資源簡(jiǎn)介

“機(jī)械功”課堂教學(xué)改進(jìn)
案例背景
機(jī)械功這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，是比較抽象的概念，從知識(shí)的學(xué)習(xí)性質(zhì)來(lái)說(shuō)，是屬于形成性的概念，是今后學(xué)習(xí)功率、電流做功及電功率的基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生不但要理解機(jī)械功的概念，能利用功的兩個(gè)必要因素判斷力對(duì)物體是否做功，而且能用功的公式計(jì)算力對(duì)物體所做的功。
在機(jī)械功的學(xué)習(xí)中同學(xué)們經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些疑惑，如：一位旅客手提200牛的行李，從機(jī)場(chǎng)大廳沿水平方向步行50米，旅客對(duì)手中的行李是否做功？這位旅客手提行李乘坐轎廂式電梯從1樓到20樓的過(guò)程中，對(duì)手中的行李是否做功？手槍子彈推力600N，槍膛長(zhǎng)10cm，子彈飛行120m，求槍對(duì)子彈做的功？學(xué)生在計(jì)算或回答類似上述問(wèn)題時(shí)，不能很好的利用做功的兩個(gè)要素來(lái)進(jìn)行判斷，計(jì)算時(shí)往往帶入錯(cuò)誤的已知量，從而得出錯(cuò)誤結(jié)論。存在這類問(wèn)題的原因，就是學(xué)生還沒(méi)有真正理解機(jī)械功這一概念的本質(zhì)。
常規(guī)教學(xué)就是教師先舉幾個(gè)生活中的例子，告知學(xué)生在物理學(xué)中物體在力的作用下沿力的方向移動(dòng)了一段距離，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功，然后才強(qiáng)調(diào)做功的兩個(gè)要素，再直接給出機(jī)械功的計(jì)算公式，講解例題，接下來(lái)就是對(duì)學(xué)生的大量訓(xùn)練。學(xué)生只是被動(dòng)的接受老師強(qiáng)加的知識(shí)，沒(méi)有通過(guò)有效途徑將機(jī)械功的概念、計(jì)算公式真正消化，變成與自己原有知識(shí)體系相結(jié)合的一部分。
既然機(jī)械功屬于形成性概念，那么概念的形成過(guò)程則不可忽視，于是我作了一下改進(jìn)，先通過(guò)所設(shè)置的情境，讓學(xué)生自己得出做功的兩個(gè)要素，建立機(jī)械功的概念，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己得出機(jī)械功的計(jì)算公式。
下面是“機(jī)械功”教學(xué)的一段實(shí)錄。
案例情景
（一）、教學(xué)準(zhǔn)備
啞鈴，小車，木板組成的斜面（可調(diào)節(jié)斜面的坡度），彈簧秤，刻度尺，細(xì)繩，實(shí)物投影，多媒體課件，實(shí)驗(yàn)記錄表等。
（二）、創(chuàng)設(shè)情境，引入機(jī)械功，歸納做功的二個(gè)要素21世紀(jì)教育網(wǎng)
1、引入機(jī)械功
師：建筑工地實(shí)行多勞多得的分配制度。有甲、乙兩名搬運(yùn)工人，甲力氣大，一次搬運(yùn)20塊磚運(yùn)往3樓；乙腿腳快，一次搬運(yùn)15塊磚運(yùn)往4樓，每塊磚5牛，每層樓高3米，他們每天搬運(yùn)的次數(shù)相同，如果你是建筑工地老板，會(huì)分別付給他們多少工資？
學(xué)生1：給工人甲多發(fā)工資，因?yàn)榧壮隽Χ唷?br/>學(xué)生2：給工人乙多發(fā)工資，因?yàn)橐疑系臉菍痈摺?br/>學(xué)生3：不能確定，因?yàn)椋弘m然甲用力大，但上的樓層低；乙用力小，可是上的樓層高。
同學(xué)們經(jīng)過(guò)一陣熱烈地討論，一致認(rèn)為學(xué)生3的分析的較全面，也就是說(shuō)，學(xué)生遇到了需要解決的問(wèn)題，教師適時(shí)將機(jī)械功這一物理量引入。
2、歸納做功的二個(gè)要素
師：在漢語(yǔ)詞典中“功”有：功勞、技術(shù)、成效三個(gè)含義，物理學(xué)中的“功”是指“成效”的意思，即：力對(duì)物體的移動(dòng)的這段距離的成效。
設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)：請(qǐng)一位同學(xué)手托啞鈴向上舉起，另一位同學(xué)手托啞鈴沿水平方向移動(dòng)一段距離，利用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生分析啞鈴所受的豎直向上的力，與啞鈴移動(dòng)的距離的關(guān)系，學(xué)生判斷：當(dāng)手托啞鈴向上舉起時(shí)，人給啞鈴的豎直向上的力對(duì)啞鈴豎直向上移動(dòng)的距離是有成效的，當(dāng)手托啞鈴沿水平方向移動(dòng)時(shí)，人給啞鈴的豎直向上的力對(duì)啞鈴水平移動(dòng)的距離無(wú)成效， 即：人給啞鈴的豎直向上的力與啞鈴水平移動(dòng)的距離無(wú)關(guān)，在此基礎(chǔ)上學(xué)生總結(jié)出做功的二個(gè)要素：作用在物體上的力，物體沿力的方向上移動(dòng)的距離。并通過(guò)一組變式訓(xùn)練題目，如：判斷起重機(jī)將貨物吊到某一高度是否做功？起重機(jī)吊起貨物后在水平方向移動(dòng)時(shí)是否做功？小球在光滑的水平面上滾動(dòng)時(shí)，有沒(méi)有力對(duì)它做功？運(yùn)動(dòng)員將足球踢出后，足球在空中飛出20米，運(yùn)動(dòng)員是否對(duì)足球做功？幫助學(xué)生利用做功的二個(gè)要素判斷力是否對(duì)物體做功，鞏固做功的二個(gè)要素。
（三）、探究功的大小，明確功的概念
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演示實(shí)驗(yàn)：
器材：
小車，木板組成的斜面（可調(diào)節(jié)斜面的坡度），彈簧秤，刻度尺，細(xì)繩，實(shí)物投影，實(shí)驗(yàn)記錄表等。[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)]
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：
如上圖所示，用彈簧秤拉著小車分別沿豎直方向S1、傾斜角度不同的斜面S2、S3勻速運(yùn)動(dòng)到同一高度，在已設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表格（表1）中，記錄小車沿力的方向移動(dòng)的距離S1、S2、S3；及彈簧秤施加的力F1、F2、F3。
表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
拉力F（N）
沿力的方向移動(dòng)的距離S（m）
1
1.0
0.30
2
0.7
0.42
3
0.5
0.60
實(shí)驗(yàn)分析：
教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在三次實(shí)驗(yàn)中，雖然小車受到的拉力大小不同，沿力的力方向移動(dòng)的距離也不同，但力使小車在豎直方向上移動(dòng)的距離是相同的，當(dāng)忽略摩擦力的影響時(shí)，F(xiàn)1、F2、F3三個(gè)力對(duì)小車做的功應(yīng)該是相等的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
同學(xué)們進(jìn)行小組討論，分析每次實(shí)驗(yàn)小車受到的拉力與小車沿力的方向移動(dòng)的距離之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者的乘積是相等的，于是大膽提出機(jī)械功等于作用在物體上的力和物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積，得出機(jī)械功的計(jì)算公式：W=FS，并建議老師為表格增加第四列，如表2：
表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表（改進(jìn)）
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
拉力F（N）
沿力的方向移動(dòng)的距離S（m）
拉力*沿力的方向移動(dòng)的距離F*S（N·M）
1
1.0[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)]
0.30
0.30
2
0.7
0.42
0.294
3
0.5
0.60
0.30
由學(xué)生用上述得到的機(jī)械功的計(jì)算公式：W=FS，完成引入課題的計(jì)算，幫助建筑工地的老板合理的為甲、乙工人發(fā)放工資。學(xué)以致用，同學(xué)們?cè)谕瓿稍擁?xiàng)任務(wù)時(shí)，態(tài)度認(rèn)真而積極。
在課程結(jié)束前，利用5分鐘時(shí)間進(jìn)行了課堂反饋測(cè)試，內(nèi)容如下：
手槍子彈推力600N，槍膛長(zhǎng)10cm，子彈飛行120m，求槍對(duì)子彈 做的功？
用100牛的拉力拉著重500牛的小車沿水平方向前進(jìn)了10米，求人對(duì)物體所做的功？
學(xué)生的答題的正確率達(dá)到了95.4%。
教學(xué)反思
重視導(dǎo)入：[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)]
首先從生活實(shí)例體現(xiàn)引入機(jī)械功——這一物理量的必要性，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在情感上愿意主動(dòng)探究新問(wèn)題。
重視概念形成過(guò)程：
從“功”字面的含義入手，激發(fā)學(xué)生的好奇心以期有效導(dǎo)入，使學(xué)生一開始就能形成一個(gè)較模糊的功的概念。通過(guò)所設(shè)計(jì)的學(xué)生活動(dòng)，及活動(dòng)分析，將抽象的做功問(wèn)題變?yōu)楹?jiǎn)單具體的力對(duì)物體移動(dòng)距離的成效問(wèn)題，使每個(gè)學(xué)生都能參與其中進(jìn)行判斷，從而由學(xué)生自己得出做功的二個(gè)要素。通過(guò)使抽象的概念直觀化，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。
通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的分析，讓學(xué)生自己歸納得出功的概念和計(jì)算公式，使其真正理解了機(jī)械功的本質(zhì)，在教學(xué)中重視知識(shí)形成過(guò)程，即提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力，又讓學(xué)生體會(huì)了學(xué)習(xí)物理的方法 。
重視變式訓(xùn)練：
通過(guò)二組變式訓(xùn)練題目，即鞏固了所學(xué)基本知識(shí)，又讓學(xué)生學(xué)會(huì)了應(yīng)用，同時(shí)也是教學(xué)效果的反饋手段。
教學(xué)評(píng)價(jià)
本節(jié)課是新區(qū)第二教育署的一節(jié)區(qū)公開課，本著重視概念形成過(guò)程的態(tài)度，對(duì)以往的教學(xué)進(jìn)行了大膽的改進(jìn)，改進(jìn)后的課堂教學(xué)具備以下優(yōu)點(diǎn)，改變學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的角色為主動(dòng)探究、參與知識(shí)形成過(guò)程的主體；提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析、歸納能力，利用學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)將抽象的知識(shí)變?yōu)楹?jiǎn)單具體的問(wèn)題，多媒體手段及方法明確，恰當(dāng)?shù)嘏c課堂實(shí)際相聯(lián)系。

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