“第十五章 功和机械能”教材介绍(文章最后整段丢字)

 一、本章内容概述  从本章开始,教材比较系统地介绍各种形式的能量。机械能是最常见的一种形式的能,是学习其他各种形式能的起点。通过...
 一、本章内容概述

 

  从本章开始,教材比较系统地介绍各种形式的能量。机械能是最常见的一种形式的能,是学习其他各种形式能的起点。通过本章的学习,应让学生认识做功与能量转化或转移的动态关系,理解做功有快慢之分,使用机械有效率之别。

 

  能量的概念很抽象,但各种机械功的现象非常具体,因此,以本章的知识内容为载体,培养学生的概括归纳能力和分析解决实际问题的能力,应是本章教学的重要任务,也是基于学生发展的备课和教学的灵魂所在。本章安排了四个“想想议议”,三个“探究”,两个“想想做做”,一个“科学世界”,还有每节后边的“动手动脑学物理”,这些内容,有的是学生耳熟能详的生活事实,有的是眼见过,但未做过。如果能把每一个栏目都落到实处,学生的学习兴趣和学习愿望就会得以保持和发展,各种能力也会得以提高和升华。

 

    二、本章课程目标

 

   1.知识与技能目标。

 

  理解动能、势能的概念。理解动能和势能的相互转化。能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。知道做功是能量转化或转移的过程。理解功的概念,知道使用任何机械都不能省功。理解功率的概念。了解什么是有用功、额外功和总功。理解什么是机械效率。

 

  2.过程与方法目标。

 

  通过探究,了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单的现象。通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。通过观察和实验了解功的物理意义。通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。

 

  3.情感、态度与价值观目标。

 

  具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

 

  这些目标是对课程标准在本章要求的具体化。为达到课程标准的整体性要求,在教学中应注意在适当的地方对机械功和机械能的概念进行扩展,多联系电能与电功,让学生对功与能的关系形成整体性的认识。

 

   三、本章教材的基本结构及分析

 

 

   教材的编排对教学目标的实现起着至关重要的作用。新教材是怎样对课程标准进行阐释,从而促进教学目标的实现的?不妨从三个维度对教材的编排结构进行一些分析。

 

  从知识内容的逻辑联系来看,课程标准中机械能是在“能量”这个一级主题下展开的,本章的各知识点则是在“机械能”这个二级主题下展开的。教材首先从学生熟悉的自然和生活现象中引出能量、动能等概念;再通过探究,理解动能和势能分别与什么因素有关,说明机械能内部这两种能量之间的转化,进而引出做功的条件、计算公式及反映做功快慢的功率,最后讲机械效率。本章知识的框架简图如下图所示。

 

 

 

  从能力要求来看,要求用有关动能、势能的知识解释相关的物理现象。这种对知识应用能力的要求是对传统教学中科学成分的继承,但这只是一种静态的能力,真正体现新教材特点的是在“过程与方法”中体现出来的能力要求。在本章第一个“探究”中,研究动能的大小与什么因素有关,教材通过简要文字和图片说明了什么时候我们说物体的动能大或小以及怎样来做这个实验。学生进行探究时,容易根据自己的生活经验,想到如果改变铁球A的高度和质量会影响物体B被撞的距离,得出正确的结论。尽管这个实验看起来很简单,但它要充分体现控制变量法的要求,这是在引导学生进行实验时应特别注意的。在第二个“探究”中研究重力势能的大小与哪些因素有关时,只是用简短的文字作出了提示。至于怎样才能体现重力势能更大或更小,选择哪些器材,怎样做实验,这些都留给学生自己思考,对探究过程中的能力要求提高了一个层次。第三个“探究”是研究影响斜面的机械效率的因素。在现行教材中测机械效率选定的是滑轮组,在新教材中改为测斜面的机械效率,将测滑轮组的机械效率放在“动手动脑学物理”作为课后作业。这种编排非常符合学生的实际,因而也是科学合理的。在笔者多年的教学实践当中,发现测滑轮组的机械效率对大部分学生来说很难操作:一是不易绕线,二是Sh不易测量。实验中测出的机械效率偏差太大,有的实验组测出的η值甚至大于1,对效率概念的形成极为不利。新教材安排测斜面的机械效率,降低了难度,学生都能按要求完成,从而顺利地达到本节课的教学目标。对以上三个“探究”,教材作了精心的编排。每个“探究”都能使绝大部分学生经历探究过程,但又不是机械地重复某一过程、重复某一动作,需手脑并用,需跳一跳才能摘到果子。

 

  “探究”是“过程与方法”的突出体现,还有其他栏目中编排的内容也是学生可经历和体验的绝好材料。如第二节“想想做做”中观察滚摆的运动,学校实验室滚摆的数量可能有限,可发动学生将他们曾玩过的溜溜球带来。从过去的玩具中学知识是学生十分感兴趣的。还有观察感受铁锁动能和势能的变化以及本节“动手动脑学物理”中观察铁罐子在斜面上滚下时发生的奇异现象等,如果能让学生亲身经历这些活动,亲手做做这些实验,一定会收到意想不到的效果。

 

  在“情感、态度、价值观”的维度上,教材也提供了丰富的素材。如第一节中水坝的照片,学生看了这样的图片会想到自己家乡的水坝,或者想到在自己的家乡也可以建这样的水坝,激发学生热爱家乡、建设家乡的情感。“科学世界”中介绍了人造地球卫星。人造卫星本是一个高科技的集合体,但从中剥离出的与动能和重力势能有关的知识与课标明确要求的知识紧密相关,学生也完全能理解和接受。通过这些材料的学习,学生会感受到科学离自己很近,科学并不神秘,从而增加了学习物理的兴趣,增强了对科学的热爱。特别值得一提的是,铁路职工被馒头“中弹”昏倒的事实报道,发人深省。不适当地释放动能会带来伤害,机械能会造成灾难!在教学过程中应注意扩展和深化,让学生认识到科学的双刃作用,自觉维护公民道德,遵守公共法则,正确利用科学知识。

 

  课程标准中提出的三个维度的教学目标是相互关联的有机整体。以上分析的新教材中各个栏目和素材所具备的功能也不是孤立的,而是相互渗透、相互促进的。这需要我们一线的教师加强学习和研究,灵活地创造性地使用教材。

 

  四、几点教学思考

 

   1.关于动能和重力势能影响因素的探究。

 

  第一节教材中安排了两个探究。虽然其中的实验现象极其直观,教师容易用演示实验来代替探究活动,甚至以“讲授”一代而过。上述处理方法是传统观念没有得到根本改变的倾向。如果以“讲授”或“演示”来代替“探究”,学生缺少了经历和体验的过程,在这个探究过程中本应有的关于控制变量研究方法的教学就会黯然失色,对课程标准的要求落实也是打了折扣的。

 

  2.关于能和功。

 

  在整个新教材中,自始至终都没有定义什么是能量,但这并不妨碍学生理解和接受各种具体的能量,也不妨碍学生理解和接受功与能量的关系。相反,如果试图定义这个抽象的概念,只能是设置障碍,对教学无益。在现行教材中,机械能是作为力学结尾来编写的,其思路是用机械功来理解机械能;新教材却以“能量”为线索,以机械能来理解机械功,这与前面的用电能来理解电功是相一致的。教材中说,“物体在力的作用下,如果动能或势能发生了变化,我们就说力做了功。”在本节中这样来理解机械功是恰当的。当学生初步形成功的概念后,应注意把“动能或势能的变化”推广到机械能的变化以及其他形式能量的变化,逐步形成“做功即能量转化或转移”的认识。对此,教材提供了很好的素材。在第三节的“动手动脑学物理”栏目中分别提到了拖拉机做功、耕牛做功、人做功、电梯做功和洗衣机做功等。在按照本栏目的要求解决了每个问题后,教学中再把这些做功现象联系起来,在功与能的关系这一主题加以升华就更好了。

 

  3.关于机械效率的测定。

 

  如前所述,尽管新教材将滑轮组改成了斜面,但这个探究性实验中所具有的难度依然存在。由于是一个定量的实验,而且需测定的因素较多,使得这个实验的综合能力要求很高。为了化解难度,教材通过文字和图片对探究作了必要的引导。在教学过程中应让学生明白:怎样搭建斜面?怎样改变斜面的倾斜程度?怎样测物体移动的距离S和升高的高度h?还需提醒学生思考怎样计算总功?怎样计算有用功?实验中需要测量哪几个量?这些都应让学生动手实验前就有一个清晰的思路,避免实验中的盲目性。另外,学生初学机械效率,容易把机械效率的高低和省力多少混为一谈,因此,在得出结论时,除了归纳斜面机械效率与斜面的倾斜程度的关系外,还要让学生认识到并非越省力机械效率越高,也不是越省力机械效率越低,他们之间的关系需视具体情况而定。

阅读: 发布时间:2012-08-02 05:45:51   来源:

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