件、表達(dá)形式。

物理思想:守恒的思想，轉(zhuǎn)換的思想。

研究方法:情境—問題—猜想—實(shí)驗(yàn)—理論分析—完善；間接測量的方法 （用過程量來替代狀態(tài)量）。

二、教學(xué)反思

這是我的一節(jié)常態(tài)課，整節(jié)課中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究質(zhì)量和整個(gè)教與學(xué)過程是有效且高效的。上課開始時(shí)播放的視頻，氣勢宏大，給學(xué)生以震撼，達(dá)到了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，啟動(dòng)心智的作用和目的。在學(xué)生對(duì)新課的學(xué)習(xí)形成了一種急切的期盼、關(guān)注的心理之后，我緊扣本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)并提煉了符合學(xué)生水平的一連串問題，最終讓教學(xué)水到渠成得出規(guī)律。除了以上幾點(diǎn)外，我還注意課堂中教師準(zhǔn)確的角色定位，時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的主體地位，絕不越俎代庖，在教學(xué)中也合理利用了現(xiàn)代教育技術(shù)等等。

另外，本節(jié)課通過問題串的呈現(xiàn)，把科學(xué)方法巧妙地融入其中，讓學(xué)生感受到無論是物理現(xiàn)象的觀察、物理數(shù)據(jù)的測量、物理模型的抽象、物理概念的形成、物理規(guī)律的獲得、物理理論的建立，還是提出問題、分析問題、解決問題，都離不開邏輯思維方法，而且在講授過程中，我注意引導(dǎo)學(xué)生分析或者明確告知我們采用的思維方法，注意有意識(shí)地、明明白白地訓(xùn)練學(xué)生的思維方法，培養(yǎng)思維能力。

最后本節(jié)課的探究活動(dòng)是在教師組織和引導(dǎo)下的小團(tuán)隊(duì)合作活動(dòng)，團(tuán)隊(duì)精神、民主作風(fēng)、合作意識(shí)和百家爭鳴都是科學(xué)活動(dòng)中人文精神的組成部分。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中時(shí)刻提醒學(xué)生進(jìn)行實(shí)事求是的數(shù)據(jù)記錄，這種態(tài)度就是要教會(huì)學(xué)生追求科學(xué)的“真”。陶行知說:“真教育是心心相印的活動(dòng)?！彼詭熒?dòng)在本質(zhì)上就是在教育情境中師生之間人格的相遇、精神的交往、心靈的理解。在“機(jī)械能守恒定律”的教學(xué)過程中，我通過各種手段，把學(xué)生推到主動(dòng)學(xué)習(xí)的位置，讓學(xué)生由生疑、質(zhì)疑，再到思疑、解疑，通過自我發(fā)展主動(dòng)建構(gòu)起知識(shí)的體系，全過程自始至終都注意人文精神的滲透與教育培養(yǎng)。

正因?yàn)榻虒W(xué)過程中有意識(shí)地強(qiáng)化探究質(zhì)量、體悟思想方法、滲透人文精神，學(xué)生不僅僅知道了“機(jī)械能守恒”這個(gè)知識(shí)，更主要的是收獲了重要的物理思想方法，同時(shí)懂得了合作，但是在應(yīng)用這一知識(shí)解決題目方面教學(xué)時(shí)稍顯倉促，需要學(xué)生課后繼續(xù)消化。

G633.7

A

1005-6009（2016）38-0077-02

王俊鵬，江蘇省泰州中學(xué)（江蘇泰州，225300）副校長，正高級(jí)教師，江蘇省特級(jí)教師。