牛顿再现 ——《动能动能定理》的探究式教学案例 【案例背景】 一直以来.doc

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1、牛顿再现动能 动能定理的探究式教学案例【案例背景】一直以来我们的课堂教学有一个非常突出的问题，就是以“教师中心，课本中心”为特征的传统的教学模式使学生长期处于接受式学习的状态之中，教育教学的结果只求知识复现的正确性而完全忽视学生的体验过程。建构主义理论的核心思想是知识不是被动的接受，而是认知主体积极建构。探究式教学活动中，教师的作用是主导和参谋，从知识的传授者转变为学生发展的促进者，教师从主角转换为“平等中的首席”。在教师指导下的以学生为主体的探究型学习，给予了学生自我发挥和自我展示的空间，激发了学生的学习兴趣，在学习活动过程中促使学生产生对科学知识的感悟。让学生在学习知识的同时发展学生的思维

2、能力和创新能力，为学生智能的锻炼与开发创造良好的条件。近年来，有许多关于探究教学的理论和实践的研究。那么具体在教学中怎么进行探究，如何探究一直在研究，下面是笔者对动能定理的教学的一些教学实践的体会动能定理是否适合探究教学，如果适用那么应该怎么组织学生进行探究式教学呢？很多物理教师在进行动能定理的教学时往往是这样教学的。预设的物理情景没有让学生探求新知识、新规律的冲动。一个物体的质量为，初速度为v1，在与运动方向相同的恒力F的作用下沿光滑水平面发生一段位移s，速度增大到v2，则：力F对物体所做的功多大?物体的加速度多大? 物体的初速、末速、位移之间有什么关系?结合上述三式你能综合推导得到什么样的

3、式子?然后学生在其它情境中具体运用动能定理，这是高中物理的一贯教学方法，因为这种处理方法学生有牛顿运动定律和运动学知识的基础，而大量的例题又能使学生较快的掌握动能定理的运用方法，便于教学。但这样问题：既然牛顿定律能解决的问题，何必引入新的概念、新的规律？这样的处理方法容易让学生误以为物理知识是以牛顿定律为核心的数字游戏，其他概念和规律都能通过牛顿定律推导出来，这样的教学，实际上降低了动能定理的地位，模糊了动能定理的本来面目。就算是老师精心设计的问题式教学给学生的感觉好像是多此一举，上课看过来好像是很热闹，实际是伪探究，也不一定能使学生有强烈的学习冲动也不符合学生的认知规律，因此后面动能定理的运

4、用例题更是难以让学生在建构主义理论中掌握动能定理。这样的学生培养出来以后，学生对动能定理即使理解了，但是学生掌握的不够牢固很容易忘记动能定理的物理意义，而且这样教学带来一个及其严重的后果，学生成为解题的高手，但是不知道物理规律的具体由来和含义，物理的教学不但是知识的教学，也是方法的教学，学生体会不到自然科学的那种自然之美，内在之美。因此，教师要精心组织学习过程，引导学生在主动参与新知建立过程尽可能地发现物理规律，让他们在发现规律的过程中问题的处理方法！【案例描述】本节课是去年我听了我校的孔兴隆老师在苍南中学参加市优质课评比或得一等奖的一节课。听的时候就有很多的感触和想法，回来后作的总结。动能和

5、动能定理是人教版普通高中教科书物理必修2第七章机械能及其守恒定律第七节的内容。本节教材要导出动能的定义式和动能定理，并通过例题让学生了解应用动能定理的解题过程。动能定理实际上是一种功能关系，它贯穿于这一章，是这一章的重点。学生在初中对动能定理已有一定的知识，但是不知其具体的表达式，第二节通过实验已探究到WV2，本节就是寻找动能的表达式，并推导出动能定理。动能定理是一个适用范围很广的物理定理，推导这一定理时，教材的安排是从一个恒力做功使物体的动能变化，得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化，即动能定理。然后扩展到几个力的功，变力做功及曲线运动的情况，课本的例题1是让学生通过应用

6、动能定理，理解动能定理只涉及初末状态的速度V，不涉及过程中的加速度a和时间t，处理时比较方便。例题2是让学生注意外力做正功，动能增加；外力做负功，动能减少。最后又通过对例题2的思考与讨论，让学生进一步理解做功是能量转化的量度，为以后学习功能关系埋下伏笔。本节教材的重要意义是全面推广功和能两个重要概念为起点，对学习热、电、光、原子近代物理中功能有关内容有促进作用下面就以这一案例来说明发现式学习的魅力。一、课堂引入（开门见山）师：同学们今天我们来探讨和研究动能和动能定理。板书：动能和动能定理。师：在初中我们学过运动的物体具有能，这个能就是动能板书：运动的物体具有动能一、动能小游戏把排球和铅球抛向学

7、生，排球学生敢接，铅球不敢接师：如果物体的速度相同，为什么不敢接？生：师：动能和物体的质量有关小游戏手抛弹子和用弹弓，用弹弓学生明显做出不敢接的师：动能的大小和物体的速度有关，今天这节课我们来研究动能的表达式，如何探究动能呢？复习：师：我们如何研究重力势能呢？ Wg=mgh1-mgh2 重力做功等于重力势能的变化，我们定义mgh为重力势能的表达式师：可以利用做功研究动能的变化二、动能表达式的定义，动能定理的发现情景 ：设质量为m的某物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。问题1：物体在恒力作用下作什么运动？问题2：力在这个过程中有做功吗？问题3：

8、物体在恒力作用下发生了位移，物体的动能有变化吗？问题4：试寻求这个过程中力F做的功与v1、v2的关系？ 学生板演：F=maL= a v22-v12/2W=fl=m(v22-v12) /2即W= m(v22-v12) /2师：你认为动能的表达式是什么？生：师：理由是什么？生1:w=mgh1-mgh2W= m(v22-v12) /2类比可得生2：当v1=0时，W= mv22 /2，物体的速度的平方和力做的功成正比在上节课的实验中得到这个关系生3：单位师：综合以上理由我们定义动能的表达式为板书：动能的大小：（m为物体的质量，v为物体的速度）。单位：焦耳可见，物体的动能跟物体的质量和速度有关。m越大E

9、k越大：v越大Ek越大。课堂训练：1、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，运动速度为7.2km/s，它的动能是多大？Ek=4.48109J师：重力势能的表达式是这样得出的，动能的表达式是这样得出的，那么这样为我们提供了一种方法，即可以利用做工的角度来研究未知的能师：请同学回过头来仔细观察W= mv22/2-v12 /2师：mv22/2是物体的后面的动能，v12 /2为力作用前的动能，我们可以把这条表达式写成W=Ek2-Ek1请同学们用自己的语言描述师：合外力对物体所做的功等于物体动能的增量。即：W合Ek=Ek2-Ek1说明：上面的表达式是物理学中一个非常重要的定理动能定量

10、。例1、一架喷气式飞机，质量6103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为L500时，达到起飞速度60/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(0.02) 。求飞机受到的牵引力。例2、一辆质量为m、速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面上滑行了距离L后停了下来。试求汽车受到的阻力。【专家点评】本课教学设计的思路打破了以往的传统设计，按照新课标的“三维目标”为主导，采用“自主探究，启发导学”的新教法，充分利用多媒体将生活实例、问题思考、讨论与交流、分步实验探究等融合在一起，使学生在学习过程中充分发挥主体性、独特性、协作性，同时加强教师的主导作用，使整个探究过程做“形散而神不散

11、”，同时在习题的设计方面还着重注意了结合生活实际，教育学生要关注社会，有利于培养学生的社会不胜任感【教学反思】实际上探究体验式教学在我的物理教学中也不是第一次使用了，如电场强度的定义，楞次定律的得出等，我多采用过。实际上，从某种意义上讲我觉得学生学会物理，并不是教师教会的，而是学生自己做会的，是学生在感悟和认知的冲突中，在体验和思考的过程中，学生主动去发现、构建的新知识这比教师硬塞给他们要强百倍、强千倍。不仅如此，更重要的是，他们在体验中渐渐地走进物理，感受自然科学的内在美，这必将成为他们进一步学习物理的内在动力。通过探究体验式教学的实践，我有如下几点体会。1、引入部分：教师利用在初中学习的基

12、础上直接得出了什么样的能叫动能。然后叫学生猜测动能的大小与什么因素有关，然后用对比定性的实验感受，提出今天要研究的是如何定义动能，动能的改变和什么因素有关，有什么规律？我觉的与原教学设计的对比：变得更加简洁，联系实际直入主题，即让学生觉得有趣，又使学生对新课产生兴趣。比利用实验结论引入,起点较低，更接近学生的就近发展区。 2教材内容取舍的反思教材上的内容如何取舍？是不是教材上出现的内容都要作为教学的要素加以呈现？这个问题需要我进一步思考。在备课过程中，我应该是自己首先形成一个教学的思路和流程之后才去选择课程需要的素材，还是根据教材提供的课程资源限定自己的教学行为？我想应该是前者！在新课改背景下

13、，教师作为课程的有机构成部分，自我角色定位发生转变，由课程的忠实执行者向课程决策者转变；在备课过程中要以课程标准和高考考试大纲为蓝本，结合班级的实际情况来讲授知识点，对教科书上的要有所取舍，因为教科书那是一家之言，而我们教师要“博采纵长”为我们自己的课堂服务。通过反思，我觉得本课对动能定理的理解可多加一些东西，对动能的说明可少一点东西，对例题可引入课本外的，经过自己的重新加工和组合，教学节奏会更紧凑有成效。3教知识还是教思维方法的反思与原教学设计的对比：在预习的基础上，学生基本上能运用已学的知识自己推导出动能定理，教学中我先强调了动能定理在高中物理中的重要地位，然后请同学根据牛顿第二定律和运动

14、学公式推导速度和力的关系式，类比根据重力势能和弹性势能表达式的定义，类比出动能的表达式；然后从功能角度出发，重力做功和重力势能的关系，弹力做功和弹性势能的关系学生自然找到动能的变化和离做功的关系得出动能定理，这样，激发了学生的兴趣，而且许多同学因为自己会推导动能定理而处于一种成功的愉悦之中；又有利于方法的归纳，功能关系要贯穿能量教学的全过程。物理规律的教学是中学物理教学的重要内容，如何进行物理规律的教学研究，不仅是要告诉学生本节课有哪些知识点，关键在于理解新规律引入的目的以及它的内涵和外延，这样才能选择适当的符合学生思维发展规律的教学方式，适度的开展探究教学，把握好探究的每一个环节，不仅能活跃课堂取得较好的教学效果，更要教给学生科学的思维方法，正确引导学生开展发散思维，使学生能灵活运用动能定理处理如变力做功等问题。有助于我们真正理解探究式教学的作用。这样的探究教学要花大量的时间进行，看起来好像比较低效，但教给学生方法，体验探究的过程，实现知识的自我增值，从学生的终身发展来看却是很高效的。我虽然将教材上的知识点都讲到了，但我觉得有一个很重要的问题没有说清楚，就是作为学生会不会这样问自己“我为什么要学习这些内容，老师所讲的几个知识有什么内在的联系吗？”这实际上就是要回答，这节课本课我在例题设计及引导方面做得还不好。