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新课程标准要求学生在物理课的学*中不仅需要学到物理基础知识和实验技能,受到科学方法和科学思维的训练,受到科学态度和科学作风的熏陶,提高科学文化素质,而且需要体验科学探究过程,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情,为终身发展,形成科学的世界观和价值观打下基础。因此,在新课改中我们要积极转变教学方式和学生的学*方式。
课本中的《机械能守恒定律》也是根据新理念去设计的,具体的认识如下:
一、变验证型实验为探究型实验
课本上只是从理论上推导和应用机械能守恒定律,如果按照传统的教学方法,只注重知识的传授和应用,而忽视学生探究、体验的过程,不符合一个科学结论得出的一般规律,和以前的教法也没区别。所以把验证机械能守恒的实验改为探究性实验更符合一般的规律和新课程标准的要求。
二、恰当的设置了探究点
探究学*如果没有时间的限制,创造性的发挥会更充分。怎样把课堂教学和探究学*有机的结合起来,是我们面临的一个大课题。课堂受时间、空间的限制,不可能各方面都探究,恰当的设置探究点很重要,应该既要让学生完成知识的学*又要参与探究。首先,本节课要以问题为中心,引入、过渡、分析结论、课堂小结等都以问题的形式出现。问题是学生探究的起点,努力培养学生的问题意识。其次,探究的过程要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学生实验的参与等几个环节。实验方案的设计能体现学生应用原有知识并且创新的能力,这也正是新课标所要求的。学生的生活中有好多现象和事例需要学生去总结,培养学生这种关注生活、关爱大自然,搜集身边信息的意识也是新课程所要求的。在课堂上让学生自己设计表格、搜集整理实验信息是需要的和恰当的。教学中设置好探究点比单纯讲知识更重要。
三、教学中注重知识与技能培养。
注重机械能守恒定律的得出过程和基本应用,一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵放到了下一课时再讲,降低了教学起点,也符合新课标的要求。
四、教学中注重过程和方法
先让学生从实验和理论两方面充分体验了一个科学结论得出的过程。再让学生经历了科学探究的一般过程和思路,即:“创设情景——提出问题——猜测结论——实验验证——理论推导——得出结论——迁移应用”。
五、充分展示了学生的主体地位
学生观察思考提出问题,自己设计实验,又分小组亲自实验,自己搜集整理,自己总结出规律。整个课堂完全以学生为主体,切实做到了“教师搭台学生唱戏”。看到学生几个人一小组,热烈讨论整理的气氛,我充分体验到了一种满足感,适应于新课标的物理课堂应该是轻松活泼的。正如一位教育专家所说的:“鸦雀无声的课堂不是真正的课堂,真正的课堂是‘热热闹闹’的。”
六、学生的合作意识、态度情感和价值观得到了升华
学生在实验时,一只手拿纸带,一只手拿重锤,那就没有手控制开关,结果不得不与小组的同学合作;还有的同学请求其他组同学帮忙;还有一个同学主动帮助其他同学控制开关??合作探究的气氛在这里得到了充分体现。仔细品味起来,整个课堂中还有许多需要进一步挖掘改进的地方。存在的问题,引起的争论增加了这节课的价值,能够引起思考,也很有意义的。
总之,这样设计符合新课程标准要求,是成功的。
学*目标:
1. 学会利用自由落体运动验证机械能守恒定律。
2. 进一步熟练掌握应用计时器打纸带研究物体运动的方法。
学*重点:
1. 验证机械能守恒定律的实验原理和步骤。
2. 验证机械能守恒定律实验的注意事项。
学*难点:
验证机械能守恒定律实验的注意事项。
主要内容:
一、实验原理
物体在自由下落过程中,重力势能减少,动能增加。如果忽略空气阻力,只有重力做功,物体的机械能守恒,重力势能的减少等于动能的增加。设物体的质量为m,借助打点计时器打下纸带,由纸带测算出至某时刻下落的高度h及该时刻的瞬时速度v;进而求得重力势能的减少量│△Ep│=mgh和动能的增加量△EK=1/2mv2;比较│△Ep│和△EK,若在误差允许的范围内相等,即可验证机械能守恒。
测定第n点的瞬时速度vn:依据"物体做匀变速直线运动,在某段时间内的*均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度",用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算(T为打下相邻两点的时间间隔)。
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器),交流电源,纸带(复写纸片),重物(带纸带夹子),导线,刻度尺,铁架台(带夹子)。
三、实验步骤
(1)按图装置固定好计时器,并用导线将计时器接到电压合适的交流电源上(电火花计时器要接到220 V交流电源上,电磁打点计时器要接到4 V~6 V的交流低压电源上)。
(2)将纸带的一端用小夹子固定在重物上,使另一端穿过计时器的限位孔,用手竖直提着纸带,使重物静止在靠*计时器的地方。
(3)接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列小点。
(4)换几条纸带,重做上面的实验。
(5)从几条打上了点的纸带上挑选第一、二两点间的距离接*2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。
(6)在挑选出的纸带上,先记下打第一个点的位置0(或A),再任意选取几个点1、2、3(或B、C、D)等,用刻度尺量出各点到0的距离h1、h2、h3等,如图所示。
(7)用公式vn=(hn+1-hn-1)/2T计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3等。
(8)计算出各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量1/2mvn2的值,进行比较,得出结论。
四、实验记录
五、实验结论
在只有重力做功的情况下,物体的重力势能和动能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。
六、实验注意事项
(1)计时器要竖直地架稳、放正。架稳就是要牢固、稳定。重物下落时它不振动;放正就是使上下两个限位孔在同一竖直*面内一条竖直线上与纸带运动方向相同,以减小纸带运动时与限位孔的摩擦(可用手提住固定好重物的`纸带上端,上下拉动纸带,寻找一个手感阻力最小的位置)。
(2)打点前的纸带必须*直,不要卷曲,否则纸带在下落时会卷到计时器的上边缘上,从而增大了阻力,导致实验误差过大。
(3)接通电源前,提纸带的手必须拿稳纸带,并使纸带保持竖直,然后接通电源,待计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落,以保证第一个点迹是一个清晰的小点。
(4)对重物的要求:选用密度大、质量大些的物体,以减小运动中阻力的影响(使重力远大于阻力)。
(5)纸带的挑选:应挑选第一、二两点间的距离接*2 mm且点迹清晰的纸带进行测量。这是因为:本实验的前提是在重物做自由落体运动的情况下,通过研究重力势能的减少量与动能的增加量是否相等来验证机械能是否守恒的,故应保证纸带(重物)是在打第一个点的瞬间开始下落。计时器每隔O.02 s打一次点,做自由落体运动的物体在最初0.02 s内下落的距离h1=1/2gt2=1/2×9.8×0.022m=0.002 m=2 mm,所以若纸带第一、二两点间的距离接*2 mm,就意味着重物是在打第一个点时的瞬间开始下落的,从而满足本次实验的前提条件(打第一个点物体的初速度为零,开始做自由落体运动)。
(6)测量下落高度时,必须从起点o量起。为了减小测量^的相对误差,选取的计数点要离O点适当远些(纸带也不宜过长,其有效长度可在60 cm~80 cm以内)。
(7)本实验并不需要知道重力势能减少量和动能增加量的具体数值,只要对mgh与1/2mv2进行比较(实际上只要验证1/2v2=gh即可)以达到验证机械能守恒的目的,所以不必测出重物的质量。
七、误差分析
(1)做好本实验的关键是尽量减小重物下落过程中的阻力,但阻力不可能完全消除。本实验中,误差的主要来源是纸带摩擦和空气阻力。由于重物及纸带在下落中要不断地克服阻力做功,因此物体动能的增加量必稍小于重力势能的减少量,这是系统误差。减小系统误差的方法有选用密度大的实心重物,重物下落前纸带应保持竖直,选用电火花计时器等。
(2)由于测量长度会造成误差,属偶然误差,减少办法一是测距离都应从起点0量起,下落高度h适当大些(过小,h不易测准确;过大,阻力影响造成的误差大),二是多测几次取*均值。
【例一】 在"验证机械能守恒定律"的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时计数点对应刻度尺上的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点。根据以上数据,可知重物由O点运动到B点时:
(1)重力势能的减少量为多少?
(2)动能的增加量是多少?
(3)根据计算的数据可得出什么结论?产生误差的主要原因是什么?
一、说教材
《验证机械能守恒定律》选自人教版高中物理必修二第七章第九节。本节主要内容为:学生利用打点计时器,打下纸带,通过计算来验证重锤在下落的过程中机械能是否守恒。本节课,可以升华学生对上节课机械能守恒定律的理解,培养学生科学严谨的态度。又可以为接下来学*动量守恒,电荷守恒等定律打下基础,起到了承上启下的作用。因此本节课意义重大。
基于该节课的内容和新课改的要求,制定如下教学目标:
知识和技能目标:会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度,掌握验证机械能守恒定律的实验原理。
过程和方法目标:通过分组实验提高动手能力,协作能力,提高解决实际问题的能力。
情感、态度、价值观目标:通过亲身的体验以及探究学*活动,提高学生学*热情、培养学生尊重客观事实的科学态度。
通过对以上教材地位和教学目标的分析,本节课的教学重点是实验方案的设计与实验数据的处理;难点是实验误差的分析。
二、说学情
该年级的学生已经掌握了机械能守恒定律的内容以及条件,也具备了一定的实验操作技能,会用打点计时器,具备一定的数据处理能力。但是,对于实验操作的规范性和实验结果误差的分析还有所欠缺,所以我在教学中要重点培养学生的实验操作能力以及分析能力。
三、说教法
一、教材分析
《机械能守恒定律》是人教版高中新教材必修2第七章第8节,本节内容从理论推导过程中,强化学生对动能定理的进一步理解;机械能守恒定律属物理规律教学,是对功能关系的进一步认识,是学生理解能量的转化与守恒的铺垫,为今后学*动量守恒、电荷守恒打下基础。它结合动量守恒定律是解决力学综合题的核心,而这类问题又常伴随着较为复杂的运动过程和受力特点是充分考查学生抽象思维能力、分析能力、应用能力的关键点。
教学目标
根据上述教材结构与内容分析,依据课程标准,考虑到学生已有的认知结构、心理特征 ,制定如下教学目标:
知识与技能
1、知道什么是机械能;
2、知道物体的动能和势能可以相互转化;
3、掌握机械能守恒的条件;
情感态度与价值观目标
1、培养学生发现和提出问题,并利用已有知识探索学*新知识的能力;
2、通过能量守恒的教学,使学生树立科学观点,理解和运用自然规律,并用来解决实际问题。
教学重点、难点
重点:掌握机械能守恒定律的推导、建立过程,理解机械能守恒定律的内容;
在具体的问题中能判定机械能是否守恒,并能列出定律的数学表达式。
难点:从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件。
二、说教法
主要采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法。通过师生一起探索得出物理规律及适用条件,充分调动学生积极性,充分体现"教师主导、学生主体"的教学原则。采用情景→问题→分析与活动→总结的教学设计模式,以老师指导下的学生活动为主。
三、说学法
让学生真正成为学*的主体。这种运用归纳法的思想,从一个个典型的物理情景中总结出科学的结论,可以大大调动学生学*的积极性和主动性。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变,巧用引导性提问,激发学生的积极性,让学生在轻松、自主、讨论的学*氛围中总结出本节的主要内容从而完成学*任务。
四、教学过程
(引入新课)
用多媒体展示下述物理情景:A.运动员投出铅球;B.弹簧的一端接在气垫导轨的一端,另一端和滑块相连,让滑块在水*的轨道上做往复运动。
1.动能和势能的转化
依次演示自由落体、竖直上抛、滚摆、单摆和弹簧振子,提醒学生注意观察物体运动中动能、势能的变化情况。让学生思考上述演示过程中动能和势能有什么变化。
2.探究规律找出机械能不变的条件
只受重力做功作用分析
只有弹力做功分析
结论:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,这就叫机械能守恒定律。
3、 能力训练
例1、在距离地面20m高处以15m/s的初速度水*抛出一小球,不计空气阻力,取g=10m/s2,求小球落地速度大小。引导学生思考分析,提出问题:
(1)前面学*过应用运动合成与分解的方法处理*抛运动,现在能否应用机械能守恒定律解决这类问题?
(2)小球抛出后至落地之前的运动过程中,是否满足机械能守恒的条件?如何应用机械能守恒定律解决问题?
提出问题:请考虑用机械能守恒定律解决问题与用运动合成解决问题的差异是什么?
4、引导学生学会应用机械能守恒定律解题的基本步骤。
5、总结归纳
本课学*,我们通过演示实验归纳总结了动能和势能之间可以发生相互转化,了解了只有重力做功或只有弹簧弹力做功的情况下,物体的机械能总量不变,通过简单的实例分析、加深对机械能守恒定律的理解。
一、学情分析
学生已经在初中学*过有关机械能的基本概念,对“机械能”并不算陌生,接受起来相对轻松。通过前几节内容的学*,同学们对“机械能”这一概念较初中有了更深认识,在此基础上学*机械能守恒定律学生比较容易理解。
二、教材分析
(一)教材所处的地位和作用
本节课是本章的重点内容,要求学生能初步掌握机械能守恒定律的内容并能用来解决一些简单问题。机械能守恒条件的判定、机械能守恒定律的应用,是教学的重点。运用机械能守恒定律解答相关的问题,这一内容在整个高中力学中又起着承前启后的作用,在物理学理论和应用方面十分重要,不同运动形式的转化和守恒的思想能指引我们揭露自然规律、取得丰硕成果。但这种思想和有关的概念、规律,由于其抽象性强,学生不易理解、掌握。学生要真正的掌握和灵活运用还是很困难。机械能守恒定律的探究建立在前面所学知识的基础上,教材上通过多个具体实例,先猜测动能和势能的相互转化的关系,引出对机械能守恒定律及守恒条件的探究,联系重力势能和重力做功及弹性势能与弹力做功的关系的学*,由定性分析到定量计算,逐步深入,最后得出结论,并通过应用使学生领会定律在解决实际问题时的优越性。在教学设计时,力图通过生活实例和物理实验,展示相关情景,激发学生的求知欲,引出对机械能守恒定律的探究,体现从“生活走向物理”的理念,通过建立物理模型,由浅入深进行探究,让学生领会科学的研究方法,并通过规律应用巩固知识,体会物理规律对生活实践的作用。
②采用节水灌溉技术:以色列主要推广了喷灌和滴灌技术,把水送到植物最需要的根部,最大限度地利用了水资源,实现了在荒漠上发展灌溉农业,举世瞩目。
新课程的理念要求培养学生自主学*,学生是主体,教师起的是主导作用。为了让学生真正成为课堂的主人,这节课我选用下面教学方法:
(二)教学目标的确定依据
注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用,一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵放到了下一课时讲,这样面向了全体学生,降低了教学起点,我觉得这也符合新课标的精神和要求。
根据教材特点(注重思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性)和学生的特点以及高中新课程的总目标(进一步提高科学素养,满足全体学生终身发展需求)和理念(探究性、主体性、发展性、和谐性)和三维教学目标(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观)的要求特制定教学目标。:为建立充满生机与活力的用人机制,拓宽选人用人渠道,引进一批优秀大学毕业生,优化北部新区教师队伍结构,全面提高教育教学质量,结合北部新区师资队伍实际,拟面向部分重点院校公开择优招聘20xx年免费师范毕业生。为确保此次招聘公开、公*、公正进行,特制定本简章。
(三)教学目标
教师边讲解边说明:先在“53—24”的下面画上横线,为了清楚地看出运算的顺序,可以脱式进行计算,呈现出运算的顺序和每次计算的结果。在算式的下面写出第一步计算的结果(29),还没有参加计算的数照抄下来(+38),在算式的下面再写出第二步计算的结果(=67)。注意:等号上下要对齐。
1、知识与技能
(1)知道什么是机械能。
(2)知道物体的动能和势能可以相互转化。
机械能守恒定律是本章的重点,学生对定律的得出、含义、适用条件应该有明确的认识。这是能够用这个定律解决实际问题的基础,教学中首先要重视这些内容,因此,我分三步完成机械能守恒定律第一课时的教学:第一步要使学生理解动能和势能之间可以通过力做功实现相互转化,第二步从理论上推导机械能守恒定律,第三步要使学生理解机械能守恒定律成立的条件。
1、动能与势能之间的相互转化
这部分内容教材的编写特点是很注意从生活中的典型实例入手导入课题。为此,我选择设计了几个的演示实验:烧杯倒水冲刷叶轮转动和竖直上抛小球,引导学生观察并思考,了解到动能和重力势能之间可以通过重力做功实现相互转化,并作了适当的拓展:由以上演示实验联想到东汉时期我国劳动人民就发明的水车磨坊和现代大型的水力发电站;另外,还利用水*弹簧摆球的实验,引导学生观察实验并细致分析,得出动能和弹性势能之间也可以通过弹力做功来实现相互转化的结论。
这样的教学设计既体现了物理教学提倡实验、观察、思考的特点,又重视学生独立思考能力的培养。教学设计发掘了教材资源,又不拘泥于教材,演示实验新颖,操作顺利流畅,完成了预定的教学目标。
通过实例的分析,使学生了解势能和动能相互转化的定性关系,知道一种能量减少,必然导致另一种能量的增加;然后提出动能和势能转化有什么定量关系,让学生进行讨论与交流并提出猜想,调动学生的积极性,培养学生的合作意识与交流能力,加强师生的互动性。不足之处在于,由于担心时间进度,处理不是很细致,提出的问题层次性不强。
2、机械能守恒定律的理论推导
不同于教材以小球的自由落体为例的教学设计,我选择的是伽利略摆作为课堂分析和理论推导的模型,利用动能定理和重力做功与重力势能的关系,要求学生自行独立分析并推导出在只有重力做功情况下的机械能守恒定律。备课时,我参考了人教版物理必修2的相关章节的内容,从而决定在课堂教学中,换用当年伽利略摆的实验,让学生认识到能量的观点其实早在牛顿之前就已经体现出来了,从而将物理学史的教学融入到课堂教学过程中来,并培养学生细致的观察能力,表面上看来没有关联的概念之间其实存在着很多联系。这样让整个推导过程上升到一个追寻守恒量的探究高度,而不仅仅是一个单纯的数学演算推导。
实际的课堂教学中,学生的理论推导过程用时应该较长,教师应该细致观察学生的推导进度,掌握好时间。这过程的`处理还是稍显仓促,学生在黑板上的演算推导略显粗糙,有部分同学没有事先选取零势能参考面,所以应当提前强调这一点。我觉得必须要给课堂适当的留白,给学生自己思考和理清思路的时间,给学生充分分析和推理的机会。这就要求我们要精心设计课堂教学过程,以学生通过自学和引导学生发现知识和规律为主。课堂不是长篇累牍的讲解知识。教师在课堂上起的是引导的角色,所以必须要做到内容上有所取舍并千方百计地精益求精,教学设计重质而轻量,这样才能够高效率的完成既定的课堂教学安排。
学生通过自行推导得出机械能守恒定律,要引导学生做好讨论和交流,展示自己的推导结果。这一阶段是前面理论推导的点睛之笔,对于学生理解机械能守恒定律的内涵有着极其重要的意义,千万不能够粗略带过,必须加以详细的分析和解读,这部分我选择以讲授为主,重点强调机械能守恒定律的两种表达方式的物理意义:
即:增量式 —Ep=△Ek/△Ep+△Ek=0;总量式EK1+EP1=EK2+EP2
增量式所体现的正是我们在第一部分教学中让学生思考的, “一种能量减少,必然导致另一种能量的增加”。总量式则体现了前后两个状态量——初末状态机械能之间的守恒关系。
3、机械能守恒定律的适用条件
学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识,并且会根据适用条件判断具体过程中机械能是否守恒,这是应用机械能守恒定律解决问题的前提。因此,这部分内容是整个第一课时教学的重中之重。我的教学安排是在顺利推导出机械能守恒定律的表达式后,仍借用伽利略摆的模型和弹簧振子模型,启发并引导学生思考摆球的受力情况和各力的做功情况,得出:只有重力做功和弹力做功,系统的动能和势能可以相互转化,但总的机械能保持不变。在巩固训练环节中,我选取了常见的实例,第一组*题是重力势能和动能间的转化,第二组*题是弹性势能和动能间的转化,让学生判断各个情景中机械能是否守恒。每安排一组判断性*题之后,我会适当引导学生总结,让学生思考:只受重力与只有重力做功有何区别?通过讨论与交流使学生更深刻地认识和掌握机械能守恒定律成立的条件,正确理解“只有重力做功和弹力做功”的真正含义是:1、物体只受重力(或弹力)作用;2、物体除受重力(或弹力)外,还受其他力作用,但其他力不做功或代数和为零。
从学生的学*情况来看,这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求,学生能够判断一些简单情景中机械能是否守恒。不足之处在于,所举的实例难以涵盖所有的情景,课堂时间有限,难以展开讲解。所以,在今后教学中,我应该注重基本方法和基本思路的形成,培养学生独立分析的能力。只有让学生掌握了最基本和最朴实的物理思想方法,才能以不变应万变,真正做到让学生举一反
新课程标准要求学生在物理课的学*中不仅需要学到物理基础知识和实验技能,受到科学方法和科学思维的训练,受到科学态度和科学作风的熏陶,提高科学文化素质,而且需要体验科学探究过程,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情,为终身发展,形成科学的世界观和价值观打下基础。围绕这一原则,我们要积极的转变教学方式和学生的学*方式。
笔者所教学的《机械能守恒定律》的教学设计正是努力朝着这个方向做的。
一、变验证型实验为探究型实验
教材中本节课只是从理论上推导和应用机械能守恒定律,如果按照传统的教学方法,只注重知识的传授和应用,而忽视学生探究、体验的过程,难免“穿新鞋走老路”,也不符合一个科学结论得出的一般规律。所以我觉得把验证机械能守恒的实验改为探究性实验更符合一般的规律和新课程标准的要求。
二、恰当的设置了探究点
科学探究要求打破课堂时间的限制,充分发挥学生的创造性。但怎样把课堂教学和科学探究有机的结合起来,是我们教师面临的一个大课题。我们的课堂受时间、空间的限制,不可能各方面都探究,为探究而探究只能死路一条,所以恰当的设置探究点很重要,应该既要让学生完成知识的学*又要参与探究。首先,本节课我自始至终都是以问题为中心,引入、过渡、分析结论、课堂小结等都以问题的形式出现。我努力培养学生的问题意识,因为问题是学生探究的起点。其次,探究的过程中我主要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学生实验的参与等几个环节。实验方案的设计能体现学生应用原有知识并且创新的能力,本节课学生就设计出了多种方案,有些已经打破了课堂、学校区域的限制,而这些正是新课标所要求的。学生的生活中有好多现象和事例需要学生去总结,培养学生这种关注生活、关爱大自然,搜集身边信息的意识也是我们的责任和要求。我觉得本节课在课堂上让学生自己设计表格、搜集整理实验信息是需要的和恰当的。学生在实验的过程中有穿不好纸带的,但有同学们在互相帮助中学会了,使不会的同学知道这是应用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里,这已经超越了老师的语言所提及的范畴,它无形中拓展了课堂的外延,这出乎意料的收获不正是我们所期望达到的效果吗?确实,组织好教学比单纯讲知识更重要。
三、注重了知识与技能循序渐进的教学
注重了机械能守恒定律得出的过程和基本的应用,一些变形的公式表达形式和应用方面的一些注意事项以及其深刻的内涵放到了下一课时讲,这样面向了全体学生,降低了教学起点,我觉得这也符合新课标的精神和要求。
四、注重了过程和方法的教学
首先,让学生从实验和理论两方面充分体验了一个科学结论得出的过程。这正是课堂的两个大环节,教学设计在这里也占用了较长的时间。
其次,让学生经历了科学探究的一般过程和思路,即:“创设情景——提出问题——猜测结论——实验验证——理论推导——得出结论——迁移应用”。
五、充分展示了学生的主体地位
学生观察思考提出问题,自己设计实验,又分小组亲自实验,自己搜集整理,自己总结出规律。整个课堂完全以学生为主体,切实做到了“教师搭台学生唱戏”。看到学生几个人一小组,热烈讨论整理的气氛,我充分体验到了一种满足感,适应于新课标的物理课堂应该是轻松活泼的。正如一位教育专家所说的:“鸦雀无声的课堂不是真正的课堂,真正的课堂是‘热热闹闹’的。”
六、学生的合作意识、态度情感和价值观得到了升华
学生在实验时,一只手拿纸带,一只手拿重锤,那就没有手控制开关,结果不得不与小组的同学合作;还有的同学请求其他组同学帮忙;还有一个同学主动帮助其他同学控制开关??合作探究的气氛在这里得到了充分体现。听到学生说“谢谢”、“没关系”时,看到他们笑嘻嘻、无拘无束的神态时,更加坚定了我继续搞探究教学,充分发挥学生主体地位的信心和决心。仔细品味起来,整个课堂中还有许多需要进一步挖掘改进的地方。受实验条件(多媒体教室无课桌和充足的电源)的限制,学生无法分组实验,逐个做实验在无形当中又多用了很多时间;最后*题的处理有点仓促。因为留下的时间少了;学生的热情还应该再调动的高一点。当然存在的问题,引起的争论在某种程度上也增加了这节课的价值,能够引起大家来思考或者是批判,也是有意义的。我会虚心接受意见,找到以后的增长点。
总之,我认为这节教学设计教改意识明显,符合新课程标准和素质教育的要求,是成功的。
在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。
外力做功为零,表明没有从外界输入机械功;只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能,符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。这个定律的简化说法为:质点(或质点系)在势场中运动时,其动能和势能的和保持不变;或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变。
这一说法隐含可以忽略不计产生势力场的物体(如地球)的动能的变化。这只能在一些特殊的惯性参考系如地球参考系中才成立。
机械能守恒定律
在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。
其数学表达式可以有以下两种形式:
过程式:
1.WG+WFn=∆Ek
2.E减=E增 (Ek减=Ep增 、Ep减=Ek增)
状态式:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)
2.1/2mv1^2+mgh1=1/2mv2^2+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考*面]
机械能守恒定律是本章的重点,学生对定律的得出、含义、适用条件应该有明确的认识。这是能够用这个定律解决实际问题的基础,教学中首先要重视这些内容,因此,我分三步完成机械能守恒定律第一课时的教学:第一步要使学生理解动能和势能之间可以通过力做功实现相互转化,第二步从理论上推导机械能守恒定律,第三步要使学生理解机械能守恒定律成立的条件。
1、动能与势能之间的相互转化
这部分内容教材的编写特点是很注意从生活中的典型实例入手导入课题。为此,我选择设计了几个的演示实验:烧杯倒水冲刷叶轮转动和竖直上抛小球,引导学生观察并思考,了解到动能和重力势能之间可以通过重力做功实现相互转化,并作了适当的拓展:由以上演示实验联想到东汉时期我国劳动人民就发明的水车磨坊和现代大型的水力发电站;另外,还利用水*弹簧摆球的实验,引导学生观察实验并细致分析,得出动能和弹性势能之间也可以通过弹力做功来实现相互转化的结论。
这样的教学设计既体现了物理教学提倡实验、观察、思考的特点,又重视学生独立思考能力的培养。教学设计发掘了教材资源,又不拘泥于教材,演示实验新颖,操作顺利流畅,完成了预定的教学目标。
通过实例的分析,使学生了解势能和动能相互转化的定性关系,知道一种能量减少,必然导致另一种能量的增加;然后提出动能和势能转化有什么定量关系,让学生进行讨论与交流并提出猜想,调动学生的积极性,培养学生
的合作意识与交流能力,加强师生的互动性。不足之处在于,由于担心时间进度,处理不是很细致,提出的问题层次性不强。
2、机械能守恒定律的理论推导
不同于教材以小球的自由落体为例的教学设计,我选择的是伽利略摆作为课堂分析和理论推导的模型,利用动能定理和重力做功与重力势能的'关系,要求学生自行独立分析并推导出在只有重力做功情况下的机械能守恒定律。备课时,我参考了人教版物理必修2的相关章节的内容,从而决定在课堂教学中,换用当年伽利略摆的实验,让学生认识到能量的观点其实早在牛顿之前就已经体现出来了,从而将物理学史的教学融入到课堂教学过程中来,并培养学生
细致的观察能力,表面上看来没有关联的概念之间其实存在着很多联系。这样让整个推导过程上升到一个追寻守恒量的探究高度,而不仅仅是一个单纯的数学演算推导。
实际的课堂教学中,学生的理论推导过程用时应该较长,教师应该细致观察学生的推导进度,掌握好时间。这过程的处理还是稍显仓促,学生在黑板上的演算推导略显粗糙,有部分同学没有事先选取零势能参考面,所以应当提前强调这一点。我觉得必须要给课堂适当的留白,给学生自己思考和理清思路的时间,给学生充分分析和推理的机会。这就要求我们要精心设计课堂教学过程,以学生通过自学和引导学生发现知识和规律为主。课堂不是长篇累牍的讲解知识。教师在课堂上起的是引导的角色,所以必须要做到内容上有所取舍并千方百计地精益求精,教学设计重质而轻量,这样才能够高效率的完成既定的课堂教学安排。
学生通过自行推导得出机械能守恒定律,要引导学生做好讨论和交流,展示自己的推导结果。这一阶段是前面理论推导的点睛之笔,对于学生理解机械能守恒定律的内涵有着极其重要的意义,千万不能够粗略带过,必须加以详细的分析和解读,这部分我选择以讲授为主,重点强调机械能守恒定律的两种表达方式的物理意义:
即:增量式-Ep=△Ek/△Ep △Ek=0;总量式EK1 EP1=EK2 EP2
增量式所体现的正是我们在第一部分教学中让学生思考的,“一种能量减少,必然导致另一种能量的增加”。总量式则体现了前后两个状态量——初末状态机械能之间的守恒关系。
3、机械能守恒定律的适用条件
学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识,并且会根据适用条件判断具体过程中机械能是否守恒,这是应用机械能守恒定律解决问题的前提。因此,这部分内容是整个第一课时教学的重中之重。我的教学安排是在顺利推导出机械能守恒定律的表达式后,仍借用伽利略摆的模型和弹簧振子模型,启发并引导学生思考摆球的受力情况和各力的做功情况,得出:只有重力做功和弹力做功,系统的动能和势能可以相互转化,但总的机械能保持不变。在巩固训练环节中,我选取了常见的实例,第一组*题是重力势能和动能间的转化,第二组*题是弹性势能和动能间的转化,让学生判断各个情景中机械能是否守恒。每安排一组判断性*题之后,我会适当引导学生总结,让学生思考:只受重力与只有重力做功有何区别?通过讨论与交流使学生更深刻地认识和掌握机械能守恒定律成立的条件,正确理解“只有重力做功和弹力做功”的真正含义是:
1、物体只受重力(或弹力)作用;
2、物体除受重力(或弹力)外,还受其他力作用,但其他力不做功或代数和为零。
从学生的学*情况来看,这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求,学生能够判断一些简单情景中机械能是否守恒。不足之处在于,所举的实例难以涵盖所有的情景,课堂时间有限,难以展开讲解。所以,在今后教学中,我应该注重基本方法和基本思路的形成,培养学生
独立分析的能力。只有让学生掌握了最基本和最朴实的物理思想方法,才能以不变应万变,真正做到让学生举一反三,提高学*效率。
一节四十分钟的录像课很短,但是,课前的准备却是漫长而艰辛的。在这个过程中我学到了很多。首先,我认为合理的内容编排是非常重要的。备课时要明确每一个内容的重点、难点,讲解一般内容时,要精心、合理安排,把握住重点、难点的内容作适当展开,并间隔地对这些重点、难点进行讲述。当然,在讲述内容时,穿插一些生动有趣、栩栩如生的物理实验是必不可少的。这样既增加了内容的趣味性,又不会使学生过度劳累;而对于一般难度的知识点,要相信学生可以自学,只需要在课堂上适当点拨或让学生自己讲解规律即可。新课改的背景下,教师必须要“狠心”的敢于舍弃一些教学内容,当然这并不是知识含量的减少,而是转变方式让学生自己发现和总结。这就需要教师在课堂教学中,灵活掌握,以节省课堂时间,提高教学效果,否则过度饱和的课堂只会让学生觉得厌倦,让教师觉得疲劳,反而事倍功半。
其次,教会学生如何做好课前预*和课后总结也是提高教学效率的重要因素。学法的掌握关键在于教师的“教”。教师在教课过程中体现学法,指导学生探求获得知识的过程和方法,提供学法模式,让学生获得适应自己的方法。例如,通过导学案的预*,指导学生先思考后发问,带着问题进课堂;通过每堂课的自我巩固训练,指导学生将所学知识分为“已掌握”和“未掌握”两类进行总结。教师针对“未掌握”知识,引导学生做进一步的探究。
古人云:“授人以鱼,供一饭之需;教人以渔,则终身受用不尽”。教的目的在于不教,在物理教学中,授之以正确的思想方法,是提高教学质量的根本途径,也是帮助学生提高学*效率的有效方法。
这节课是参加宝安区新教师比赛的录像课,在整个准备过程中,我得到了宝安中学整个物理科组老师的大力支持和帮助。先后有六位老师到现场听我的试讲,课后给了我很多有益的建议和指导,实验室老师为了准备演示实验器材也是加班加点,并安排试讲的教室。这让我感觉到了宝安中学物理科组集体的温暖,作为一名初涉讲台的新教师,我衷心地感谢宝安中学物理科组的每一位老师给我那么多的帮助和关照。
今天在文科10班讲了《机械能守恒定律》的最后一节--能量守恒定律与能源,整堂课下来,我讲的内容很散,对学生的吸引力也不大,课堂气氛也很沉闷,这堂课是失败的一堂课。
回来后我好好反思了一下。这节内容有了前几节内容作铺垫,比较简单,学生很容易吸收,而我又在课堂上纯讲理论知识,学生当然没有兴趣。导致我在上边讲课,下边的学生低着头的很多。用了大概十几分钟,就把新课讲完了,之后就让同学们进行了*题巩固。一堂课,四十分钟,我用了十多分钟讲课,剩下的二十多分钟做题。课堂的时间分配,就很不合理,一堂课下来,学生既感觉枯燥无味,又会有累的感觉。这是多么糟糕的一堂课啊......
这节内容既然比较简单,我就不应该再用这种传统的授课方式了。如果我在课下多搜集一些相关的图片、资料或是视频,上课时用ppt辅助授课,那么这堂课气氛应该就会好一点。授课内容不仅是书本上的知识,还有相应的拓展,学生没有见过,自然就会有兴趣,相信低头的学生也就少了。还有讲课的时候,过渡的话语太少,突然转换内容,学生不好反应过来,整堂课也显得很散,不连贯。语言表达也不是很好,自己想的不知如何表达或是想的跟表达出来的会有一些偏差,物理学科的语言应该严谨一些,不能太随性了。
作为新时代的老师,就要把新的授课方式带入课堂,打破以往“老师讲,学生听”的传统授课方式。现在的课堂应以“学生为主,老师为辅”,让学生真正参与到课堂之中,课堂才会变的有意义。其实适当的时候也可以让学生到讲台上来讲课,一方面,锻炼他们的胆量;另一方面,当他们自己要去讲的时候,就会对知识理解的更深一点。偶尔换一下授课方式,学生也会觉得新鲜。
在课堂气氛沉闷的时候,老师应该去调节一下,哪怕是开一个小小的玩笑也行。在这方面,我做的很不好。站在讲台上,总感觉自己不够从容,有一些放不开,也许是自己还未能真正融入到学生中去。有时会害怕,如果自己开一个小玩笑,下边的学生会不会起哄,课堂秩序会不会变得混乱了。有时也会担心,如果跟学生走的*了,会不会在学生面前失去威信。现在觉得自己的想法是有些偏了......学生只有接受了你,并认可了你;信任你,服气你,他才会去听你的话,老师的威信也就自然建立了。
要成为一名优秀的教师,我还相差甚远。自己应该多反思,多总结!
机械能守恒定律是本章的重点,学生对定律的得出、含义、适用条件应该有明确的认识。这是能够用这个定律解决实际问题的基础,教学中首先要重视这些内容,因此,我分四步完成机械能守恒定律第一课时的教学:第一步要使学生理解动能和势能之间可以通过力做功实现相互转化,第二步从理论上推导机械能守恒定律,第三步要使学生理解机械能守恒定律成立的条件,第四步结合实际案例进行机械能守恒的判断和机械能守恒定律的应用。
1、动能与势能之间的相互转化
这部分内容教材的编写特点是很注意从生活中的典型实例入手导入课题。为此,我选择观看撑杆跳高视频,通过视频引导学生观察并思考,了解到动能和重力势能之间可以通过重力做功实现相互转化,引导学生观察flash模型并细致分析,得出动能和弹性势能之间也可以通过弹力做功来实现相互转化的结论。
通过实例的分析,使学生了解势能和动能相互转化的定性关系,知道一种能量减少,必然导致另一种能量的增加;然后通过实例自主探究,提出动能和势能转化有什么定量关系,让学生进行讨论与交流并提出猜想,调动学生的积极性,培养学生的合作意识与交流能力,加强师生的互动性。不足之处在于,由于担心时间进度,处理不是很细致,提出的问题层次性不强。
2、机械能守恒定律的理论推导
以小球的自由落体为例,通过计算提高学生认识,同时培养学生细心认真的能力,让整个推导过程上升到一个追寻守恒量的探究高度,而不仅仅是一个单纯的数学演算推导。
实际的课堂教学中,学生的理论推导过程用时应该较长,教师应该细致观察学生的推导进度,掌握好时间。这过程的处理还是稍显仓促,我觉得必须要给课堂适当的留白,给学生自己思考和理清思路的时间,给学生充分分析和推理的机会。这就要求我们要精心设计课堂教学过程,以学生通过自学和引导学生发现知识和规律为主。课堂不是长篇累牍的讲解知识。教师在课堂上起的是引导的角色,所以必须要做到内容上有所取舍并千方百计地精益求精,教学设计重质而轻量,这样才能够高效率的完成既定的课堂教学安排。
学生通过自行推导得出机械能守恒定律,要引导学生做好讨论和交流,展示自己的推导结果。这一阶段是前面理论推导的点睛之笔,对于学生理解机械能守恒定律的内涵有着极其重要的意义,千万不能够粗略带过,必须加以详细的分析和解读,这部分我选择以讲授为主,重点强调机械能守恒定律的两种表达方式的物理意义:
即:增量式-Ep=△Ek△Ep+△Ek=0;总量式EK1+EP1=EK2+EP2
增量式所体现的正是我们在第一部分教学中让学生思考的,“一种能量减少,必然导致另一种能量的增加”。总量式则体现了前后两个状态量——初末状态机械能之间的守恒关系。
3、机械能守恒定律的适用条件
学生对机械能守恒定律的适用条件应该有明确的认识,并且会根据适用条件判断具体过程中机械能是否守恒,这是应用机械能守恒定律解决问题的前提。因此,这部分内容是整个第一课时教学的重中之重。我的教学安排是在顺利推导出机械能守恒定律的表达式后,仍借用自由落体的模型和弹簧振子模型,启发并引导学生思考摆球的受力情况和各力的做功情况,得出:只有重力做功和弹力做功,系统的动能和势能可以相互转化,但总的机械能保持不变。正确理解“只有重力做功和弹力做功”的真正含义是:1、物体只受重力(或弹力)作用;2、物体除受重力(或弹力)外,还受其他力作用,但其他力不做功或代数和为零。
4、机械能守恒的判断和机械能守恒在生活中的应用
通过列举“跳伞运动”“篮球在空中的运动”“神舟六号返回舱”等模型练*机械能守恒的判断;通过“轻轨站台为什么有小小坡度”“过山车模型”分析生活中存在的机械能守恒,体现本节课的教学重点,巩固学生对机械能守恒适用条件的理解和掌握,培养学生对物理学*的能动性,潜移默化中使学生关心身边物理,关注科技发展。
从学生的学*情况来看,这部分内容的处理基本达到了教学设计的要求,学生能够判断一些简单情景中机械能是否守恒。
不足之处在于,所举的实例难以涵盖所有的情景,课堂时间有限,难以展开讲解。所以,在今后教学中,我应该注重基本方法和基本思路的形成,培养学生独立分析的能力。只有让学生掌握了最基本和最朴实的物理思想方法,才能以不变应万变,真正做到让学生举一反三,提高学*效率。
新课程标准要求学生在物理课的学*中不仅需要学到物理基础知识和实验技能,受到科学方法和科学思维的训练,受到科学态度和科学作风的熏陶,提高科学文化素质,而且需要体验科学探究过程,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情,为终身发展,形成科学的世界观和价值观打下基础。围绕这一原则,我们要积极的转变教学方式和学生的学*方式。
笔者所教学的《机械能守恒定律》的教学设计正是努力朝着这个方向做的。
一、变验证型实验为探究型实验
教材中本节课只是从理论上推导和应用机械能守恒定律,如果按照传统的教学方法,只注重知识的传授和应用,而忽视学生探究、体验的过程,难免“穿新鞋走老路”,也不符合一个科学结论得出的一般规律。所以我觉得把验证机械能守恒的实验改为探究性实验更符合一般的规律和新课程标准的要求。
二、恰当的设置了探究点
科学探究要求打破课堂时间的限制,充分发挥学生的创造性。但怎样把课堂教学和科学探究有机的结合起来,是我们教师面临的一个大课题。我们的课堂受时间、空间的限制,不可能各方面都探究,为探究而探究只能死路一条,所以恰当的设置探究点很重要,应该既要让学生完成知识的学*又要参与探究。首先,本节课我自始至终都是以问题为中心,引入、过渡、分析结论、课堂小结等都以问题的形式出现。我努力培养学生的问题意识,因为问题是学生探究的'起点。其次,探究的过程中我主要抓住了实验方案的设计、实验信息的收集与处理、学生实验的参与等几个环节。实验方案的设计能体现学生应用原有知识并且创新的能力,本节课学生就设计出了多种方案,有些已经打破了课堂、学校区域的限制,而这些正是新课标所要求的。学生的生活中有好多现象和事例需要学生去总结,培养学生这种关注生活、关爱大自然,搜集身边信息的意识也是我们的责任和要求。我觉得本节课在课堂上让学生自己设计表格、搜集整理实验信息是需要的和恰当的。学生在实验的过程中有穿不好纸带的,但有同学们在互相帮助中学会了,使不会的同学知道这是应用摩擦力的原理。我看在眼里喜在心里,这已经超越了老师的语言所提及的范畴,它无形中拓展了课堂的外延,这出乎意料的收获不正是我们所期望达到的效果吗?确实,组织好教学比单纯讲知识更重要。
一、教材分析
本节课主要通过实验来探讨化学反应过程中反应物总质量与生成物总质量之间的关系,开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。学生在实验探究基础上归纳出质量守恒定律,这是本节的重点,运用化学反应的实质解释和分析质量守恒定律,从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类和原子的数目没有增减,从而实现本节难点的突破。
二、教学目标
(一)教学目标的确定必须科学、简明,切合教材要求、切准学生实际,切实突出重点,体现全面性、综合性和发展性。为此,确定了以下教学目标:
1、知识与技能:学生通过实验测定知道质量守恒定律;利用多媒体课件演示理解质量守恒定律的原因。初步培养应用实验方法来定量研究问题和分析问题的能力,通过直观教学手段培养学生空间思维和抽象思维能力。
2、过程与方法:体会由感性到理性,由个别到一般的认识方法。
3、情感、态度、价值观:培养学生善于质疑的精神和严谨的科学态度。
(二)教学重点、难点及疑点
1、重点:理解质量守恒定律的涵义。
2、难点:质量守恒的原因及其应用。
3、疑点:联系实际,在应用中加深理解,如“蜡烛燃烧后完全消失;镁条燃烧质量增加”,以上反应符合质量守恒定律吗?
[教学设想]
1、教师演示实验;学生分组实验(学生实验分为二大组,每一大组分四小组,每一大组做不同实验)。通过不同的实验得出同样的结论,让学生知道由个别到一般的认识方法。同时也体验质量守恒的存在。
2、借肋多媒体教学,通过Flash动画模拟化学变化中分子化分成原子,原子再重新组合成新的分子的运动,从微观角度人性化地设计出化学反应的过程,从而把抽象的理论知识直观化,让学生更容易接受,丰富学生的想象力。
[实验准备]托盘天*、锥型瓶、烧杯、小试管、酒精灯;*、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、铁钉。
[教学媒体]多媒体,实物投影仪。
[课时安排]1课时
三、教学流程
这节课,我按“设置问题、创设情境——重视实验、体验探究——动画摸拟、突破难点——联系实践、学以致用——整合应用、反馈纠错”五个环节组织教学。
附:教学流程图
课题
提问
实验
演示实验
学生实验
分析讨论
实验结果
质量守
恒定律
结束
学生信息反馈
课堂练*
激发学生兴趣,
启发思维
利用动画解释质量守恒的原因
四、教学过程
依照教材的安排和特点,知识线索为:质量守恒定律的涵义→质量守恒定律的原因→质量守恒定律的应用。重点抓好以下几个环节:
(一)设置问题创设情境
问题引入:什么是化学反应?化学反应的本质特征是什么?那么在化学反应前后,各物质的质量总和是否发生变化呢?可能发生哪些变化?
学生分组讨论提出猜想:可能大于、等于或小于的关系。
设计意图:通过联系学生熟悉的问题情境,以吸引学生注意力,激发学生的探究兴趣。学生的自然兴趣是得高学生的内部动力。
(二)重视实验体验探究
[质量守恒定律的概念]这一部分内容是本节的重点,教师演示实验(*在空气中燃烧前后质量的测定)得出反应物的总质量等于生成物的总质量,这一结论是否具有普遍规律呢?学生通过做分组实验(铁与硫酸铜反应、氢氧化钠溶液与硫酸铜反应前后质量的测定)得出了同样的'结论,从而由学生总结出质量守恒定律。
设计意图:授课与实验同步教学,学生通过亲自动手实验,体验自己探究知识的乐趣;更加注重实验的操作和实践能力的培养,缩短探知的时间,降低学*的难度,同时使学生进一步认识化学实验的作用,因而有效地激发学生的创造性。
(三)动画摸拟突破难点
[质量守恒定律原因]设问:为什么在发生化学反应前后,各物质的质量总和相等呢?通过播放多媒体Flash动画,摸拟在*受热分解、磷与氧气燃烧、铁与硫酸铜反应中分子、原子的微观变化。学生小组讨论,进一步探究质量守恒的本质。结论:原子的种类、数目、质量都没有改变。
设计意图:Flash动画摸拟实验达到了一目了然的效果,对学生获得更真切的理解起着重要作用,让学生更加形象、生动、深刻地去认识质量守恒定律的实质。从而有助于培养学生的抽象思维和分析能力。
(四)联系实践学以致用
[质量实恒定律的应用]这一部分是本节的一个难点,教师设计一些符合生活常识性的问题,问题的设计用“学生摘苹果”做比喻,要让学生“摘着苹果”,而且是跳起来“摘着的”。学生也可以提出一些有疑问的化学现象,大家共同讨论,使学生真正会用质量守恒定律解释化学反应现象,以此培养学生善于质疑的精神和严谨的科学态度。
(五)整合应用反馈纠错
[反馈练*]:实物投影出示(略)
各位老师好:
今天我说课的内容是高一物理《动量守恒定律》,下面我将从以下五个方面进行详细汇报。
一、说教材
1、地位与作用
利用动量的观点解决物理问题是高中物理重要的解题方法之一,它被广泛的'应用在力学、热学、电学、光学及原子物理各章中,有很强的综合性。而动量守恒定律是自然界最重要的普遍规律之一,也是动量一章的核心内容。动量守恒定律与机械能、电学知识的综合应用,对训练学生思维、培养解题能力有很大作用。
在初中教材中没有涉及动量的概念,所以对高一学生来说动量守恒定律还是一个新知识。针对这种情况,教学中应注重对定律内容及适用条件的理解,帮助他们树立动量解题的观点,培养学生的分析、推理总结归纳能力,为综合能力的培养奠定基础。
基于以上分析,我确定本节如下教学目标:
2、教学目标的确立
教学大纲对动量守恒定律的要求是B级,本节教材内容包括守恒定律的导出和守恒条件的确定及对其适用的普遍性的理解。根据以上内容确定了本节的知识目标。
知识目标:
(1)理解动量守恒定律的内容及适用条件,会在具体问题中判断动量是否守恒,知道它是自然界中普遍适用的规律。
(2)知道沿同一直线相互作用的两物体的动量守恒定律的推导,进一步理解动量定理。
(3)初步学会用动量守恒定律解决简单问题。
守恒定律的得出是建立在实验验证和理论推导基础上的。在本节的教学中安排了气垫导轨实验和用动量定理、牛顿第三定律推导动量守恒定律。基于以上内容确定了本节的能力目标。
能力目标:
(1)使学生学会研究物理问题的基本方法,即实验探索法和理论推导论证法。
(2)培养学生利用旧知识获取新知识的能力。
(3)培养学生观察实验,总结物理规律的能力。
动量守恒定律是物体之间相互作用的规律,用动量建立起物体之间的普遍联系,较好的利用普遍联系的观点去解决物理问题,能够体现出学生良好的思维品质,因此我确立了本节的德育目标。
德育目标:
(1)帮助学生树立普遍联系的观点
(2)培养学生良好的思维品质
3、重点难点的确定:
动量守恒定律的得出,一方面通过理论来推导,另一方面通过实验来验证,而这恰恰是我们认识物理规律的两种基本方法。因此,守恒定律的得出应是本节课的重点,它不但可以培养学生实验推理能力,也能使学生学会科学的研究方法。
动量守恒定律虽然是自然界中一个重要的普遍规律,但它的应用也要具备一定条件,初学者往往对守恒条件判定不准而乱套公式出现错误,尤其是对内力远远大于外力,判定更感觉困难,因此,守恒条件的判定是本节课的难点。
二、说教学方法
本节讲的是新课,因此采取的主要方法是讲授法,另外,配合本节课教学内容,还采用了实验探索法、理论推导论证法、多媒体辅助教学法。通过启发式教学充分体现学生主体地位。利用气垫导轨实验,它即能直观反应动量守恒定律,同时也能使学生学会用实验探索物理规律的科学方法,在多媒体辅助教学中,通过运动过程的模拟和实际物体碰撞录像的播放,更能增加对动量实恒定律的感性认识,多种方法融为一体,使学生通过动脑、动口、动手、积极参与教学过程,最大限度的培养学生能力。
三、说学法指导
1、通过气垫导轨实验,教学生用实验探索物理规律的方法。
实验过程中应根据高一学生的认识和思维发展水*,注意根据研究的问题,确定观察的重点,培养学生进行有序观察。并对观察现象进行合理分析,整理归纳形成理性认识,完成认识上的飞跃。
2、教学生用已学理论推导新的物理规律的方法
通过动量定理和牛顿第三定律,来推导动量守恒定律就是教给学生这种方法,这种方法即可以训练学生思维,又可以培养学生归纳整理能力,在很多物理规律的研究中都采用了这种方法。
下面我来具体说一下教学过程:
四、说教学过程
1、引入
通过对动量定理内容的提问,巩固上一节课知识并通过它反映的是一个物体所受的外力冲量和动量变化的规律,提出问题,如果两个物体发生相互作用,它们的动量变化是怎样的呢?冰面上两个静止的小孩互推后,他们的动量都发生变化,他们的动量变化又满足什么样的规律呢?由一个物体动量变化引入到相互作用物体动量变化,创设物理情境,引出本节知识。
2、新课教学
在教学安排上,我没有完全按讲义的做法,由简单实验现象分析得出初步结论,然后再用理论推导,而是做了以下调整:首先是把粗糙的小车实验改为较精确的气垫导轨上两滑块相互作用实验,其次是采用了先用理论推导后再用实验验证的方式。
首先提出研究的问题:光滑水*面上两物块发生碰撞,它们总的动量是怎样变化的,由学生自己推导。由牛顿第三定律和动量定理推出它们前后总动量是相等的,然后实际真是这样吗?把学生的注意力引导到气垫导轨的碰撞实验来,这样即可以培养学生利用旧知识获取新知识的能力,又能通过理论结果,激发他们实验的兴趣。
实验分三种情况:
(1)两等质量静止滑块由中央弹片弹开。
(2)滑块以一定速度撞击另一静止滑块并粘到一起。
(3)两质量速度均不同的滑块碰后以不同速度运动。
从多种情况的分析,验证动量守恒定律
从理论推导到实验验证,既渗透了研究物理问题的基本方法,也有效的突出了本节课的重点。
知识内容的最后一部分就是动量守恒定律,守恒定律的内容通过前面的结论由学生自己总结,以便更好地培养学生的总结归纳能力。在守恒条件的教学上,教师应讲授好内力和外力的概念,在内力远远大于外力的问题上,应渗透理想化的观点以突破难点,在守恒定律普遍性的教学中,让学生们观看录像,其内容包括:台球的碰撞(正碰斜碰)、货车的结合、炸弹爆炸、火箭升空、微观粒子的碰撞,意图在于通过直观生动的画面加深对守恒定律的条件及其普遍性的认识,并激发学生的学*兴趣。
3、巩固练*:
分两部分:第一部分是守恒定律条件的判定,其中(1)、(2)小题是有关外力是否为零的问题,(3)是内力远远大于外力的问题,(4)题则是论证多个物体组成系统的动量是否守恒问题,逐层加深,强化对守恒条件的认识。
第二部分通过人跳离船后对船的速度方向及大小的分析,初步练*用动量守恒定律解题,为下一节动量守恒定律的应用做铺垫。
4、小结:由同学归纳本节主要内容
五、板书设计
一、说教材
本节课是义务教育课程标准人教版化学实验教科书九年级上册第五单元课题1《质量守恒定律》的第一课时,包括质量守恒定律的涵义、质量守恒的原因及其应用。
1、教材的地位和作用
质量守恒定律是初中化学的一个重要化学规律,是分析物质在化学反应中的质量关系的理论依据,它的应用贯穿于整个中学化学。本节教材在初中化学里有着承上启下的作用。在此之前,学生学*了元素符号、化学式、分子和原子的初步知识,对化学反应中物质发生了质的变化已经有了一定的认识。本节课的教学将引领学生对化学反应的认识开始了从“质”到“量”的过渡,也为之后化学方程式的书写和计算的教学构建了理论铺垫,所以本课内容不仅是本单元的一个重点,也是整个中学化学的教学重点之一。
2、教学目标
根据新课标的精神、教材的编写意图、本节的特点、初三学生的认知水*、心理特点,确定本课时教学目标为:
(1)知识与技能:
使学生理解质量守恒定律以及守恒的原因,学会运用质量守恒定律解释和解决一些化学现象和问题。
(2)过程与方法:
通过实验及分析,培养学生利用实验发现问题、探究问题的能力。
通过对化学反应实质与质量守恒原因的分析,培养学生的逻辑推理能力,使学生了解研究化学问题的基本思路。
(3)情感、态度、价值观:
通过探究学*,培养学生善于合作、勇于探索、严谨求实的科学态度。
对学生进行透过现象认识事物本质的辩证唯物主义教育。
3、教学重点、难点
教学重点:理解质量守恒定律的涵义
教学难点:如何引导学生通过实验探究得出结论,如何使学生理解质量守恒的原因,从而达到从定量角度理解化学反应。
4、对教材的改进
课本P88活动与探究的方案一操作要求较高:因为玻璃管灼热后既要迅速插入到锥形瓶中,又要恰好与瓶中的*接触,而且容易使学生产生这样的疑问:在插入过程中,瓶内外的气体是否发生了交换?为此,我作了如下调整:不用玻璃管引燃*,而用气球套紧瓶口,再将锥形瓶放在石棉网上加热至*自发燃烧完全。
课本方案二的操作容易给学生造成疑问,水分会不会蒸发,空气会不会溶解在液体中等。对此,我将小烧杯换成了锥形瓶,同样在瓶口套上一只气球,使学生看清反应前后瓶内外物质无交换,从而使实验操作过程更严密、更科学,可以得出令人信服的实验结论。
二、说教法
德国大教育家第斯多惠说:“科学知识是不应该传授给学生的,而应该引导学生去发现它们,独立地掌握它们。”在学*本节课内容之前,学生的化学知识和对于化学探究学*方法的了解都属于启蒙阶段,若探究过程不符合学生现有的认知水*和心理特点,过于放开或加大难度,不仅不能收到理想的探究效果,而且会挫伤学生参与探究性学*的.积极性。因此本节课我采用的是教师引导下的学生自主探究法和讨论法。
三、说学法
1.学情分析
(1)学生的知识状况:已了解了元素符号、化学式、化学反应的实质,初步掌握了一些简单的化学反应。
(2)学生的能力状况:初步掌握了简单的化学实验基本操作技能,而对化学探究学*方法的了解尚处于启蒙阶段。
(3)学生的心理状况:学生刚开始化学学*,情绪和心理都处于比较兴奋、好奇状态,我紧紧抓住这一点。
2.学法指导
(1)实验探究法:学会在科学探究中如何发现问题、分析问题、解决问题、获得知识、培养能力。
(2)合作学*法:通过合作探究,培养学生合作互助的团体意识。
正如德国大教育家第斯多惠说:“一个差的教师只会奉献,而好的教师则教给学生发现真理”。
四、说教学过程
1、教学流程设计如下:
2、教学过程:
(1)创设情境、引发问题
先由蜡烛燃烧,引出问题一“在化学反应中物质的质量会有什么变化呢?”接着介绍三位化学家对此进行的研究,并着重介绍拉瓦锡的研究实验原理。进而提出问题二“是否所有化学反应反应物质量总和都等于生成物质量总和呢?”提出两个探究实验①测定蜡烛燃烧前后的质量变化和探究实验②镁条在空气中燃烧前后的质量变化。学生在教师的指导下进行分组探究实验
设计意图:让学生在教师创设的问题情境中,去亲历实验并感悟质量变化的关系,这正是新课程所倡导的。
问题三“由此你对化学反应中物质的质量变化关系得到了哪些结论?”学生可能有三种猜想:①化学反应后总质量变小;②化学反应后总质量变大;③化学反应后总质量保持不变。“确实如此吗?”进入第二流程
(2)实验探究、引导发现
①确定探究内容
为了减少探究的盲目性,先引导学生确定探究内容。
探究实验一:*在空气中燃烧前后质量变化情况
探究实验二:铁钉和硫酸铜溶液反应前后质量变化情况
②设计实验方案
由于学生对这两个探究实验的化学反应原理都不了解,因而首先讲解其原理。然后向学生提供以下实验仪器和药品,让学生自主选择,分组设计探究实验方案。
③分组实验、分析讨论
实验仪器和药品:
探究实验一:天*、250mL锥形瓶、250mL烧杯、酒精灯、镊子、三角架、石棉网、气球、沙子、切好的*;
学生对探究实验一设计的方案可能主要有两种类型:主要区别在于反应容器是敞口还是封闭。学生对两种方案分别实验后发现,第一种方案的生成物质量变大;第二种方案的生成物质量不变。“究竟哪一种方案的结论正确?”让学生对方案展开评价。
设计意图:通过引发学生的思维冲突,激起学生强烈的探究欲望,既可强化其设计兴趣,又调动了学生主动思维。
经讨论得出:第一种方案有缺陷,因为没有考虑*燃烧后重新进入敞口容器的空气质量,所以得出生成物质量变大的结论是不准确的;第二种方案在密闭条件下进行,整个操作过程中容器内外没有物质的交换,实验过程严密科学,结论令人信服。
一、说教材
1.教材内容的地位和作用
在本节之前,学生已经学*了一些化学知识,知道了物质经过化学反应可以生成新的物质,但是并没有涉及到反应物与生成物质量之间的问题。而本节开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡,引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律,为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。以往一些学生不能正确书写化学方程式或进行有关计算,就是因为没有正确理解质量守恒定律,所以本节内容是第四章的基础,也将对全部初中化学乃至今后的化学学*起到至关重要的作用。
2.教学目标
教学目标的确定必须科学、简明,切合教材要求、切准学生实际,切实突出重点,体现全面性、综合性和发展性。为此,确定了以下教学目标:
(1)知识目标
①记住质量守恒定律的内容,能理解质量守恒定律的涵义,会运用质量守恒定律解释,解决一些化学现象和问题。
②学有余力的同学能对质量守恒定律的简单应用进行分类归纳。
(2)能力目标
①培养学生的实验操作能力、观察能力。
②培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力。
③初步了解自然科学研究的基本方法。
(3)情感目标
①树立透过现象认识事物的本质的辩证唯物主义观点。
②体验科学发现真理的途径和方法。
3.教学重点、难点
根据教学大纲、教材内容设置及对今后教学的影响,本节的教学重点为理解和运用质量守恒定律。这也是本节教学的难点。
二、说教法
根据教学目标的要求、教材和学生的特点,本节课我采用讲授法、谈话法、讨论法、实验法。
1.讲授法。它能在较短的时间内通过口头语言,简捷地传授化学知识信息。如上课之初,教师导出本节课所要学*的主题,提出所要达到的目标,这样便于学生明确探索方向,激发学*动机。
2.谈话法。就是教师根据学生已有的知识和经验,帮助学生发现问题,让学生基于以往的经验,依靠他们的认识能力、形成对问题的解释、提出他们对问题的假设的方法。如在本节中当学生发现“反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系”这个问题后,教师引导学生对自己发现的问题作出尽可能多的假设,教师不压抑学生思维,不管对或错,都不忙于作出结论,这样学生的思路会开阔,思维的火花会闪现。
3.讨论法。就是要教师根据教学内容设置问题、创设情境,组织协作学*、展开讨论和交流,让学生畅所欲言、各抒己见,通过师与生、生与生之间的“会话”,自己得出结论。在这个过程中每个学*者的想法都为整个学*群体共享,而且把学生之间的差异作为一种资源,大家互相帮助、互相鼓励,大家都在原有的基础上有所提高、有所发展,不断体验成功的喜悦。如在这节课的后面,教师提出:你认为在化学反应中,哪些项目(指标)不变?哪些项目(指标)改变了?哪些项目(指标)可能变也可能不变?先让学生进行独立思考,然后进行小组讨论,最后请一些同学作组际间交流,教师真心倾听、真心欣赏、真心关注每位发言的学生,但不作评论、引发学生更深层次地探索和思考,进而让学生你来我往、唇枪舌战,在一派“学术争鸣”的气氛中将问题引向深入,当争论进行到白热化程度,教师对学生的观点进行归纳和点评。
4.实验法。这是反映化学学科特点、学*化学知识的最有效途径。基本方法是让学生自己动手做实验或观察教师演示实验,边观察、边记录、边思考、边讨论,实现以观生趣、以趣激疑、以疑导思、以思求知、以知增能。如本节中,按探究性实验的程序即“发现问题——提出假设——设计实验——实验求证——得出结论”来组织教学,让学生分组进行实验、得出结论。这样学生通过在做实验、思考、分析、讨论和交流的基础上,逐步建立质量守恒定律,真正领会质量守恒定律的涵义,体验化学的再发现过程,学*科学家发现真理的途径和方法,砺练自己的智慧。
三、说学法
教学过程不仅需要教师的活动,而且需要学生的活动,只有把教师教的化和学生学的化融合在一起,才能保证教学化有一个完整的过程。学生的学*方法有:
1.实验法
学生动手测定反应前后物质的质量、强化学生的实验基本操作技能,逐步学会分析现象得出结论的方法,教师应注意以下四点的指导:
①重视探索性实验的选择与设计。
②在实验之始,要向学生提示观察角度。
③要重视引导学生对实验现象完整而准确地叙述。
④要不失时机地引导学生透过实验现象分析其化学本质。
2.多种感官协同法
就是需要调动多种感官同时并用,把耳听、眼看、脑想、手写等结合起来,共同完成学*任务。本节课中学生要阅读、思考、分析、讨论和交流,因此需要多种感官同时开通。教师应做好以下指导:
①指导正确使用教科书。
②指导学生正确听课。
③指导学生开展小组合作学*。
④指导学生做笔记。
四、说教学程序
这节课,我按“设置问题、创设情境——活动探索、建立模型——解释应用、拓展提高——交流收获、体验成功”四个环节组织教学。
1.设置问题、创设情境。
上课之初、我让学生写出铁在氧气中燃烧,氯酸钾受热分解的文字表达式,然后发问:反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系?此时学生被难住了,于是教师导出本节课所要学*的主题,提出所要达到的教学目标。这样,使学生在明确探索方面中激发学*动机。
2.活动探索、建立模型。
这一环节我采用探究性实验的程序来组织教学。
(1)提出假设。当学生发现“反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系”这个问题后,我引导学生对自己发现的问题作出尽可能多的假设:
①反应后物质的总质量可能增加;
②反应后物质的总质量可能减少;
③反应后物质的总质量可能不变;
④在某些反应中可能增加,在某些反应中可能减少,而在某些反应中可能不变。
(2)设计实验。在充分假设基础上,我说:同学们,让我们测一测几个化学反应前后物质的质量,会出现什么情况?然后说出将做的几个实验:
①*在空气中燃烧;
②NaOH溶液与CuSO4
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