資源簡介

基于核心素養的教學評一體化教學設計
-----以“機械能轉化及其應用”教學為例
本節內容為上海科學技術出版社義務教育教科書物理(八年級全一冊)第十章功與機械能第4節 機械能轉化及其應用。內容要求和學業要求如下表：
內容 要求 知道動能、勢能和機械能。通過實驗，了解動能和勢能的相互轉化。舉 例說明機械能和其他形式能量的轉化。
學業 要求 物理觀念 建立能量的初步概念；知道動能、重力勢能的概念及影響它們大小的因 素；能用實例說明物體的動能和勢能；知道彈性勢能；知道機械能。
科學思維 1.利用控制變量法探究影響動能的因素，用轉換法把動能的大小轉換為 被撞物體移動的距離。2.利用控制變量法探究影響重力勢能的因素，用 轉換法把重力勢能的大小轉換為樁下陷的深度。
科學探究 在對機械的“學習理解”過程中，運用舉例子的方法列舉生活中關于機 械能的大量實例，加深對機械能的理解。
科學態度與 責任 理解能的概念，會從能量的角度分析問題，增強合理利用能源的意識。
— 教材分析
本節內容是學生第一次接觸能量的概念，比較抽象。教材首先從日常生活、生產當中列舉大量與 能量有關的例子，如：風推動帆船運動、張開的弓可以把箭射出去等等，從而得能量的概念：物體能 夠對其它的物體做功，就說該物體具有能量。又根據物體的狀態不同，將機械能分為動能、重力勢能、 彈性勢能。為了探究影響動能、重力勢能的因素，教材安排了兩個實驗，直觀形象的把研究的情形呈 現出來。
二學情分析
學生學習物理才將近一年的時間，對物理來自于生活又服務于生活沒有更深入的理解，所以在講 這一節時，要大量列舉生活中學生熟悉的例子，慢慢體會、分析、總結什么是物理學中的機械能。為 了讓學生用準確的語言來描述物理知識，老師要做好引導的作用。因為學生還不具備豐富的物理知識， 所以提出的問題應簡單、易答。師生互動，在輕松愉快的氛圍中完成本節課的學習。
三教學目標
1. 建立能量的初步概念：理解動能、重力勢能的概念及影響它們大小的因素：能用實例說明物體 的動能和勢能；知道彈性勢能；知道機械能及其單位。(物理觀念)
2.了解動能、勢能可以相互轉化，能用實例說明物體動能和勢能的轉化。(科學思維)
3.通過實驗培養學生的觀察、實驗能力和分析概括能力。培養學生用能量觀點分析問題的能力和 意識。 (科學探究)
4.會從能量的角度分析問題，增強合理利用能源的意識。(科學態度與責任)
四 教學重難點
教學重點：1.實驗探究動能大小跟哪些因素有關。
2.實驗探究重力勢能大小跟哪些因素有關。 3.理解轉換法、控制變量法
教學難點：1.能解釋有關動能和勢能之間相互轉化的現象。 2.對轉換法的理解
五教學任務分解
任務1:建立能量概念
任務2:建立動能概念和探究動能大小跟哪些因素有關
任務3:建立重力勢能概念和探究重力勢能大小跟哪些因素有關 任務4:建立彈性勢能概念
任務5:了解動能和勢能的相互轉化
六評價任務設計
(1) 能夠通過觀察物體的生活中實例找到共同點，完成任務1。
(2)能夠小組討論解決實驗中的問題，獨立完成實驗探究操作，嘗試分析數據得出實驗結論， 回答任務2的問題，完成任務2。
(3)能夠小組討論解決實驗中的問題，獨立完成實驗探究操作，嘗試分析數據得出實驗結論， 回答任務3的問題，完成任務3。
(4)能夠通過體驗活動猜想，完成任務4。
(5)經歷運用動能和勢能的相關知識解釋實際現象、生活問題的過程，完成任務5。
七教學活動
任務1:建立能量概念
創設問題情境：判斷物體是否做功。判斷行駛的汽車、高舉的重錘、張開的弓箭是否做功
圖 1 圖2 圖3
表1
問題設計 學習過程 達成素養目標
1.行駛的汽車、高舉的重錘、張開 觀察并思考，回答問題1。 觀察思考生活
的弓箭是否做功 歸納總結，回答問題2。 中具有能量的例子，
2.為什么能的單位和功的單位是 建立能量的初步概
一樣的呢 念。(物理觀念)
(1)教學建議：
通過觀察生活中具有能量的例子，進一步認識做功的兩個要素。分析歸納物體具有能量的特點， 提升觀察能力和歸納能力，進而為得出能量的概念提供依據。
(2)課堂評價建議：
①學生能否回答行駛的汽車、高舉的重錘、張開的弓箭是否做功
②學生能否理解物體做功的過程就是能的轉化過程
任務2:建立動能概念和探究動能的大小跟哪些因素有關
創設物理情境：學生判斷出行駛的汽車都可以對物體做功，都具有能量。教師從而引出動能，動 能的大小和哪些因素有關
圖 4
表2
問題設計 學習過程 達成素養目標
1.行駛的汽車撞擊其他汽車發生車 思考并回答問題1。 通過常見事例，
禍，同學們判斷行駛的汽車具有能量 了解動能。 (物理
嗎 觀念)
2.物體由于運動而具有的能叫動能。 利用控制變量
動能大小可能跟哪些因素有關呢 法探究影響動能的
同學們猜想 思考回答問題2。 因素，用轉換法把動 能的大小轉換為被
3.同學們能根據你們的猜想和老 撞物體移動的距離
師提供的實驗器材，設計實驗方案得 (科學思維)
出結論嗎
4.實驗過程中怎樣判斷小球的動 組內討論并探究實驗完成問題 通過實驗培養
能大小呢 3-5。 學生的觀察、實驗能
4.實驗過程中用了什么研究方法 力和分析概括能力。
5.你的小組實驗結論是什么呢 培養學生用能量觀
6拓展同樣道路，為什么不同大小的 點分析問題的能力
車輛限速不同 觀察思考并回答問題6。 和意識。(科學探究)
(1)教學建議：
①同學們根據猜想設計實驗方案，通過觀察實驗現象，球從高處靜止釋放后的推動電池移動的距 離，分析現象、歸納總結動能大小與速度和質量的關系。
②結合實例，拓展同樣道路，為什么不同大小的車輛限速不同
(2)課堂評價建議：
①能否通過實例，判斷物體是否具有能量
②能否根據生活實例，猜想出動能大小可能和哪些因素有關
③能否通過小組內交流討論設計出實驗方案并完成小組探究
④學生能否把學到的物理知識運用到生活中去
任務3:建立重力勢能和探究重力勢能大小跟哪些因素有關
創設物理情境：1.被舉高的重錘具有能量嗎 物體因為被舉高而具有的能叫重力勢能。2.模擬打 樁機打樁，想辦法把樁打進去 引導學生猜想重力勢能大小跟哪些因素有關3.演示實驗，得出結論(圖
6、7)
圖6
一
圖7
表3
問題設計 學習過程 達成素養目標
1.被舉高的重錘具有能量 思考，回答問題1-2。 通過常見事例，
2.模擬打樁機打樁，想辦法把樁打進 去 了解重力勢能。(物 理觀念)
3.猜想重力勢能大小可能跟哪些因 素有關呢 利用控制變量 法探究影響重力勢
4.同學們能根據你們的猜想和老師 提供的實驗器材，設計實驗方案嗎 觀察思考交流討論，回答問題 3-4。 能的因素，用轉換法 把重力勢能的大小
5.實驗過程中怎樣判斷重物重力 轉換為樁下陷的深
勢能大小呢 度。 (科學思維)
6.實驗過程中用了什么研究方法 通過實驗培養
你的小組實驗結論是什么呢 小組內交流討論，分組完成實驗 學生的觀察、實驗能
7.拓展 探究，并分析數據得出結論。 力和分析概括能力。 培養學生用能量觀 點分析問題的能力 和意識。(科學探究)
(1)教學建議：
①通過觀察實驗現象，重物從高處靜止釋放后樁在大米中凹陷程度，分析現象、歸納總結重力勢 能大小與質量和高低的關系。
②結合實例，反思拓展物體從一顆雞蛋從不同高度落下的危害程度，引導同學們不能高空拋物。
(2)課堂評價建議：
①能否判斷高舉的重錘除了動能外是否具有其他形式能量
②能否通過觀察并猜想出重力勢能跟哪些因素有關
③能否通過小組內交流討論設計出實驗方案并完成小組探究
④學生能否把學到的物理知識運用到生活中去。
任務4:建立彈性勢能概念
創設物理情境：張開的弓箭具有什么能
表 4
問題設計 學習過程 達成素養目標
彈性勢能大小和哪些因素有關 觀察思考完成問題 通過常見事例， 了解重力勢能。(物 理觀念)
(1)教學建議：
讓學生觀察拉弓射箭這一過程，引導學生分析彈性勢能和哪些因素有關并在生活中的應用，體現 了“從生活走向物理，從物理走向生活”這一課標理念。
(2)課堂評價建議：
能否猜想出彈性勢能與彈性形變有關 任務5:了解動能和勢能的相互轉化
創設問題情境：1.擺球實驗，小球從最高點到最低點到最高點過程中的能量變化情況。2. 自制水 車實驗，水從高處留下帶動水車轉動，能量的變化情況 3.玩具小飛機，能量的變化情況
表 5
問題設計 學習過程 達成素養目標
1.水從高處落下帶 動水車轉動，能量的 變化情況 2.玩具小飛機運動 的過程中，能量的變 化情況 3.蕩秋千的人從最 高點到最低點到最高 點過程中的能量變化 情況 4.你在生活中還想 到哪些機械能之間相 互轉化的例子呢 老師引導學生通過分析能量的變化。總結 出動能和勢能之間可以相互轉化 觀察并思考，完成1-3問題 思考并小組討論回答問題4 會從能量的角度 分析問題，增強合理 利用能源的意識。(科 學態度與責任) 根據同學們舉出的 例子分析機械能之間 的相互轉化
(1)教學建議：
①自制小水車重力勢能轉化為了動能。
②玩具小飛機彈性勢能轉化為了動能。
③老師可以通過分析蕩秋千的人在最高點到最低點的過程中，重力勢能減小，減小的重力勢能去 哪里了呢 來引導學生對能量的認識，增強合理利用能源的意識。
(2)課堂評價建議
①學生是否能分析出高處的水落下帶動水車轉動，重力勢能轉化為了動能；
②學生是否能分析出玩具小飛機彈性勢能轉化為了動能；
③學生是否能分析出小球最高點重力勢能大小；
④學生是否能分析出減少的重力勢能轉化為什么能。
八課后作業
1、拓展作業：
(1)地球的同步衛星在運動的過程中動能和勢能是怎樣相互轉化的
(2).飛機在加速起飛升空的過程，動能 :重力勢能 ;當在高空水平勻速飛行 時，若向某災區空投物資，動能 .重力勢能
(3).蹦蹦桿是小孩喜歡玩的一個游戲，其結構如圖。當小孩依靠自身重力落到最低點時，動 能 :彈簧被壓到最短，其彈性勢能 ;當小孩被反彈到最高點時，其重力勢能
2、基礎性作業：
3、體驗性作業：
利用課余時間，體驗家中生活區域的物體有哪些形式的能量可以相互轉化呢 進一步感受能量。

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