劉欣

【關(guān)鍵詞】 物理教學(xué);自主探究能力;機(jī)械能守恒定律

【中圖分類號】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2019）17—0186—01

探究是科學(xué)發(fā)展和科學(xué)教育的有效途徑，新課程強(qiáng)調(diào)用探究的方式學(xué)習(xí)科學(xué)。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中必不可少的重要手段。如何利用教材中實(shí)驗(yàn)素材和開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源開展探究性學(xué)習(xí)，讓物理實(shí)驗(yàn)以其獨(dú)特的魅力、豐富的內(nèi)涵在培養(yǎng)學(xué)生探究能力方面發(fā)揮著不可替代的作用，是每一個物理教師應(yīng)該思考并解決的問題，本文以《機(jī)械能守恒定律》為例探討這一問題。

一、高中物理機(jī)械能守恒定律的基本方法和物理思想

1.機(jī)械能守恒定律的基本方法

第一，是機(jī)械能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化和守恒的定律表達(dá)式：機(jī)械能轉(zhuǎn)化的表達(dá)式為：ΔE減=ΔE增;機(jī)械能守恒表達(dá)式為：Ek初+Ep初=Ek末+Ep末。第二，機(jī)械能守恒的技能和技巧：機(jī)械能轉(zhuǎn)化表達(dá)式的ΔEp=mgΔh是一個絕對量，所以不需要對零勢面進(jìn)行規(guī)定;機(jī)械能守恒式中的Ep=mgh則是一個相對量，零勢面需要進(jìn)行規(guī)定。

2.機(jī)械能守恒定律的物理思想

對于機(jī)械能守恒定律的物理思想，我們可以借助于圖示來進(jìn)行解析，比如三個小球分別沿著光滑軌道自由下落，下落高度是一致的，求小球末速度的大小，如圖所示。

小球末速度的計算方法主要有兩種，一是借助于牛頓第一定律來計算，雖然V1和V2可以計算出來，但是V3計算不出。而第二種就是利用機(jī)械能守恒定律來計算：首先根據(jù)公式：E末=E初，繼而可得公式：mgh=mv2，V1=V2=V3=。

二、創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑激趣

通過翻滾過山車視頻資料引課，在學(xué)生沉浸于驚險與刺激中，引導(dǎo)學(xué)生對翻滾過山車原型進(jìn)行合理的假設(shè)，通過簡化處理，建立物理模型，再用離心軌道（如圖）模擬這一運(yùn)動，創(chuàng)設(shè)適于提出問題的情境，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突：

1.滾過山車何處最驚險？

2.如要安全過關(guān)，對釋放高度有何要求？

3.釋放點(diǎn)低于圓軌最高點(diǎn)，行不？

4.等高呢？運(yùn)動情境如何？（請學(xué)生描述并演示）

5.釋放點(diǎn)再高一點(diǎn)？（多次演示，探求臨界點(diǎn)）

這樣，通過嘗試的方法雖然確定了該點(diǎn)，但過程機(jī)械重復(fù)，精度不高，能否利用理論分析，通過定量計算的方法一步到位呢？而通過本堂課的學(xué)習(xí)，將有助于此類問題的解決，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。通過引起視覺沖擊的視頻和后續(xù)模擬實(shí)驗(yàn)，建立具體情境，學(xué)生有了思維的依托，將理性認(rèn)識轉(zhuǎn)化成了親身體驗(yàn)的“感性”認(rèn)識，繼而引導(dǎo)學(xué)生利用該裝置分析能量的轉(zhuǎn)化過程，最后由學(xué)生總結(jié)可以得到：動能和重力勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。這樣，利用一套實(shí)驗(yàn)裝置有序展開教學(xué)活動，完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，有效地提高了課堂教學(xué)效率。

三、應(yīng)用拓展，學(xué)以致用

物理源于生活，又用于生活，具有鮮明的生活性和實(shí)用性，物理知識已滲透到社會生活的各個方面、各個角落。因此在物理課堂教學(xué)中，應(yīng)結(jié)合教學(xué)的重難點(diǎn)，盡可能地創(chuàng)造條件，將生活資源整合到物理課堂教學(xué)中，使學(xué)生感受到物理知識的應(yīng)用就在身邊，激發(fā)他們自覺應(yīng)用物理知識解決問題的興趣。

如，簡介怪坡現(xiàn)象探究其怪因。出示滾輪實(shí)驗(yàn)裝置（如圖），進(jìn)行模擬演示后，引導(dǎo)學(xué)生初步分析怪坡現(xiàn)象的成因，鼓勵學(xué)生上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，組織小組討論，開展研究性學(xué)習(xí)，并對此作出合理解釋。

物理課堂教學(xué)是學(xué)生個體智力活動與教師課堂教學(xué)高效結(jié)合的過程，既是科學(xué)又是藝術(shù)，有其自身的科學(xué)性和策略性。這就要求教師在課堂教學(xué)過程中必須根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)和現(xiàn)代中學(xué)生的認(rèn)知心理學(xué)特點(diǎn)，合理安排教學(xué)過程、教學(xué)方式和手段。在體現(xiàn)物理的科學(xué)性、嚴(yán)密性的同時，在教學(xué)中教師應(yīng)善于創(chuàng)設(shè)情境，很有必要在物理課堂上適時、適度、適量地引入實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)踐活動，讓學(xué)生在感性的物理情境中感受物理、體驗(yàn)物理，不斷發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行探究，進(jìn)而解決問題，在豐富的情境中積極探索，發(fā)展思維。

編輯：張 昀