探析高中物理機(jī)械能教學(xué)的方式方法

張興芪

【摘 要】 機(jī)械能知識(shí)的正式出現(xiàn)是在人教版的第二冊物理教材中，是重點(diǎn)掌握的知識(shí)部分。自然界是龐大的，其中不僅包含有各式各樣的物質(zhì)，也存在著不同形式的能量，能量與能量之間的轉(zhuǎn)化在自然界這個(gè)大環(huán)境中時(shí)刻發(fā)生著，能量的總和不變，即守恒是它們存在的基本原則。而本章內(nèi)容的教學(xué)，既是圍繞著自然界中能量之一的機(jī)械能展開，對(duì)它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化、應(yīng)用、守恒進(jìn)行多方面的分析，也歸納其中出現(xiàn)的普遍問題。教學(xué)過程中，教師的講述一半作為課堂中的主要內(nèi)容出現(xiàn)，但是教學(xué)的主題卻并不是講臺(tái)上的教師，而是接受知識(shí)的學(xué)生，所以“學(xué)”才是教育的核心，把學(xué)習(xí)到的知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際存在的問題，才是教學(xué)效果的最好檢驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】 高中物理 課堂教學(xué) 機(jī)械能知識(shí)

一、機(jī)械能章節(jié)知識(shí)要點(diǎn)梳理介紹

1. 簡要介紹動(dòng)能定理

在進(jìn)行機(jī)械能的介紹之前，動(dòng)能是繞不開的理論概念。所以首先從對(duì)動(dòng)能定理的簡要介紹開始。動(dòng)能定理的本質(zhì)并不復(fù)雜，所研究的物體受到外力作用，發(fā)生了自身動(dòng)能變化的簡單過程。這里的外力有時(shí)不是確指某一個(gè)實(shí)實(shí)在在作用到物體身上的力，也有可能是同時(shí)不同方向、不同大小的幾個(gè)力的合作用，而對(duì)物體的動(dòng)能產(chǎn)生了影響。它是研究機(jī)械能做功變化的基本知識(shí)，所以在學(xué)習(xí)機(jī)械能的時(shí)候，對(duì)動(dòng)能定理的概念也要有較為清晰的認(rèn)知理解，并且能夠在解決問題的過程當(dāng)中恰當(dāng)應(yīng)用，以保證機(jī)械能學(xué)習(xí)的正常進(jìn)行。

動(dòng)能定理的表達(dá)形式有許多種，合力與運(yùn)動(dòng)路程的乘積各個(gè)分力對(duì)動(dòng)能影響的和等，對(duì)應(yīng)其推導(dǎo)也分為較為嚴(yán)格的勻速狀態(tài)直線運(yùn)動(dòng)和普通運(yùn)動(dòng)模式，通過相應(yīng)公式進(jìn)行推導(dǎo)，進(jìn)而總結(jié)出相應(yīng)的表達(dá)式。常用的動(dòng)能定理表達(dá)式為運(yùn)動(dòng)前質(zhì)量與速度的乘積和與運(yùn)動(dòng)后質(zhì)量與速度的乘積和相等。

2. 機(jī)械能知識(shí)的相關(guān)整理

機(jī)械能的核心內(nèi)容是機(jī)械能的守恒定律，一個(gè)物理系統(tǒng)中，如果只有重力和物體之間的彈力發(fā)揮作用，那么這個(gè)系統(tǒng)中的動(dòng)能和所具有的勢能是可以發(fā)生形式轉(zhuǎn)化的，勢能可以變成動(dòng)能，動(dòng)能也同樣可以變?yōu)閯菽?，只是總和始終保持不變。經(jīng)常被忽視的是，機(jī)械能是一個(gè)集合概念，它不是單獨(dú)的某一種能量，而是多個(gè)能量種類的集合，動(dòng)能、勢能都是他所包含的部分。而要夯實(shí)學(xué)生的機(jī)械能知識(shí)，教師就要重視機(jī)械能守恒定律的教授與要求。授課過程中，要提醒學(xué)生注意機(jī)械能守恒定律應(yīng)用的局限性，當(dāng)系統(tǒng)中只有重力和彈力中的一種或兩種同時(shí)做功時(shí)才能夠適用這一定律，可以理解為物體的動(dòng)能、重力勢能與彈性勢能三者相加，所得數(shù)值是一個(gè)恒定的值。表達(dá)式兩側(cè)一側(cè)是合外力所做的功，另一側(cè)是系統(tǒng)能量的總和，體現(xiàn)了兩側(cè)的相關(guān)性。

二、物理課堂“機(jī)械能”教學(xué)的方法探析

1. 使學(xué)生明確所選擇對(duì)象研究的合理性

研究機(jī)械能一類問題時(shí)，大多需要圍繞研究所選擇的對(duì)象來展開，這些問題中包括系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的觀察、系統(tǒng)內(nèi)部能量的流動(dòng)變化，既涉及方法也應(yīng)用思路，所以機(jī)械能的課堂教學(xué)中首先要使學(xué)生明確研究要選擇合理的研究對(duì)象。同時(shí)對(duì)章節(jié)中任意一個(gè)知識(shí)內(nèi)容的講述都要注意所選擇研究對(duì)象是否具有代表性和理論延伸的可能性，結(jié)合課堂中的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充添加，尋找更好的方法處理所面臨的問題。

2. 強(qiáng)調(diào)機(jī)械能表達(dá)式的掌握記憶

物理的規(guī)律大多抽象復(fù)雜，要理解記憶這些規(guī)律就要弄懂其背后繁復(fù)的推理過程，為了便于低層次的基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)和更快速地計(jì)算應(yīng)用，物理表達(dá)式對(duì)已有的物理規(guī)律現(xiàn)象進(jìn)行了新的總結(jié)和整理，形成了新的物理表達(dá)形式。高中階段，學(xué)生接觸的物理知識(shí)有限，要實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用和對(duì)后續(xù)知識(shí)更深入的理解，既要嚴(yán)格要求對(duì)現(xiàn)有表達(dá)式的記憶掌握。對(duì)此類物理問題的解答計(jì)算，物理表達(dá)式也更能節(jié)省推算時(shí)間，增加解題效率。值得注意的是，物理學(xué)習(xí)中其他部分的表達(dá)式也有相同的作用，同樣需要理解重視。

3. 從不同角度為學(xué)生剖析機(jī)械能知識(shí)

機(jī)械能知識(shí)作為整個(gè)高中物理階段的重點(diǎn)內(nèi)容，具備一定的抽象性和理論性，理解存在難度。所以進(jìn)行機(jī)械能課堂教學(xué)時(shí)，可以嘗試從不同的角度為學(xué)生剖析機(jī)械能知識(shí)。如系統(tǒng)做功當(dāng)中，把所選擇的物理系統(tǒng)用作機(jī)械能研究，在觀察系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過程之后，分析其中是否存在做功問題，具體做功數(shù)值能否確定，并以此推斷系統(tǒng)的機(jī)械能總和不變得出結(jié)論。而從能量守恒來看，能量守恒的時(shí)候，系統(tǒng)內(nèi)部理論上只存在勢能與動(dòng)能的互換，與外界沒有能量關(guān)聯(lián)。如果選定一下落物體為研究對(duì)象，測定該物體動(dòng)能與勢能的變化與理論值相比較，符合則能量守恒得證，不成立則要分析這個(gè)過程中所忽視的其他因素干擾情況，并最終得出確切結(jié)論，解決學(xué)生疑問。

三、課程設(shè)置對(duì)機(jī)械能知識(shí)的鞏固強(qiáng)化

除了對(duì)機(jī)械能知識(shí)體系的構(gòu)建講述，課程本身的設(shè)置也能實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)的輔助和知識(shí)的強(qiáng)化作用。上課前的課堂情境導(dǎo)入，教師可以選擇實(shí)驗(yàn)演示，吸引學(xué)生注意和好奇心，放松學(xué)生對(duì)陌生重點(diǎn)知識(shí)的畏懼抵抗心理，簡單的斜坡小球撞木塊小實(shí)驗(yàn)或者牛頓擺球裝置都可以完成這個(gè)環(huán)節(jié)，也可以由教師指導(dǎo)，學(xué)生嘗試進(jìn)行，增加其參與度。此外，課堂中豐富清晰的理論知識(shí)也需要適當(dāng)?shù)念}目練習(xí)，所以課前備案時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)適當(dāng)準(zhǔn)備幾個(gè)難度適中符合課堂內(nèi)容知識(shí)的題目，供學(xué)生當(dāng)堂解決，在解決問題的過程中由教師說明解題的一般步驟和方法，結(jié)合課后的作業(yè)，進(jìn)行更進(jìn)一步的鞏固練習(xí)，強(qiáng)化記憶。錯(cuò)誤的題目教師要在課上講解清楚，布置學(xué)生課下積極整理，以發(fā)揮題目本身應(yīng)有的作用效果。同時(shí)教師可以鼓勵(lì)學(xué)生利用好課余時(shí)間對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行回顧思考，課上教師遺留布置一些相關(guān)問題，為學(xué)生提供思考的方向和基礎(chǔ)條件，促進(jìn)其主動(dòng)探尋學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容。

四、結(jié)束語

上文的論述中可以看出，機(jī)械能是高中的重點(diǎn)難點(diǎn)部分。教師要提升機(jī)械能課堂的教學(xué)效果，就要重視對(duì)機(jī)械能相關(guān)知識(shí)的講述普及，同時(shí)也要考對(duì)研究對(duì)象選擇的合理性、公式定理的嚴(yán)格要求和多角度的透徹剖析等，找到適當(dāng)?shù)氖谡n方式，才能更好的使學(xué)生理解機(jī)械能所學(xué)內(nèi)容，提升其物理水平能力。