机械能和能源的教学研究感想.doc

/sundae_meng “机械能和能源”的教学研究感想 基础教育课程改革纲要（试行）指出，要倡导学生主动参与、探究发现、交流合作的学习方式，注重学生的经验与学习兴趣，改变课程实施中过分依赖教材、过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状。由此可见，探索是学生一种重要的学习活动，强调的是学生对知识的发现过程、接受过程和创造过程。因此，教师要充分发挥学生的主体作用，引导学生在探究中通过自己的观察、分析、归纳、实验、操作和合作交流等形式，进行自主探索，在探索中学习。科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。目的在于通过亲历像科学家们那样的科学探究活动，让学生既学到科学知识，又培养科学探究能力，同时增加对科学学习过程的理解，也就是说新课程要把本来就是学生自己的事情学习活动还给学生。 一、什么是探究学习 最有效的学习方式是亲身经历知识产生的过程，了解知识的来龙去脉，并在思考中建立自己的知识体系。所谓探究学习即从学科领域或实现社会生活中选择和确立研究主题，在教学中创设一种类似于学术（或科学）研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息收集与处理、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程。与探究学习相对的是接受学习，与接受学习相比，探究学习具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性。 二、物理科学怎样进行探究性学习 物理学来自于生活，并在解决问题中不断发展进步。物理的学习提倡问题探究式学习带着问题去学习，收集证据，分析线索，对问题的答案进行猜测和假设，然后有目的地进行实验，或排查假象和干扰因素，或从证据和实验数据中寻找联系，验证假设，从而找到规律。在探究过程中，主动获取知识，应用知识，获得解决问题的能力。 那么，在物理教学过程中，应如何引导学生主动探索呢？下面结合机械能与能源就这个问题具体谈谈我的看法。 （一） 要培养学生的探究精神 要培养学生的探究精神，必须摒弃灌输式的教学方法。应当将科学教育的过程设计成学生积极参与科学探究活动的过程，使学生在学习科学的过程中学会观察、提出问题、进行猜想、设计研究问题的方案、搜集实验证据检验获得的结论等等。探究过程的设计既要合乎科。例如“功的公式”的教学，可以按如下方式进行：(2)让学生推导功的公式 让学生讨论斜拉时如何求功?多数学生都会知道正交分解力F为F1、F2,并且知道这样分解的目的(让学生在黑板上画图并得出功的公式)。我进一步告诉学生,这种研究问题的方法是利用已学过的旧知识(F、S同向或垂直时功的计算法则)解决未学过的知识(F、S成一夹角) .进一步引导学生分解位移,推导功的公式。这一点学生相对较困难,我从矢量引导启发,让学生比较容易去接受。为了省时将S正交分解的图投影,同时推出功的公式。用两种方法得到公式W = FScos后,让学生讨论,加深对公式的理解。一是知道公式的意义是表示功等于力乘以位移再乘以力与位移夹角的余弦;二是知道式中各量的意义,如是什么角、F是恒力、S是位移不是路程,W是标量等。 根据一般包含特殊的原理引入正功和负功 (1)利用功的公式引入正、负功。先从角为0度和180度时,分别为W=FS和W=-FS引入存在正功和负功;进一步让学生讨论角多大时力做正功,多大时做负功?(角为锐角时力做正功,角为钝角时做负功)。 (2)通过漫画讨论正、负功的意义。 (3)最后指出阻力对物体做负功也可以说成是物体克服阻力做正功。 通过“拓展”学习总功和变力的功 此前学习的都是一个恒力的功,我以“拓展”为题让同学们讨论一下力做功还有些什么情况?很快得到还有多力做功和变力做功,激发起学生学习新知的欲望。关于多力做功的计算,我以斜面上下滑的物体为例,让学生分析受力及各力的功、总功和合力的功,不难得出两种方法求功。 通过小结升华所学知识 我对本课内容作了以下小结: (1)求功的方法: a.分解力F求功。b.分解位移S求功。c.用公式直接求功。d.定义法求功(功等于力乘以力方向的位移,如斜面上的物体其重力的功可以直接用mgh求)。 (2)求总功的方法: a.W = W1+W2+ b.W = FScos (3)学到的思维方法: 从特殊到一般,再从一般到特殊; 用一分为二的观点看待正功和负功。 学到的研究方法:抓主要因素,建立物理模型;用已学的知识研究、探索新知识 （二）让学生积极、主动参与课堂活动 本课设计了4个讨论题让学生讨论,目的在于让学生积极参与课堂活动,转变学习方式,强化自主学习。讨论题主要设置在教学的重点、难点、关键点处,不为讨论而讨论。例如,复习完初中功的知识后,组织第一次讨论:举重中举高过程和水平移动过程做功的计算,目的在为力正交分解后两个分力做功的计算做准备。在引入力不与位移同方向时功怎么计算时组织第二次讨论:牛拉犁的力是斜向上的(课本图1-4),力与位移既不同方向、也不互相垂直,这种情况下有没有做功?如果有,怎么计算功?显然,这是教学的重点。这里讨论了两个问题:如何建立牛拉犁的物理模型,如何得出求功的一般公式。通过学生的讨论加深了对知识的理解,不仅知道结论,还知道结论是怎么来的;另外还学习了建立物理模型的方法。在引入正负功后组织第三次讨论:正负功的物理意义如何理解?这是教学的难点。通过两幅漫画的讨论,从力的效果理解了正负功的不同。在讲总功时不是直接提出问题,而是通过第四次讨论:从一个恒力做功拓展还有什么做功的情况?目的在培养学生的发散思维能力。经过讨论,同学们很快得出还有多力做功和变力做功,在本课进入尾声时同学们又给自已提出了新课题,自然会乐此不疲地去探究(本课只讨论多力做功)。 (三)立足课堂,让每一个学生都充分参与到学习中去. 1.激发兴趣中探究 在物理学习中,兴趣与动机是学习者的内部动因, 为满足个人物质需要和精神需要的心理状态，是个体趋向于努力获得成功，达到理想目的的心理倾向。动机有激活、指向和强化的功能。而物理学习兴趣，表示学习者力求认识世界，渴望获取文化科学知识，不断探求真理和意向。人们常说“好奇心是先导，求知欲是动力”。兴趣起着召动、定向和动力的作用。因此，我认为“兴趣是最好的老师”，它使学生由“要我学”向“我要学”转变，这时学习活动对学生来说不是一种负担，而是一种享受，一种愉快的体验，学生会越学越想学，越学越爱学。学生对某一问题感兴趣，思维就会活跃起来。所以，在教学中应该千方百计激起学生探究的兴趣，通过提出、解决各种问题的可能，鼓励学生大胆探究、尝试。如在探究做功与动能变化关系”问题时，我以一火箭发射、瀑布、跳高的视频导入课题，创设情境。激发了学生强烈的求知欲。 2新旧联系中探究 旧知识是获得新知识的基础和起点，新知识是旧知识的引申和发展。因此，我们可以利用旧知识让学生探索新知识。引导学生“求同”和原来碰到的问题有没有相同的地方、“求异”不同在什么地方、是否存在因果关系等角度对学习对象提出问题，从而找到问题的所在，进而为解决问题打开思路。例如对功的公式的教学探究，首先从复习初中学过的公式入手，探究相同与不同，加深理解。 3 合作、交流中探究 通过学习者之间的沟通互动，他们会看到各种不同的理解和思路。在此过程中，学习者要学会理清和表达自己的见解，学会聆听、理解他人的想法，学会互相接纳、赞赏、争辩、互助。他们要不断对自己和别人的看法进行反思和评价，通过这种合作和交流，学习者可以看到问题的不同侧面和解决途径，从而对知识产生新的洞察。 在教学中通过学生小组交流，让学生自己去探索、去发现、去获取知识。 4.问题要结合实际例如：探究做功与动能的关系是。通过两个演示实验引入：（1）小车的一端系着一跟细绳，绳的另一端跨过定滑轮系着一个重物，放开重物。（2）在桌面上铺一条毛巾，小车从斜面上滑下，在毛巾上运动一段路程后停下。请学生分析（1）、（2）实验中小车在水平面上的动能是如何变化的？ 然后，利用实验引入新课，让学生在现象中总结原因，得到外力做功与物体动能变化的定性关系。让学生从直觉思维上对这两个物理量有个定性的理解，为接下来的探究过程埋下伏笔，这样既能达到巩固知识的目的，又能让学生在此基础之上对于功和能有更深的理解，把理论与实践结合起来。 提出问题 在上述两个过程中小车的动能如何变化？为什么？(（1）中动能变大，拉力做正功；（2）中动能变小，阻力做负功)。可见，做功可以改变物体的动能，那么外力做功与物体动能的变化究竟有什么定量的关系呢？ 猜想与讨论 由学生提出各自的观点，有的认为外力做功与物体动能变化相等，有的认为外力做功比物体动能变化得更大或更小，观点不一.教师提议：下面我们就通过自己设计实验来探究外力做功与物体动能变化之间的关系。 制定计划与设计实验 a、设计实验的目的 探究外力做功与物体动能变化之间的关系。 b、让学生思考 我们要设计一个过程，这个实验过程可以研究外力做功与物体动能变化的关系，那么在设计实验的过程中我们需要什么样的一个思路呢？ c、总结思路 （1）、做功需要知道哪些物理量（力和力方向上发生的位移）？（2）、要知道物体动能变化又需要知道哪些物理量（初、末位置的速度和物体的质量）？ d、实验器材 电火花打点计时器（50Hz）、纸带、重锤（0.3kg）、刻度尺。 e、要求 根据已学过的知识，结合提供的实验器材，在小组讨论的基础上，写出实验方案。 进行实验与收集数据 学生开始动手实验，并将数据记入表格（表一）。（结果保留3位有效数字） 表一 功能关系表 重锤质量m=0.3kg速度v/ms-1g=9.8m/s?2 位移s/mv1v2外力做的功（J）动能变化量（J）Ek=12mv?22- 12mv?21 数据分析与结论 在实际操作中，由于学生个体存在差异，学生设计的实验方案有的不够完美，有的甚至是错误的。但由于每个学生都积极参与了建立物理规律的全过程，所以同学们对整个过程十分熟悉，感到自然真切，通过教师对误差的分析能让学生对所得的结论理解透彻，尤其是变被动地接受知识为主动去探究新知。其兴趣、注意力和科学态度就在无意识中得到了增强。 理论论证 教师引导学生思考：从上面的实验中我们可以知道，外力做的功等于物体动能的变化量，那么我们能不能从理论上进行论证呢？请学生通过前面所学的牛顿运动定律和运动学知识从理论上推导动能定理，提高学生实践与理论相结合的能力。 理论推导时，学生根据课本提供的问题情景，运用牛顿第二定律公式和运动学公式独立推导出外力做功与物体动能变化的关系。这样做可以加深学生对功能关系的认识，提高学生的推导能力。并且，通过推导使学生真正做到了实践与理论相结合。 理解公式并总结 教师对学生的探究过程和理论论证过程进行激励，并进一步总结公式中各个物理量的含义，对本节课的内容进行提炼，从而达到更好的教学效果。 自我提高 让学生课后思考：你还有没有其它的方法可以探究外力做功与物体动能变化的关系？并提供参考网站，发挥学生的积极性和主动性，让学生在课后能对所学的知识有更深的理解。 （四）多种教学方法的综合运用进行探究式教学 探究性学习是一种让学生理解科学知识的重要方式，但并非是唯一的方式。课堂中有效的学习要依靠多种不同的教学方法，事实上，灵活多样的教学方法有助于提高学习效率，每种教学方式各有长处和短处，运用得好都会发挥其他教学方法不能代替的特殊功效，运用不好也都会产生这样那样的问题。 例如：对能源部分的学习，可以采用举办小型报告会的方式让学生讨论“能源的利用与保护”等问题，让学生认识到在了解能源的利用与开发在推动社会进步的同时，带来了能源的危机，也造成了对环境的污染和生态的破坏，学会辨证地思考问题，学会关注自然，关注社会。总之，具体选择那种教学方法或哪几种教学方法的组合，关键看想要达到什么目的。探究式教学能启发和锻炼学生的思维，但运用不好，也可能使课堂讨论变得杂乱无章，离题万里。从另外一个角度来看，探究式教学需要花费很多时间，如果所有的内容都用探究的教学方法，不仅教学时间不允许，也不一定符合教育的经济性原则。总体说来，在实际教学过程中，应综合运用多种教学方式，应该彼此取长补短，互相促进，不可偏废。 （五）学生自由探究与教师指导相结合 教学实践表明，学生分析判断能力还不成熟，自主性还不强，因此还需要给予正确的、及时的指导。在探究学习中完全放手、束缚太多都不现实，不仅不能实现教学目标，对后续课程的学习也有负面影响。因此探究性学习活动中，既需要学生的自主探究，也需要教师的必要指导，在互动中实现教学目标。 例如： 笔者在机械能能源的一节公开课中，最初是想完全开放，自主探究。即创设情景后，由学生观察、讨论、猜想机械能守恒的条件，然后自行设计方案、小组实验，检验自己的猜想是否成立，最终得出结论。但是，试教过程中，明显感到实在太难驾驭，有的学生甚至对我的意图也不完全明白，结果只好临时调整教学策略，效果自然不理想。通过反思，认识到只有好的愿望、好的理念，不考虑学生的现状，自然不会获得理想的效果。 又如实验探究两方面来研究机械能的转化与守恒问题。 先从理论分析来研究重锤自由下落过程中机械能是否守恒 如图所示，忽略空气阻力，设重物的质量为m，当重锤离地面高度为h1时，重锤具有的机械能 当重物继续下落至离地面高度为h2处时，