安徽省合肥市行知學(xué)校 王 琪

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》指出，物理是以多樣統(tǒng)一的自然界為研究的探究活動，是建立在證據(jù)和理性思維基礎(chǔ)上的，其基本動力是人類的好奇心和求知欲，以及經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展需求。為此，物理教師要精心設(shè)計教學(xué)，以生活自然場景為引，求知欲為驅(qū)動，解決實(shí)際問題為目的進(jìn)行物理教學(xué)。

一、“合理利用機(jī)械能”課程教學(xué)要求

“合理利用機(jī)械能”是滬科版八年級第十章第六節(jié)的內(nèi)容。這一節(jié)開始涉及“能”的概念，比較抽象。從這節(jié)開始，需要初步建立“能”的觀念，幫助學(xué)生建立解決問題的方法，為后面高中物理的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。本節(jié)課，對物理觀念的建立非常重要。而初二的學(xué)生年齡在十四五歲，心智正處于發(fā)育階段，對抽象概念的學(xué)習(xí)有一定的難度。因此需要結(jié)合大量的自然、生活實(shí)例來幫助學(xué)生理解，也踐行了物理來源生活、應(yīng)用生活的觀念。

在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“功”的概念，前認(rèn)知已經(jīng)打好了基礎(chǔ)，為我們這節(jié)課的學(xué)習(xí)減低了難度。

二、教學(xué)設(shè)計

（一）“能”的概念的建立

本節(jié)課中，既要吃透概念，又有實(shí)驗(yàn)探究，內(nèi)容繁重。課本中安排從做功角度認(rèn)識能，但由于篇幅所限，只列舉三個例子。因此，在引入“能”的概念前，應(yīng)盡可能多地列舉自然、生活中的做功實(shí)例，讓學(xué)生能夠通過對比、歸納，總結(jié)出“什么是能”。但筆者在實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，光列舉做功實(shí)例，學(xué)生還是不能理解“能”到底是什么。為了解決這一問題，筆者看了很多優(yōu)秀老師的視頻，設(shè)計自己解決問題的方案如下：視頻展示自然界中“能”的威力，圖片展示生活中的做功、具備做功條件的場景，讓學(xué)生結(jié)合兩者，歸納、總結(jié)“能夠?qū)ν庾龉Φ奈矬w具有能”“能是物體做功能力大小的物理量”。設(shè)計的問題如下：（1）在日常生活或新聞媒體中，你聽說過哪些“能”？（2）我們通過一段視頻來了解一下自然界當(dāng)中的“能”的威力。（播放視頻）（3）你從這個視頻里看到了哪些“能”？你為什么會覺得它們具有能量？（4）流動的水向前推動竹排；彎曲的撐竿向上推起運(yùn)動員；被舉高的重錘向下錘木樁，在這些生活場景中，它們蘊(yùn)含了怎樣的物理知識？（5）那高山上的石塊和運(yùn)動的車有沒有對外做功呢？它們具不具備對外做功的能力呢？（6）如果做功，會產(chǎn)生什么樣的效果？你覺得它們和剛才的視頻里有什么共同點(diǎn)？

通過一系列問題的提出，讓學(xué)生意識到“能”和“做功”之間的關(guān)系。這樣，在不知不覺中，培養(yǎng)學(xué)生能夠從自然、生活中提煉出物理知識的能力。

（二）認(rèn)識“機(jī)械能”

認(rèn)識了“能”的概念，我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)“能”？誠然，物理來源于生活，也能服務(wù)于生活。接下來就需要認(rèn)識與人類生活緊密聯(lián)系的“機(jī)械能”。學(xué)生在認(rèn)識“能”之后，完全可以根據(jù)物體的狀態(tài)把它們分為動能、重力勢能、彈性勢能。在這一階段，前概念的學(xué)習(xí)已經(jīng)完成，學(xué)生較易達(dá)到目標(biāo)，那這一部分設(shè)計可以加深學(xué)生的印象為主，讓學(xué)生能夠熟練地加以區(qū)分。這一部分，在其他優(yōu)秀教師的建議下，筆者進(jìn)行了改進(jìn)：設(shè)計“你說我猜”的搶答活動環(huán)節(jié)。提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生從剛才的概念學(xué)習(xí)中能有所應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心。

（三）探究影響機(jī)械能大小的因素

課本中，這一部分主要安排了“探究影響動能大小的因素”和“探究影響重力勢能大小的因素”，彈性勢能的探究在這里只做簡單的一句話概括。那么在設(shè)計實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)以“探究影響動能的大小因素”為主，教學(xué)中要注意營造科學(xué)探究的氣氛，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，讓他們自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)，得出決定動能、重力勢能大小的相關(guān)因素，以增強(qiáng)學(xué)生的成就感。

1.探究影響動能大小的因素

為了踐行物理服務(wù)于生活，體現(xiàn)物理的學(xué)科價值，筆者從生活場景入手，播放車禍視頻。加強(qiáng)安全教育的同時，提出問題：交通規(guī)則中有哪些舉措？對你有什么啟發(fā)？讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)得出猜想：影響動能的因素有質(zhì)量和速度。這一猜想學(xué)生較易得出。如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)?zāi)?？筆者接下來結(jié)合車禍現(xiàn)場的視頻引導(dǎo)學(xué)生把場景搬到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬。用小車代替汽車，用木塊代替障礙物。提出如下問題，讓學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)：（1）研究誰的動能？（2）你如何探究不同質(zhì)量的物體對動能的影響？（3）如何控制速度的大小呢？（4）怎么比較動能的大?。坑^察誰？（5）該實(shí)驗(yàn)用到了哪些實(shí)驗(yàn)方法？

在學(xué)生想到讓小車從不同高度的斜面下落時，速度不同，提示學(xué)生注意課本中“加油站”的一句話：“小球在光滑斜面上由靜止開始下滑，到達(dá)斜面底端的速度只與起點(diǎn)的高度有關(guān)，起點(diǎn)越高，到達(dá)底端的速度越大”，從而為學(xué)生的這一想法奠定理論基礎(chǔ)，同時為其他學(xué)生解惑。

在學(xué)生提出，可以用木塊被撞擊的遠(yuǎn)近程度衡量車的動能大小時，可以繼續(xù)讓學(xué)生回答這里所蘊(yùn)含的功能關(guān)系。既是對上一模塊概念的鞏固，也能開始滲透能量轉(zhuǎn)化的思想。

接下來學(xué)生開始進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中，繼續(xù)強(qiáng)調(diào)這樣幾個問題：你是如何進(jìn)行控制變量的？你要研究的對象是誰？觀察對象是誰？你是如何判斷小車動能大小的？

至此，學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際，參與實(shí)驗(yàn)過程，解決生活問題，得出結(jié)論：物體的質(zhì)量越大、速度越大，物體具有的動能越大。

2.探究影響重力勢能的大小因素

在探究影響動能大小的因素中，學(xué)生經(jīng)過猜想、設(shè)計、實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論，已經(jīng)具備一定的能力，這一部分相對來說較好理解。而這一部分除了書本中介紹的方法，還有很多其他方式?？梢猿浞职l(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生不拘泥于課本，提出自己的想法。因此，筆者設(shè)計了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的課外活動環(huán)節(jié)，再次讓學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)物理的樂趣。

3.彈性勢能

課本中，這一部分只做少量敘述，并未進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。然而筆者認(rèn)為，教材的安排是有道理的，前面探究影響動能和重力勢能大小的因素實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)訓(xùn)練了學(xué)生的思維，而彈性勢能在初中階段又不作為主要內(nèi)容，無須過多贅述。但關(guān)于彈性勢能的這句話“在彎弓射箭時，弓張得越滿，放手后，箭就射得越遠(yuǎn)。這表明，物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大”，筆者認(rèn)為可以充分利用起來，引導(dǎo)學(xué)生思索功能關(guān)系。知道“能不光是衡量物體能夠做功多少的物理量”，還能認(rèn)識到“能量通過做功的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換”“能量通過做功可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，可以從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式”“能量不會憑空消失”，從而滲透機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒的思想。所以在這一部分，筆者設(shè)計這樣幾個問題引導(dǎo)學(xué)生思考：（1）你覺得彈性勢能與什么因素有關(guān)？為什么？（2）在彎弓射箭的過程中，你能說一說這里能量的形式以及大小變化情況嗎？總結(jié)：箭的動能增加了，這說明做功多少不光能體現(xiàn)出物體具備能的多少，更是可以通過做功把一個物體的能轉(zhuǎn)移到另一個物體上，可以從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，能不會憑空消失，因此說功是能量轉(zhuǎn)換的度量。

至此，本節(jié)課的主要內(nèi)容得以解決。之后，筆者注意到這樣一個問題：本節(jié)課課題為“合理利用機(jī)械能”。我們了解能，探究了能大小的影響因素，為的是更好地解決實(shí)際生活中的問題，那么，“合理”利用機(jī)械，到底怎樣叫“合理”呢？

（四）合理利用機(jī)械能

筆者經(jīng)過思考覺得可以利用開頭視頻展示的自然界中“能”的威力，對比人們利用風(fēng)能、水能等發(fā)電，為人類所服務(wù)，提示學(xué)生合理利用自然界中的能量為人類所服務(wù)是我們學(xué)習(xí)這節(jié)課更深遠(yuǎn)的意義。也讓學(xué)生真正認(rèn)識到，我們學(xué)習(xí)機(jī)械能的目的，學(xué)以致用，課本知識與實(shí)際生活的聯(lián)系一直是我們學(xué)習(xí)科學(xué)知識的本質(zhì)動力。

至此，本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)完成。

三、反思

課后，筆者又對這節(jié)課進(jìn)行了反思。比如，在引用課本中“加油站”的一句話“小球在光滑斜面上由靜止開始下滑，到達(dá)斜面底端的速度只與起點(diǎn)的高度有關(guān)，起點(diǎn)越高，到達(dá)底端的速度越大”時，知識的學(xué)習(xí)只是通過“填鴨式”告知完成，不具備直觀性。筆者也嘗試通過實(shí)驗(yàn)達(dá)到教學(xué)目的，但效果并不理想，說服力不強(qiáng)。筆者也查閱了相關(guān)材料，觀看了相關(guān)視頻，得知即使在質(zhì)量相同時，由于質(zhì)量的分布不同，仍會導(dǎo)致質(zhì)量相同的物體從同一高度下落到底端速度不同。當(dāng)然，理論上是成立的，現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中需要考慮物體的材質(zhì)、形狀等因素的影響，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，演示實(shí)驗(yàn)難度大。這也提示筆者，物理教師一定要自己動手、反復(fù)試驗(yàn)，應(yīng)時時以發(fā)展的眼光看待自己的教學(xué)過程。

本節(jié)課中，兩個視頻的引入能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，能有效引導(dǎo)學(xué)生思考、解決問題，能合理結(jié)合生活實(shí)際讓學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。

物理教師深知物理學(xué)科的本質(zhì)，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以思維為中心，由生活經(jīng)驗(yàn)引導(dǎo)，格物知理。通過層層遞進(jìn)的提問，讓學(xué)生在探究過程中，不斷進(jìn)行新的思考，不斷提出解決策略和實(shí)驗(yàn)方案。更是要直面問題，把基于證據(jù)的物理學(xué)習(xí)落到實(shí)處，創(chuàng)新進(jìn)取，拓展思路。