動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能教學(xué)設(shè)計(jì)一、本課立意 物理學(xué)家丁肇中先生曾在真正的格物致知精神一文中說(shuō)到，在環(huán)境劇變的今天，我們應(yīng)該體會(huì)到的“格物致知”真正的意義有兩方面：第一，尋求真理的唯一途徑是對(duì)事物客觀的探索。第二，探索的過(guò)程不是消極的袖手旁觀，而是有想像力、積極的、有計(jì)劃的探索。他希望我們年輕的一代能夠保留一個(gè)懷疑求真的態(tài)度，要靠實(shí)踐來(lái)發(fā)現(xiàn)事物的真相，使得實(shí)驗(yàn)精神真正地變成中國(guó)文化的一部分。 作為一名物理教師，我懷著深深地使命感，或許丁肇中先生對(duì)我們的期望正是我設(shè)計(jì)本節(jié)課的立足之處。二、設(shè)計(jì)思想根據(jù)初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)的知識(shí)基礎(chǔ)和心理特點(diǎn)，立足課程改革的基本理念，基于學(xué)生物理素養(yǎng)的綜合培育，著眼于概念理解、規(guī)律建構(gòu)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，立足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑、自主設(shè)計(jì)、深入探究、積極思考。 1、真正把學(xué)生放到主體的位置上去，尊重他們知識(shí)生成的過(guò)程，調(diào)動(dòng)學(xué)生多樣化思維方式，通過(guò)學(xué)生創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)，在積極的探索過(guò)程中形成創(chuàng)新意識(shí)，創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力。 2、注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的物質(zhì)載體作用，積極創(chuàng)新教師演示實(shí)驗(yàn)，努力完善學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)意開(kāi)展拓展性物理實(shí)驗(yàn)，努力夯實(shí)教材基本實(shí)驗(yàn)。 3、立足教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)以及學(xué)生的差異性，兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立自主性以及協(xié)作互助性，采用小組合作“邊探索，邊實(shí)驗(yàn)，邊討論”的綜合啟發(fā)式教學(xué)方法施教。 4、采用多媒體輔助教學(xué)，增大教學(xué)容量，增強(qiáng)教學(xué)效果，營(yíng)造直觀、形象、親切的情景，體現(xiàn)物理學(xué)習(xí)源于生活、高于生活、回歸生活、指導(dǎo)實(shí)踐的學(xué)科特點(diǎn)。3、 教學(xué)目標(biāo)1、 知識(shí)與技能（1）了解能量的初步概念。 （2）知道什么是動(dòng)能及影響動(dòng)能大小的因素。 （3）知道什么是勢(shì)能及影響勢(shì)能大小的因素。 （4）知道動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化2、過(guò)程與方法 體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，提高探究能力和思維能力，體會(huì)用控制變量法來(lái)研究，用轉(zhuǎn)換法來(lái)觀察。 通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)理解動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，能解釋一些有關(guān)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。3、 情感態(tài)度與價(jià)值觀體驗(yàn)和科學(xué)探究帶來(lái)的樂(lè)趣，學(xué)會(huì)交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，體會(huì)物理學(xué)科美豐富、縝密、創(chuàng)造之美。4、 教學(xué)重難點(diǎn) 重點(diǎn)：決定動(dòng)能、勢(shì)能大小的因素 難點(diǎn)：動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化5、 教學(xué)資源 學(xué)生：兩罐大小不同圓柱體飲料，木塊，橡皮筋，壓縮彈簧、沙子，小木桌、等長(zhǎng)細(xì)線兩根，斜面，帶刻度長(zhǎng)木板等。 教師：多媒體課件，雙軌，兩個(gè)質(zhì)量不等的小球，發(fā)條玩具，鬧鐘，鋼卷尺，模擬過(guò)山車(chē)6、 教學(xué)流程設(shè)計(jì)板塊一：建立概念（一）引入新課：播放紅牛廣告視頻引出能量設(shè)計(jì)意圖：選用這個(gè)視頻，基于三點(diǎn)，一是畫(huà)風(fēng)美，二是每一個(gè)場(chǎng)景都貼合本節(jié)課的主題動(dòng)能勢(shì)能及其相互轉(zhuǎn)化，三是最后一句廣告詞“你的能量超乎你想象”直奔能量主題，很自然引出下面對(duì)新概念的研究。且這句廣告詞加上現(xiàn)場(chǎng)版的紅牛也可以幫助激發(fā)學(xué)生的能量，活躍課堂氣氛，開(kāi)啟同學(xué)們的能量之旅。（二）概念 1、能量：播放三個(gè)獨(dú)立視頻建立能量概念 （1）運(yùn)動(dòng)的水能沖走汽車(chē) 問(wèn)題1誰(shuí)推走了汽車(chē)？（水） 問(wèn)題2怎樣的水才能推走汽車(chē)？ （2）拉彎的弓能將箭射出 問(wèn)題1（具體）什么把箭射出去了？ 問(wèn)題2怎樣的弦能有力地把箭推出去？ （3）被舉高的重錘能將樁打入地下 問(wèn)題 怎樣的重錘能將樁打入地下？ 問(wèn)題 生活中有能量的物體還很多，除了水、弦、重錘之外還有哪些呢？2機(jī)械能、動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能 給出三個(gè)不同形式能量的圖片 問(wèn)題1 （*）和飛行的子彈都具有何種形式的能量呢？ 問(wèn)題2（*）和壓彎的撐桿又具有何種形式的能量呢？問(wèn)題3（*）和被舉高的重錘呢？設(shè)計(jì)意圖：本板塊5個(gè)概念中能量是新概念，因此這個(gè)建立這個(gè)概念時(shí)運(yùn)用三個(gè)視頻，三個(gè)不同場(chǎng)景，三種不同能量，將常見(jiàn)情景通過(guò)視頻搬至學(xué)生眼前，細(xì)化，將抽象的能量概念建立的過(guò)程形象化。尤其打樁機(jī)的工作視頻，工作場(chǎng)景還為后面研究重力勢(shì)能影響因素的研究埋下很的伏筆。而動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能已有基礎(chǔ)，則直接由學(xué)生判斷討論給出概念。板塊二：探究規(guī)律活動(dòng)一：探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)1、進(jìn)行猜想：播放撞車(chē)視頻、限速標(biāo)志 問(wèn)題1 汽車(chē)具有非常大的什么能？ 問(wèn)題2 動(dòng)能這么大什么原因？ 問(wèn)題3 超速危害之大超乎我們想象！這有兩塊限速標(biāo)志，你覺(jué)得哪一塊更合理？理由是什么？ 動(dòng)能的大小可能與_和_有關(guān)。設(shè)計(jì)意圖：在這個(gè)探究的猜想環(huán)節(jié)，以強(qiáng)烈視覺(jué)震撼的撞車(chē)視頻自然引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)速度是影響因素合理猜想，視頻中汽車(chē)的從斜坡沖的場(chǎng)景也為后續(xù)設(shè)計(jì)如何獲得動(dòng)能埋下伏筆。兩塊完全相反的限速標(biāo)引發(fā)學(xué)生思維沖突，自然猜想因素質(zhì)量也影響動(dòng)能。2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（1）確定研究方法 問(wèn)題1這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該用什么研究方法？ 問(wèn)題2如何具體體現(xiàn)控制變量？（3）確定研究目的 質(zhì)量一定，改變速度，比較動(dòng)能的大小 速度一定，改變質(zhì)量，比較動(dòng)能的大小3、展示器材，討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 要求：自主選擇器材，以4人大組為單位先討論，可以邊想邊做，提倡設(shè)計(jì)出不同方案。自主選擇器材，小組討論解決以下問(wèn)題： （1）如何獲得動(dòng)能？ （2）怎樣去控制或改變速度大?。?（3）如何反映動(dòng)能的大??？（質(zhì)疑演示）雙軌上不同小球同一高度由靜止同時(shí)釋放到達(dá)水平面速度相同 設(shè)計(jì)意圖：在這個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生對(duì)同一高度下落可以獲得相同的速度只是停在模糊猜想的層次，通過(guò)雙軌的有效演示，直觀形象地使學(xué)生建立正確的認(rèn)識(shí)。4、進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，展示交流再次明確探究目的及實(shí)驗(yàn)要求 要求：自主選擇器材，以4人大組，2人一小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，過(guò)程中可使用疑問(wèn)牌求助，實(shí)驗(yàn)完成后，出示笑臉牌5、 得出結(jié)論設(shè)計(jì)意圖：本實(shí)驗(yàn)半開(kāi)放，使用身邊簡(jiǎn)單易得的器材在教師的問(wèn)題引導(dǎo)下學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分，實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行學(xué)生能充分活動(dòng)，充分展示，體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作以及創(chuàng)造合作帶來(lái)的樂(lè)趣。立足教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)以及學(xué)生的差異性，采用了小組合作的方式，實(shí)驗(yàn)時(shí)以4人為一大組，2人為一小組的方式，個(gè)人獨(dú)立思考與合作交流相結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)外加大組的組內(nèi)交流，加強(qiáng)生生互動(dòng)，以確保實(shí)驗(yàn)的速度和準(zhǔn)確度，并使學(xué)生思維進(jìn)一步發(fā)散。老師通過(guò)表情牌來(lái)了解各組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，“疑問(wèn)牌”表示遇到問(wèn)題，尋求幫助，“笑臉牌”表示實(shí)驗(yàn)完成，交流完畢并達(dá)成一致意見(jiàn)。個(gè)人獨(dú)立思考與合作交流相結(jié)合，兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立自主性以及協(xié)作互助性，加強(qiáng)生生互動(dòng)，以確保實(shí)驗(yàn)的速度和準(zhǔn)確度，并使學(xué)生思維進(jìn)一步發(fā)散，老師則通過(guò)表情牌來(lái)了解各組學(xué)生的學(xué)習(xí)情況使生生之間，師生之間反饋也更為及時(shí)有效?；顒?dòng)二：探究彈性勢(shì)能的影響因素活動(dòng)三：探究重力勢(shì)能的影響因素1、進(jìn)行猜想：情境一：（圖片）彈弓和比賽 小明想做一把彈弓，有兩種材料可選，一根橡皮筋，一根棉繩，你會(huì)建議他選什么材料？為什么？小明想法和你們一樣，他用橡皮筋做了兩把相同的彈弓，一把送給了叔叔跟他比賽，看比賽現(xiàn)場(chǎng)，誰(shuí)會(huì)贏？叔叔為什么會(huì)贏？（他的拉力大），你怎么看出來(lái)的？（拉得更長(zhǎng)） 情境二：（圖片）重錘 問(wèn)題：請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合剛才打樁機(jī)上的重錘思考一下，重力勢(shì)能可能與什么因素有關(guān)？ 彈性勢(shì)能的大小可能與_有關(guān)。 重力勢(shì)能的大小可能與_和_有關(guān)。設(shè)計(jì)意圖：故事生動(dòng)，圖片有趣，貼近生活，引發(fā)學(xué)生猜想自然合理。2、設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：要求：自主選擇器材，仍先以大組為單位討論設(shè)計(jì)，可邊想邊做，兩個(gè)探究不論順序，過(guò)程中可使用疑問(wèn)牌求助，小組實(shí)進(jìn)行驗(yàn)大組內(nèi)交流完畢，出示笑臉牌3、進(jìn)行展示交流，得出結(jié)論活動(dòng)二： 探究彈性勢(shì)能與彈性形變大小的關(guān)系（突出趣味性） 學(xué)生可能設(shè)計(jì)的可行方案： 方案一：彈簧 木塊 帶刻度木板 方案二：皮筋 木塊 帶刻度木板 方案三：彈簧 木塊 斜面 活動(dòng)三:探究重力勢(shì)能與質(zhì)量高度的關(guān)系 方案：沙坑、小桌、兩罐飲料（尺或帶有標(biāo)記線的斜面、棉線幫助精準(zhǔn)控制高度或標(biāo)記小桌下陷深度的器材等）4、 得出結(jié)論設(shè)計(jì)意圖：在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)整個(gè)探究過(guò)程完全開(kāi)放，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生多樣化思維方式，注重學(xué)生聚合思維與發(fā)散思維的多維度發(fā)展，注重學(xué)生主動(dòng)思考的深度和創(chuàng)造性，注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，突出評(píng)價(jià)學(xué)生控制變量法和轉(zhuǎn)換法的正確運(yùn)用，其中學(xué)生對(duì)高度精確控制的意識(shí)和小桌下陷深度的測(cè)量方法的創(chuàng)新重點(diǎn)評(píng)價(jià)。5、勢(shì)能的應(yīng)用（演示）小玩具、鋼卷尺使用，播放鋼卷尺工作過(guò)程視頻 問(wèn)題1他們共同的部件是什么？ 問(wèn)題2發(fā)條是利用什么能工作的？ 問(wèn)題3手松開(kāi)時(shí)，尺會(huì)收回，此時(shí)，尺又具有了什么能？ 問(wèn)題4它具有的動(dòng)能又是從何而來(lái)的呢？設(shè)計(jì)意圖：發(fā)條是彈性勢(shì)能應(yīng)用的一個(gè)最典型最常見(jiàn)的例子，但其實(shí)學(xué)生從八年級(jí)時(shí)一直就很模糊，我把它拍成視頻，用的發(fā)條是家中常用的卷尺中拆開(kāi)的，將工作過(guò)程放大。它的工作過(guò)程已蘊(yùn)含能量轉(zhuǎn)化，起很好的承上啟下的作用。 板塊三：能量轉(zhuǎn)化 活動(dòng)四：（演示）單擺模型（用一根很長(zhǎng)的繩子下拴紅牛飲料做成擺長(zhǎng)很長(zhǎng)的單擺） 問(wèn)題1 現(xiàn)在拉開(kāi)一定角度，紅牛獲得什么能？ 問(wèn)題2松手后又獲得什么能？ 問(wèn)題3請(qǐng)大家仔細(xì)觀察它在擺過(guò)程中高度以及速度的變化。 根據(jù)剛才的觀察解決p36活動(dòng)12.3的相關(guān)問(wèn)題。 問(wèn)題4紅牛從最高點(diǎn)A到最低點(diǎn)0，勢(shì)能如何變化？動(dòng)能呢？能量如何轉(zhuǎn)化？ 問(wèn)題5紅牛從最低點(diǎn)O到最高點(diǎn)B，能量又如何轉(zhuǎn)化？ 結(jié)論：動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化 應(yīng)用：（演示）請(qǐng)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化的角度解釋 1、小玩具為什么跑起來(lái)？ 2、過(guò)山車(chē)模型是如何運(yùn)行的?設(shè)計(jì)意圖：本板塊的動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律得出是一個(gè)難點(diǎn)，所以我將單擺的演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，用一根很長(zhǎng)的繩子下拴紅牛飲料做成擺長(zhǎng)很長(zhǎng)的單擺，不僅視覺(jué)很震撼，觀察速度變化效果也很清晰，很好地突破了難點(diǎn)。布置作業(yè)：書(shū)p39 www1、2七、評(píng)價(jià)方式 注重過(guò)程性評(píng)價(jià)，師、生都積極參與課堂學(xué)習(xí)的過(guò)程性評(píng)價(jià)，兼顧評(píng)價(jià)的人文性、激勵(lì)性以及客觀性、診斷性。注意對(duì)學(xué)生積極的評(píng)價(jià)，還利用學(xué)生間的相互評(píng)價(jià)，讓學(xué)生的感受更真切，使學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)得到及時(shí)的肯定和強(qiáng)化，讓學(xué)生體會(huì)到成功的喜悅，看到自己的進(jìn)步，學(xué)習(xí)上進(jìn)的動(dòng)力得到加強(qiáng)，不斷從成功走向新的成功。八、課后反思1、本課教學(xué)內(nèi)容較多，實(shí)驗(yàn)也較多，因此課堂要緊湊，以學(xué)生自主探究展示為主，教師點(diǎn)撥引導(dǎo)要適時(shí)恰當(dāng)和到位。2、一節(jié)課的空間和時(shí)間都是有限的，可能不能解決所有問(wèn)題，甚至在解決一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候也做不到圓滿，但由此激發(fā)出的學(xué)生的求知欲以及對(duì)事物的好奇心、探索的興趣，從中體會(huì)到的理性思維之美，我希望是無(wú)限的。