“机械能守恒定律”教学设计及分析

李婷

摘 要：机械能守恒定律是对功和能知识的进一步认识。本文对“机械能守恒定律”进行设计和分析，充分体现以学生为主体的教学理念。

关键词：规律；机械能；实验

笔者以高职校教材为对象，联系动能、动能定理和势能的知识，从理论推导过程中，引导学生对动能定理的进一步理解，强化课标中指出的“重视物理概念和规律的讲授，加强培养学生能力”的观点。

一、学情分析

授课对象：电气自动化技术专业一年级学生。

学生特点：思维活跃，动手能力强，对电子仪器颇感兴趣。

知识能力：掌握动能、势能、动能定理的学习，是学生由“形象思维和感性思维”向“抽象思维和理性思维”过渡的时期。

二、教学目标

1.目标

知识目标：要知道机械能概念，理解动能、势能转化；掌握机械能守恒条件、内容；能灵活应用守恒定律。

能力目标：初步掌握探究物理规律的研究方法。

情感目标：通过机械能守恒，感悟自然界的守恒思想，体会自然的对称美、和谐美。

2.重难点及对应策略

教学重点：（1）推导、建立机械能守恒定律，并能够理解定律内容；（2）在具体问题中会判断机械能守恒，能建立守恒关系的数学式。

教学难点：（1）理解机械能守恒条件；（2）会判定机械能是否守恒并分析系统具体机械能。对应策略：采用“游戏定性分析、实验定量探究、理论演绎推导”三个活动来分散并突出重点；对比分析两个类似游戏来突破难点。

三、教法学法

1.教法

教师应在教学中为学生创造良好的学习情境，提供多样化信息的来源，根据STS的教学模式，注重探究型、主导型、交互性、社会性的教学。本节教学设计依据教学理论及建构主义学习理论进行设计：对机械能守恒定律的得出过程，采用碰鼻游戏来创设情境，发现守恒现象；利用气垫导轨进行实验演示，探究守恒原理；通过自由落体运动的理论进行演绎推导；对守恒条件的得出和掌握，通过实验和对比分析，整个教学过程中设计一些列问题进行启发。

2.学法

结合教法，让学生在具体的物理情境及教师的引导下进行探究式学习，体现由物讲理的基本方法；让学生在实验中学会观察、思考与分析，用已掌握的知识进行探究式的演绎推理，最后归纳总结新的物理规律。

四、教学过程

环节一：创设情境

第一，图片展示。出示生活中动能、势能转化图片，让学生对动能、势能转化进行探讨并引出机械能概念。

第二，实验演示。学生演示过山车实验，直观体验动能和势能的转变，并提出问题：小钢球为什么能穿过圆环？每一状态的动能和势能如何变化？由此引出课题。

环节二：探究守恒等式

第一，碰鼻游戏，定性分析。利用单摆装置，请学生中“勇敢者”上来进行碰鼻游戏的演示。游戏过程中，参与者有明显的退让动作，再仔细观察发现小钢球到鼻子位置戛然而止。在轻松的氛围中，教师提出问题：摆动过程中有一个量是不变的，是什么？小球受到哪些力的作用？哪些力对小球做功？为探究守恒条件做好铺垫。

第二，气垫导轨实验，定量探究。实验演示开始前，提出问题：分析滑块的受力情况，并思考哪些力对滑块做功，为环节三探究守恒条件做准备。在实验数据的记录、计算、比较的过程中，突出本节的重点：建立守恒定律。

第三，自由落体运动，验证规律。探究物理规律应该是由简单到复杂，逐步深入，同时简单的自由落体来进行理论推理也符合最近发展区观点。

环节三：探究守恒条件

将小钢球换成乒乓球，进行“碰鼻游戏2”。引导学生从现象、受力、做功等几个方面对两次碰鼻游戏进行对比分析。在上述两个环节基础之上，总结归纳出机械能守恒定律内容、条件以及表达式。

环节四：巩固知识，拓展应用

以抢答的方式分析四种运动状态中的物体是否满足机械能守恒；巩固学生建立机械能守恒恒等式。

环节五：课后延伸，布置作业

布置作业：（基础模块）根据课后练习完成对机械能守恒定律的巩固，完成书后练习1；（拓展模块）书后练习2，请再次用牛顿第二定律和运动学公式来处理这两个问题，比较异同；（实践模块）寻找“生活中的机械能守恒”，以文字说明或图片、视频形式提交教学空间。

五、教学反思

从教学空间点击量以及学生回复情况可以看出，这节课的效果较好；空间的应用促进了师生之间交流，但学生养成将物理与生活相联系的习惯，教师要借助图片、视频、科普知识等形式推广生活中的物理，潜移默化地把物理带进学生的生活。