基于学科核心素养的《动能和动能定理》教学设计

张修文 韩祥

摘   要：《义务教育物理课程标准》提出“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。本教学设计重点让学生经历从生活走向物理的认知过程，经历基本的科学探究实践，培养学生的科学思维、科学态度与责任，培养其运用所学的物理知识去分析和解决实际问题的能力。

关键词：动能;动能定理;科学思维;科学探究;科学态度与责任

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2020）6-0073-5

1    教材分析

《动能和动能定理》选自人教版高中《物理》必修2第7章第7节。本节课是在学生学习了功、重力势能、弹性势能以及实验探究功与速度变化关系的基础上，设置的重要理论研究和初步应用内容。动能定理解决的是合力功与物体动能变化的关系问题，它不仅可以解决恒力作用下的直线运动的做功与动能变化关系问题，也能解决变力作用下的曲线运动的做功与动能变化关系问题，是物理学中的一个重要定理。它使学生从纷繁复杂的受力和运动过程中解脱出来，依据初末状态解决问题，不过多纠缠过程中的细节，是解决物理问题的一种重要方法。《普通高中物理课程标准》对本部分的要求是：“理解动能和动能定理;能用动能定理解释生产生活中的现象。”

2    学情分析

学生通过前面的学习初步意识到，每一种力做功对应着一种能量变化（重力做功引起重力势能变化，弹力做功引起弹性势能变化），而且重力、弹力做功的多少与对应的重力势能和弹性势能变化多少相等。同时，通过对重力、弹力做功的计算结果进行分析发现：mgh的改变与重力做功相等，则mgh定义为重力势能;kx2的改变与弹力做功相等，则kx2定义为弹性势能。这为学生对本节内容的学习铺垫了可以借鉴的思维方法。同时，在前面的学习过程中，学生已经具备了对变力作用下曲线运动功的计算的微元和积分处理思想，这也为本节推证在变力作用下曲线运动中动能定理的正确性奠定了数理基础。

3    教学目标

3.1    物理观念

（1）理解動能和动能定理。

（2）能用动能定理解释生产生活中的现象。

3.2    科学思维

（1）通过动能概念的形成和动能定理的建立过程，体会科学猜想和科学论证的方法。

（2）通过动能定理的建立过程，培养学生温故知新的思维能力和品质;培养学生思考问题的逻辑性、全面性、严密性以及发现新问题的能力。

3.3    科学探究

在本节内容的教学设计上，依据从生活走向物理的理念，从生活中发现问题，形成动能与质量以及速度有关的猜想，进一步从“功”与“能”单位相同以及“探究功与速度的关系”中，得出动能与速度平方有关的定性结论;在动能定理建立过程中，从简单的恒力作用下的直线运动出发，利用已有的知识经过理论推导得出新的初步结论，由此再引导学生过渡到对一般意义的变力作用下的曲线运动进行理论推导，并对其进行实验检验。培养学生从特殊到一般、从低级到高级的探究思路，进一步固化实验是检验理论正确性的科学思想，并在过程中体会实验验证方法。

3.4    科学态度与责任

通过从生活现象中发现并提出问题，培养学生认真观察和思考的研究态度;从“功”与“能”单位相同上培养学生敏锐的洞察能力，从不同侧面对问题进行思考的方法并深入研究其原因;通过设计实验验证理论，培养学生坚持科学理论必须经过实验检验的科学观点和态度，在分析和处理误差的过程中培养学生实事求是的科学责任及团队合作的精神;通过对变力作用下的曲线运动动能定理的正确性推证，培养学生科学探究应该全面、严密的态度;通过动能定理的应用教学培养学生从物理走向社会的责任。

4    教学资源

自制教具、扑克牌、黄瓜、尺子、多媒体课件等。

5    教学过程（见表1）

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]张大昌.普通高中课程标准实验教科书物理（必修2）[M].北京：人民教育出版社，2016.

（栏目编辑    李富强）