动能和势能导学案

设计类初中物理八年级培养探究学习方法构建和谐高效课堂-----“动能和势能”新授课教学设计“动能和势能”这节课的教学内容是功的知识基础上对能的概念的学习，为后面机械能及转化、内能、电能等形式能的学习打下基础。能概念的深刻意义是建立在能量转化和守恒的基础之上，新版教材（2022版）教学内容安排上没有对“能”进行铺垫，由于该概念的抽象性，以致在教学过程发现学生理解这个概念不容易，对后面有关知识的学习产生障碍。针对上述问题，在本节课教学设计中结合初中学生的学习特点和心理特点，让学生在动手中去分析问题，探究物理知识，通过对生活中一些现象的分析,让学生知道生活中存在大量的能量知识,不仅有利于对“能”知识的理解，还能培养学生学习物理的兴趣，形成和谐高效的课堂氛围。一、教学目标分析1．知识与技能（1）能结合实例说明动能、重力势能及弹性势能的意义。（2）通过实验探究，知道动能和势能的大小跟什么因素有关。（3）用能量的初步知识理解分析简单的实际问题。2．过程与方法（1）经历探究影响动能和势能大小的因素的实验过程。（2）学习从实验中得出结论的初步分析能力和概括能力。（3）学会探究、综合、归纳的科学方法。3．情感、态度与价值观（1）激发勇于探索新事物的兴趣。（2）养成用动能和势能来描述日常生活中的有关现象的意识。（3）通过分小组探讨和交流的教学方式，养成团结合作精神，主动探究的良好学习态度。二、教学设计思路分析本节课知识点的难度不大，因此通常在教学过程中，教师会先给出能的概念，再通过例举大量事例分析哪些物体具有能，这些具有能的物体有个共同特点是能够对外做功。接着利用演示实验向学生展示动能和重力势能及它们的影响因素，最后通过一定的习题来让学生理解能、动能和重力势能。这一阶段的学生接触物理学习还不到一年，他们对事物有很强的好奇心，具有很强的操作兴趣，处于从形象化思维向抽象思维过渡的操作时期。在本节的学习之前，学生已经能应用控制变量法探究一些物理问题，掌握了一定的探究要素，能进行初步的实验探究和研究性学习，因此，本节课教学设计为自主探究式学习。让学生自己开展探究活动,培养学生的自主探究式学习方法,形成尊重事实、探索真理的科学态度。在研读教材之后，可对本节内容整合如下：整节课是围绕“能量”这个知识点展开，可用这条主线将本节课内容的三个知识点通过实验探究串联起来，这样即可激发学生学习兴趣了，培养学生探究的学习方法，又可提高课堂教学效果。能量概念的得来可通过实验由学生归纳：将一车放在水平桌面上，让学生列举对小车做功的方法，通过小组之间比赛看哪组的方法多，来激发了学生的学习兴趣，巩固对“功”的理解，还得到了具有能量的物体的特点。接着将学生列举的典型方法让学生分类，提出能分几类，分类的依据是什么，从而很自然得到动能、重力势能和弹性势能的概念。再通过举出生活中常见的机械能问题让学生区分物体各具有什么形式的机械能，加强对概念的理解和应用。为了突破本节课的重点：探究动能和重力势能的影响因素，采用分组探究实验方法，在教师的引导下，让学生自学课本，明确实验目的，设计实验方法，动手实验，归纳实验结论等一步步贴近学生的学习和思维方式的过程中形成探究式的学习方式，让学生的“学”与教师的“教”和谐发展。义务教育物理课程标准中明确提出：通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学的探案方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探究真理的科学态度。整个教学设计过程中不单纯以知识为核心，而重在学生的探究过程和探究学习方法的培养，探究活动在于学生在实验中的发现，探究思路来源学生，而非教师的“灌输”。三、教学设计方案1．课堂引入【创设情境】在前面我们学习了功，那如何利用下列器材能否对小车做功，做一做?还有其它方式吗？多思考。橡皮条弹簧钢尺小球大注射器水学生动手操作举例（制作相片，在做完后用投影展示）：设计意图：让学生理解做功的两个因素，会动手利用器材对小车做功的方法，激发学生兴趣。通过动手，学生认识到做功物体的所具有的条件。2.能量【教师提问】上面对小车做功的6个方法有什么共同特点？组织学生分组讨论，得出能量概念。设计意图：利用手边的物体让小车运动起来从而对小车做功是件很容易的事情，学生亲手参与了实验，并小组讨论交流这些方法的共同特点，从而得出能量的概念，这样有利学生理解能量和知道什么样的物体具有能量。【教师提问】将以上小车做功的6个方法进行分类，分类的依据是什么？组织学生讨论，通过分类依据的交流可得出动能与弹性势能的定义。讨论后归纳得出分两类：一类为图2、图5、图6，依据是运动的物体做功；另一类为图1、图3、图4，依据是物体发生了弹性形变。【教师提问】除这两类情况外，大家还有没有其它方法？讨论后归纳得出第三类：举高的球落在小车上时可做功；拉起的单摆球可对小车做功等，分类依据是物体被举高了。【教师投影：知识归纳】动能：物体由于运动而具有的能。重力势能：物体由于高度所决定的能。弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能。【教师投影：练习巩固】分析以下图片中物体具有哪种形式的能设计意图：通过对实验方法的分类，引导学生广泛的举例，让学生从实验现象和事例中分析物理问题，讨论总结分类依据，归纳出动能和重力势能、弹性势能定义。通过练习中的七个事例帮助学生进一步理解动能和势能的概念。培养学生推理、归纳和综合的思维能力。3.探究动能大小的影响因素【教师投影】认真阅读课本67页上的实验,然后分小组讨论后回答以下问题:a.实验中是通过观察什么来反映小球的动能的大小的?答：（）b.实验中是怎样探究动能与质量的关系的?答：（）c.实验中是怎样探究动能与速度的关系的?答：（）d.这个实验是用什么方法探究的?答：（法和转化法）设计意图：在教师的引导下，学生通过讨论以上问题有利于学生明确实验目的，实验方法和操作方法，便于进行实验。【学生分组实验】用斜面，小车，木块等如右图装置完成实验，根据实验数据完成填空。【教师投影】（一）动能大小与速度的关系：一定时，越大，木块推得越远，说明越大；（二）动能大小与质量的关系：一定时，越大，木块推得越远，说明越大；归纳结论：质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越；运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越.【教师投影】课本68页“想想议议”分析图片，学生讨论完成问题。【教师投影】2011年11月16日9时15分许，甘肃省一幼儿园运送幼儿的校车（核载9人、实载64人），与重型自卸货车发生正面相撞，造成21人死亡（其中幼儿19人）、43人受伤。据初步调查分析，事故原因是小客车严重超员，在大雾天气下逆向超速行驶，导致事故发生。【教师提问】从动能的知识出发，分析这场交通事故产生的主要原因。现在生活条件都好了，许多同学家里有机动车，想一想，当家长驾驶车辆时应从这场事故注意哪些问题。设计意图：这个实验学生在分析影响动能的有关因素后，通过动手实践能很好的理解影响动能的两个因素，并顺利得出实验结论，满足学生的学习欲望。对“想想议议”中高速公路限速标志的分析讨论有利用巩固对实验结论的理解，也可以学生让意识到物理就在身边，物理来源于生活。最后对交通事故这活生生的事例的分析讨论，让学生应用所学知识解释有关现象，同时也对学生进行了安全教育。4.探究重力势能大小的影响因素【教师讲述】有了前面的实验方案，请大家通过如下器材完成探究实验：体积一样的铁球和塑料球各一个，一个装有细沙的沙槽。小组讨论方案，分组开展实验，根据实验结果，完成填空。【教师投影】（一）重力势能大小与高度的关系：一定时，越大，沙坑越大，说明越大；（二）重力势能大小与质量的关系：一定时，越大，沙坑越大，说明越大；归纳结论：质量相同的物体,举起的高度越大,它的重力势能越；高度相同的物体,质量越大,它的重力势能越。【教师讲述】物体由于高度所决定的能叫做重力势能。像工地的打桩机在打桩时将一个重锤高高吊起后放下；水电站想要发更多的电，就必需储存更多的重力势能，就想法储存更多的水，把水位尽量提高。设计意图：探究重力势能的影响因素在课本上重要性低于探究动能的影响因素，但在本节课中利用介绍的实验器材学生能很顺利完成实验探究，验证结论，那份成功感是无法取代的。5.弹性势能大小的影响因素【教师讲述】物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能。同学们手边的钢尺、塑料尺、橡皮筋等都能完成这个实验。大家做做看，分析一下有哪些因素能影响到弹性势能大小，举例说明你的结论。设计意图：学生利用橡皮筋弹子弹很容易得出，子弹弹的远近与橡皮筋的形变程度有关，相同情况下，越粗的橡皮筋弹得更远，从而得出弹性势能大小与形变物体的形变程序和物体本身有关。虽然这个知识点不作要求，但通过开展探究性学习，鼓励学生利用手边的器材完成实验可让学生意识到生活中处处有物理，能达到较好的教学效果。6.总结评价【教师总结】这节课我们一起通过实验为主的学习方式认识能量，动能、重力势能和弹性势能。能量跟做功有密切联系，能量反映了物体做功的本领，能量大小可以用做功的多少来衡量。动能的大小与物体运动的速度和物体质量有关，重力势能大小与物体质量和所处高度有关，特别是弹性势能是发生弹性形变的物体具有弹性势能，重力势能和弹性势能统称为势能。这几种能有不同的原因，不能将不同形式的能混淆。设计意图：由于本节课基本以学生自主探究学习为主，知识点之间有些零散，知识的整体没有在课堂上得以体现，但教师对知识点的梳理，归纳有利用学生对本节知识把握与提高。使课堂散而不乱，松而不僵。【课后评价】完成课后作业和适当的练习（习题选取应与本课主题紧密联系，具体略）四、教学反思决定动能大小的因素是本节课教学的重点之一，教材仅安排了这一个演示实验，对于能量、重力势能和弹性势能的知识直接给出结论，学生没有参与探究学习的机会。本教学设计以学生自主探究为主，学生分组实验探究，给每一个学生充分的动手操作机会，通过实验探究得相应知识，促进学生对知识的理解，培养学生良好的学习习惯和动手操作能力。教学的过程中把教学的重点放在构建物理概念形成物理规律上，让学生在动手、感知、概括、归纳、应用的思维过程中揭示物理规律，从而掌握知识。心理学家皮亚杰认为：“智慧的鲜花是开在手指尖的”，在课堂设计中通过多个探究实验突出控制变量法和转换法的意义，使学生在探究过程中学习一些研究方法。教师引导学生不断去发