資源簡介

2010年石家莊市高中物理
“套餐式”系列教研活動項目（之九）
---- 高中新課程教材解讀與分析 （人教版）
必修二模塊
第七章 機械能守恒定律
一、本章教材的整體把握
1.課程標準要求：
1.舉例說明功是能量變化的量度，理解功和功率。關心生活和生產中機械功率的大小及其意義。
2.通過實驗，探究恒力做功與物體動能變化的關系。理解動能和動能定理。用動能定理解釋生活和生產中的現象。
3.理解重力勢能。知道重力勢能的變化與重力做功的關系。
4.通過實驗，驗證機械能守恒定律。理解機械能守恒定律。用機械能守恒定律分析生活和生產中的有關問題。
5.了解自然界中存在多種形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然規律之一。
6.通過能量守恒以及能量轉化的方向性，認識提高效率的重要性。了解能源與人類生存和社會發展的關系，知道可持續發展的重大意義。
附：課程標準中部分行為動詞的界定
類型
水平
各水平的含義
所用的行為動詞
知識技能目標動詞
知
識
了解
再認或回憶知識；識別、辨認事實或證據；舉出例子；描述對象的基本特征
了解、知道、描述、說出、舉例說明、列舉、表述、識別、比較、簡述、對比
認識
位于“了解”與“理解”之間
認識
理解
把握內在邏輯關系；與已有知識建立聯系；進行解釋、推斷、區分、擴展；提供證據、收集整理信息等
闡述、解釋、估計、理解、計算、說明、分析、判斷、區分
應用
在新的情境中使用抽象的概念、原則；進行總結、推廣；建立不同情境下的合理聯系等
評估、使用、驗證、運用、掌握
技 能
獨立操作
獨立完成操作；進行調整或改進；嘗試與已有技能建立聯系等
測量、測定、操作、會、能、制作、設計
體驗性要求的目標動詞
經歷
從事相關活動，建立感性認知等
觀察、收集、調查、交流、討論、閱讀、嘗試、實驗、學習、探究、預測、考慮、經歷、體驗、參加、參觀、調查
反應
在經歷基礎上表達感受、態度和價值判斷；做出相應反應等
體會、關注、注意、關心、樂于、敢于、勇于、發展、保持
領悟
具有穩定態度、一致行為和個性化的價值觀念等
形成、養成、具有、領略、體會、思考
《標準》中有的行為動詞前加有“初步”、“大致”、“簡單”等詞，其對應的水平比原行為動詞的水平低。共三大類八個層次65個常用詞。
解讀：
第一條：對于“功”的概念既有知識技能目標要求，又有體驗性目標要求。關于“功是能量變化的量度”屬于知識技能目標中的“了解”層次。對于“功和功率”的概念屬于知識技能目標中的“理解”層次；對于“生活和生產中機械功率的大小及其意義。”屬于體驗性目標中的“反應”。 屬于本章的核心內容之一。可見，本節的教學核心內容為功和功率的概念，尤以功的概念為重。對于做功的條件，“做工”和“做功”的區別。恒力做功的不同解法要處理透徹。甚至一些特殊的變力做功（滑動摩擦力、向心力、和位移呈線性關系的力）的解法也要有所滲透。對于功率要使學生掌握機車的兩種啟動方式以及瞬時功率與平均功率的區別及不同求法（2009寧夏理綜17、21題均與此有關）。
第二條：對于“通過實驗，探究功與速度變化的關系”既有技能目標又有體驗性目標。實驗數據的處理方法，試驗方法的改進都屬于“獨立操作”的水平。利用圖像（數表軟件）處理數據在必修1中的幾個實驗中都用過，屬于“嘗試與已有技能建立聯系”；對于“動能”的概念和“動能定理”屬于知識目標中的“理解”層次；對于“動能定理”還有“應用”層次的要求。屬于本章的核心內容之一。因此，對于第6節《實驗 探究功和速度變化的關系》與第7節《動能 動能定理》應作為一個知識整體來把握，首先，通過學生實驗得到功與速度變化的關系，在此基礎上通過理論推導得出動能的概念和動能定理。對于第6節的實驗重在過程的體驗和實驗數據的處理，像變力做功的處理、單位長的確定。引導學生回顧以前的實驗以復習鞏固基本的探究原則（簡單——復雜）先探究正比、一次函數、二次方、三次方、反比等，使學生形成正確的思維習慣和科學素養。對于動能定理重在理解和應用。要把動能定理的特點，用它能夠解決的問題，輔之以典型例題講清講透，使學生能夠應用動能定理解決實際問題。從已進行新課改的省區的高考題看，這仍然是高考的重點內容。（2009寧夏理綜24題動能定理）
第三條：對于“重力勢能”的概念屬于知識目標中的“理解”層次；對于“重力勢能的變化與重力做功的關系”屬于“了解”的層次。雖然屬于了解的層次，但是，除了要知道相關的結論（重力做的功等于重力勢能的變化；重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加），不做過多的解釋外，還要會直接應用這些結論，以便得出重力勢能的概念。
第四條：對于“機械能守恒定律”屬于知識技能目標中的最高要求。既有實驗所對應的技能目標，又有“理解”和“應用”層次的要求。屬于本章的核心內容之一。對于機械能的守恒條件要講透徹，使學生會應用條件判斷機械能是否守恒。對于機械能守恒定律重在理解和應用。要把機械能守恒定律的特點，用它能夠解決的問題，輔之以典型例題講清講透，使學生能夠應用機械能守恒定律解決實際問題。從已進行新課改的省區的高考題看，這也仍然是高考的重點內容。（例如2009年山東理綜的22、24題均涉及機械能守恒及能量轉化）
第五條：對于“能量守恒定律”屬于知識目標中的“了解”層次。可以通過讓學生自己查閱資料，大量舉證，從而建立起能量守恒定律是自然界中的三大自然規律之一。對于能量守恒定律的應用最好有所涉及，尤其是機械能與內能的轉化。（2009山東理綜24題）
第六條：對于“能量轉化得方向性” 屬于知識目標中的“了解”層次；知道可持續發展的重大意義是一個中國公民的基本素養。可以通過讓學生自己查閱資料，舉出一些具有方向性的宏觀過程。從而達到培養公民基本素養的目的。關于宏觀過程的方向性問題在選修課1-2；3-3中還會進一步的學習。
二、.新舊教材的比較
新教材
舊教材
第一節追尋守恒量
第一節功
第二節功
第二節功率
第三節功率
第三節功和能
第四節重力勢能
第四節動能 動能定理
第五節探究彈性勢能的表達式
第五節重力勢能
第六節實驗：探究功和速度變化的關系
第六節機械能守恒定律
第七節動能和動能定理
第七節機械能守恒定律的應用
第八節機械能守恒定律
學生實驗：驗證機械能守恒定律
第九節實驗：驗證機械能守恒定律
第十節能量守恒定律與能源
說明：由上表不難看出：
1.新舊教材的變化明顯。變化體現在以下幾方面：（1）共有六節內容發生了變化：新教材新增了四節內容；刪減了舊教材中的兩節內容；（2）新教材增加了一個學生實驗，體現了新課標對實驗能力的重視；（3）新教材明顯的增加了探究的內容，尤其是理論探究，使學生逐漸掌握科學探究的方法（科學探究包括實驗探究和理論探究）；（4）新教材對動能定理的處理在舊教材理論推導的基礎上增加了實驗過程，體現了對過程的重視；（5）新教材調整了對功和能的概念的認知次序，還原了本來面目，舊教材以功為基礎來認識能；新教材以能為基礎來認識功；（6）新教材更強調了對“守恒”的觀念的建立；（7）新教材淡化了對知識的應用。但是從課程標準要求和其他省區的高考試題看，機械能守恒定律仍為“應用”層次。因此在實際教學過程中還應高度重視機械能守恒定律的應用；（8）新教材淡化了功能關系，沒有明確提出“功是能量轉化的量度”這一結論。但是建議在講能量守恒定律時還要將這一結論結合實例（重力做功與重力勢能的變化關系、探究彈性勢能的表達式、動能定理等）滲透進去。使學生建立起“不同的力做功對應不同的能量形式的轉化” 。為后續課程打下基礎（分子力做功對應分子勢能的變化；電場力做功對應于電勢能的變化；安培力做功對應于電能的轉化等）。
2.新舊教材的知識核心并沒有發生變化。新教材仍以功、功率、動能、重力勢能的概念和動能定理與機械能守恒定律為核心知識。它改變的是知識的呈現方式和對過程的重視。因此在實際教學中建議我們要一手抓新課程理念的落實，一手抓核心知識的掌握，兩手抓，兩手都要硬，不可偏廢。
三、本章在必修教材中的地位
首先，本章通過對功能關系的討論，完成對能量概念的更深入的認識。本章是高中階段物理學習的基礎內容之一（牛頓三定律、機械能守恒、動量守恒構成了經典力學的三大理論支柱），它既是力學問題的基礎和綜合，也是學習其他物理學知識的重要基礎。其次，“能量”是牛頓沒有留給我們的少數力學概念之一，究其原因是能量及其守恒的思想與牛頓力學研究思路有所不同（牛頓力學研究的是變化及變化的原因），能量及其守恒的思想從更抽象層次上反映了物質運動和相互作用的本質。因此本章是第一次從牛頓力學的的思路轉移到守恒的思路上來，學生的思維上有一個突變，同時守恒的思想又更抽象一些，所以學生接受起來更困難一些，因此在教學時一要慢，二要多舉實例（變抽象為形象）三要學生多動手體驗，以降低學生學習的困難。再次，本章第一次使學生系統的體驗了理論探究的過程（探究彈性勢能的表達式），做到了實驗探究（探究功與速度變化的關系）與理論探究并重。
四、本章教材的三維目標
新教材變舊教材只重一維目標（知識能力目標）為三維目標（知識與技能；過程與方法；情感、態度、價值觀）并重。通過我們的教學不僅讓學生掌握一定的知識，更要掌握獲取知識的科學方法。使我們的學生成為具有科學態度和正確價值觀的一代新人。在三維目標中知識與技能目標是基礎目標，為實現另兩維目標搭建平臺。另外無論將來的高考方案如何，另兩維目標的考核也必然以知識為載體進行。因此，在實際教學過程中必須重視知識與技能目標的達成，絕不能因為實施新課改而忽視了知識技能目標；當然也不能只顧知識與技能目標而忽視另兩維目標的實現。
本章的知識與技能目標為：功的概念的準確理解（做功的條件、功的正負、幾種典型力做功的解法等）；功率、動能、重力勢能的基本概念。動能定理和機械能守恒定律的理解和應用。體驗獲得動能定理和彈性勢能的探究過程。
在本章有兩個學生實驗和一節探究課；科學探究（含實驗探究與理論探究）正是學生獲取知識的科學方法，而一種科學方法的掌握是需要不斷重復的。也只有不斷重復才能成為學生的一種科學的思維習慣，進而升華為學生的科學精神。因此本章的過程與方法目標為：利用科學探究獲取知識。在教學過程中遵循引導學生體驗科學探究的環節。
附：
科學探究要素
對科學探究及物理實驗能力的基本要求
提出問題
能發現與物理學有關的問題
從物理學的角度較明確的表述這些問題
認識發現問題和提出問題的意義
猜想與假設
對解決問題的方式和問題的答案提出假設
對物理實驗結果進行預測
認識假設與猜想的重要性
制定計劃與設計實驗
知道實驗目的和已知條件，制定實驗方案
嘗試選擇試驗方法及所需要的裝置與器材
考慮實驗的變量及其控制方法
認識制定計劃的作用
進行試驗與收集證據
用多種方式收集數據
按說明書進行實驗操作，會使用基本的實驗儀器
如實記錄實驗數據，知道重復收集實驗數據的意義
具有安全操作的意識
認識科學收集實驗數據的重要性
分析與論證
對實驗數據進行分析處理
嘗試根據實驗現象和數據得出結論
對實驗結果進行解釋和描述
認識在實驗中進行分析論證是很重要的
評估
嘗試分析假設與實驗結果間的差異
注意探究活動中為解決的矛盾，發現新的問題
吸取經驗教訓，改進探究方案
認識評估的意義
交流與合作
能寫出實驗探究報告
在合作中注意即堅持原則又尊重他人
有合作精神
認識交流與合作的重要性
在高中階段進行科學探究，不在于“七要素”的完整性，因為一次完整的探究可能需要的時間較長，因此，每次探究實驗我們可以側重某一個或幾個要素，逐漸使學生掌握科學探究的“七要素”。
關于本章的情感態度價值觀的教學目標：重在科學精神的逐步形成和公民素質的養成。例如理論分析的科學性、邏輯的合理性、推理的嚴密性、實驗設計的科學性；實驗操作的規范性；實驗數據的真實性、實驗數據的正確處理以及可持續發展的理念等等。
五、初、高中銜接
高中
初中
能量：某一守恒量
能量：物體能夠對外做功
勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量
勢能：重力勢能和彈性勢能統稱為勢能
動能：物體由于運動而具有的能；有。定量
動能：物體由于運動而具有的能；無。定性。
重力勢能：勢能→重力勢能；與重力做功的關系；mgh。定量。
重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量形式；僅此而已。
功：位移；正負；總功
功：距離，有用功，額外功，機械效率
功率：比值；；額定功率、實際功率
功率：單位時間內做的功
彈性勢能：探究相關因素；不要求結論，重在理論探究的過程。
彈性勢能：由于形變具有的能量形式
動能定理
無
機械能守恒定律 無機械能的概念
無 有機械能的概念；滲透了守恒的觀念
能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變
能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變
方向性：宏觀過程
方向性：能量的轉移和轉化
六、課時安排
第1節 追尋守恒量 1課時
第2節 功 2課時
第3節 功率 1課時
第4節 重力勢能 1課時
第5節 探究彈性勢能的表達式 1課時
第6節 實驗 探究功和速度變化的關系 2課時
第7節 動能和動能定理 2課時
第8節 機械能守恒定律 2課時
第9節 驗證機械能守恒定律 2課時
第10節 能量守恒定律與能源 1課時
共計15課時比教材要求多了三課時。

展開更多......

收起↑