高中物理中能量守恒教學(xué)方法探討

摘 要：本文探討了高中物理關(guān)于能量守恒教學(xué)的狀況和出現(xiàn)的一些問題，并針對這些問題提出了幾點具體的教學(xué)建議，以幫助學(xué)生更好地理解能量這一概念，為高中物理教學(xué)提供一些指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高中物理；機械能；能量守恒；教學(xué)方法

一、針對能量守恒教學(xué)中出現(xiàn)的問題進行探討

有許多調(diào)查研究表明：許多學(xué)生在日常學(xué)習(xí)當(dāng)中往往無法確切地應(yīng)用能量守恒的知識。究其原因是學(xué)生沒有真正的理解能量的概念，或者說是理解地十分模糊。這就要求物理教師在授課時，需要運用一些巧妙的方法正確地引導(dǎo)學(xué)生深刻理解能量的含義。比如：授課時可以運用類比的方法、結(jié)合之前所學(xué)的功能關(guān)系進行討論分析，幫助學(xué)生清晰地認(rèn)識理解能量守恒定律，從而學(xué)會解決一些較為復(fù)雜的問題。

物理學(xué)中：不同形式的能量對應(yīng)不同力做的功。例如：電場力做的功與電勢能的變化對應(yīng)、彈力做的功與彈性勢能的變化對應(yīng)，重力做功與重力勢能的變化對應(yīng)等等。當(dāng)某種力做正功或者負(fù)功時，所對應(yīng)的能量就增加或者減少。比如說：系統(tǒng)中一對滑動摩擦力做的是負(fù)功，那么相對應(yīng)的系統(tǒng)的內(nèi)能就增加。可見，高中物理教學(xué)當(dāng)中能量存在的形式是多種多樣的。但大多數(shù)學(xué)生只是識記這些概念，卻沒有理解它們的真正含義。此外，在學(xué)習(xí)過程中一些可以直接應(yīng)用公式的題目學(xué)生感覺較為簡單，而對于沒有公式可以代入的，學(xué)生往往就不知從何著手，感到十分吃力。這需要物理教師對其進行引導(dǎo)。比如說：分子運動的內(nèi)能，就沒法通過公式來計算。教師就要讓學(xué)生轉(zhuǎn)換思維的角度，通過其他的方式間接解決。如通過功能關(guān)系來解決，將能量變化問題轉(zhuǎn)化為求力做功的問題，求出物理過程中對應(yīng)力所做的功，進而求出能量的變化量。教師要教會學(xué)生一種思考問題的方式，在學(xué)習(xí)的過程中多角度思考問題，學(xué)會換位思考，才能使學(xué)生對能量有更深刻的認(rèn)識和理解。

二、高中物理能量守恒的具體教學(xué)方法

2.1需要引導(dǎo)學(xué)生通過功能關(guān)系來理解能量

在能量教學(xué)中，教師要從以下幾方面指導(dǎo)學(xué)生更好的理解能量的含義：

（1）對于能量而言，一次只關(guān)注某一些狀態(tài)下的能量值以及某一個過程中能量的變化量。具體的能量值的確定就由一些計算公式得出：動能或者勢能……

（2）不過教材中一些能量沒有具體的計算公式：磁場能以及內(nèi)能等等。至于這些能量，物理教師就可以應(yīng)用講授的辦法，結(jié)合學(xué)習(xí)過的能量，引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出不同形式的能量變化過程中相應(yīng)力做功的情形。經(jīng)過歸納比較讓學(xué)生理解一個基本原理：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。只要理解這一線索，就可以更深刻理解能量的含義。關(guān)于能量值的求法就可以通過做功的多少來判斷。反過來，有些變力做的功往往難以求解，這時如果運用能量轉(zhuǎn)化的觀點來進行解答也會變得簡單。物理老師在教學(xué)中要讓學(xué)生們清楚地認(rèn)識到做功和能量的變化是不可分割的，讓學(xué)生們清楚地了解功能之間的關(guān)系，從而熟練地運用功能原理。

2.2善于運用類比推理法，加深學(xué)生對概念的理解

學(xué)生對分子勢能和電勢能的了解往往停留在剛接觸、剛認(rèn)識的層面上，對于其基本內(nèi)容并不能做到完全理解和掌握。作為教師有責(zé)任采用適合學(xué)生的方法，將繁雜的物理知識轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄋ滓锥膬?nèi)容，這樣學(xué)生的接受度就可以有所提高。采用類比法將難懂的知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生已經(jīng)熟知的知識可以讓學(xué)生更容易理解，比如對分子勢能與分子力做功的關(guān)系類比為重力勢能與重力做功的關(guān)系。這樣學(xué)生便會拿重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系作為模板，自然就對分子勢能變化的知識理解得更深刻。同樣地，電勢能變化與電場力做功的關(guān)系也可以這樣經(jīng)過類比得到充分的理解和掌握。對于“當(dāng)某個力做功時系統(tǒng)機械能如何變化”這樣的問題，從機械能守恒條件逆向思考，就會發(fā)現(xiàn)如果一個系統(tǒng)重力、彈力以外的其它力做功，系統(tǒng)機械能將不守恒。以此類推，當(dāng)一個系統(tǒng)的“其他力”做了多少功，系統(tǒng)機械能就變化多少；其他力做正功，系統(tǒng)機械能就增加，其他力做負(fù)功，系統(tǒng)機械能就減少。在物理學(xué)中善于運用類比推理法，就會發(fā)現(xiàn)對枯燥難懂的物理知識有更深的理解，而且在引導(dǎo)學(xué)生使用類比推理的過程中，學(xué)生自然會對知識有循序漸進的掌握。

2.3不能忽視能量守恒定律

能量守恒定律作為最常見的規(guī)律之一，在各種能量之間的轉(zhuǎn)化或者守恒問題都可以利用它來解決，然而正因為它的普遍性往往導(dǎo)致解答時會被忽略。這就需要教師在日常教學(xué)中對能量守恒定律進行強調(diào)。對能量守恒定律的忽略主要存在兩種情況：一是學(xué)生審題以后考慮對應(yīng)的定律而忘記最普遍的定律；二是學(xué)生難以全面考慮題目中各種能量的變化或者去向，而導(dǎo)致用錯了能量守恒定律。能量守恒定律成立的條件和情況，常被學(xué)生遺忘或者和其他定律成立的條件相混淆，而導(dǎo)致分析錯誤。例如，物體與物體在碰撞以后，因為存在摩擦力等等會導(dǎo)致機械能損失。有的學(xué)生把光滑無摩擦的情況當(dāng)做是能量守恒的條件，從而得出錯誤的結(jié)論，簡單地認(rèn)為能量不守恒。為了避免這一情況出現(xiàn)，教師需要在授課時反復(fù)強調(diào)區(qū)分各種定律的成立條件和列舉個別錯誤分析的案例，向?qū)W生們展示能量守恒定律正確的具體的分析方法與過程，并強調(diào)這一普遍定律的重要性。

三、結(jié)語

對于已經(jīng)有一定理解能力的高中學(xué)生來說，在學(xué)習(xí)高中物理能量守恒定律的過程中，不但要注重學(xué)生對知識的理解和掌握，教師的教學(xué)方法也極其重要，學(xué)生需要教師潛移默化的引導(dǎo)和影響。教學(xué)中通過功能關(guān)系來理解能量、運用類比推理法，將未知的功能關(guān)系借助已知的功能關(guān)系來進行突破，提高了了學(xué)生的可接受程度。此外，在教學(xué)中還要強調(diào)區(qū)分各種定律的成立條件，讓學(xué)生意識到在解決問題時不能忽略了能量守恒這一最為普遍的定律。總之，教師要因材施教，因時制宜，選擇合適學(xué)生的教學(xué)方法，才能幫助學(xué)生對能量的學(xué)習(xí)有更好的理解。

參考文獻

[1]分析功能關(guān)系及能量守恒問題[J]. 陳泉源.中國校外教育. 2017（03）

[2]多措并舉，提升物理教學(xué)實效[J]. 張明戰(zhàn).華夏教師. 2017（03）

[3]新課程理念下高中物理概念課的有效教學(xué)策略[J]. 劉乃辛.華夏教師. 2015（02）

作者簡介：

莊瑞榮，1986年9月，男，漢，廣東省茂名市人，研究生，教師，研究方向：課程與教學(xué)論