高中物理新课程理念下的探究式教学案例《追寻守恒量》

1、高中物理新课程理念下的探究式教学案例追寻守恒量课 题7、1追寻守恒量设计理念这节内容是一节探究性学习的内容，我们要通过这节课的教学，除了让学生了解动能、势能和能量概念及追寻守恒量的意义外，更重要的是让学生了解科学探究方法，体验科学探究的过程与快乐，从而培养学生观察水平、实验水平。通过这节实验探究课的教学使学生初步形成守恒的思想，重视自然界中守恒规律，为今后的学习和研究打下良好的基础。只有学生形成了守恒的思想，才能去理解守恒的规律，才能去重视和应用守恒规律解决实际问题。为此设计了本教学案例。课 型新授课课 时1课时课程目标知识与技能1：理解动能、势能和能量的概念及意义。2：能独立分析伽利略理想斜

2、面实验的能量转化与守恒关系。3：能分析生活中涉及能量转化与守恒的实例。过程与方法1：通过实验和多媒体演示，让学生体会科学研究的重要思想。2：通过学习，体会伽利略分析问题的精妙和学会分析事物本质的方法。情感态度与价值观1：通过学习，让学生了解守恒思想的重要性，并初步建立能量转过与守恒的观点。2：通过本节教学，进一步提升学生学好物理的兴趣。教学重点1：理解动能、势能的含义。2：对守恒思想的体会和对科学探究过程的体验。教学难点在动能和势能转化过程中体会能量守恒。教学方法教师实验、启发、引导、学生自主学习、讨论、交流教学手段笔记本电脑、投影仪、课件、铁架台、小球、细伐、滚摆、乒乓球教学过程设计双边活动

3、一：导入新课学生举例教师点评教师演示学生观察1：问题导入教师：正常的水表连在自来水管道中总表的读数应等于各分表读数的总和，这是为什么？若发现读数不相等了，你会怎么想？学生：因为水的总量不变，是守恒的。读数不相等了，可能是水管破裂漏水了。教师：化学中的反应方程式配平的依据是什么？学生：电子转移个数守恒。教师：以上两个例子中都存有着一种守恒关系，守恒思想能够指导我们的学习和生活实践。教师：请同学列举类似的实例学生：思考、讨论、交流2、实验导入如图所示：一个用细线悬挂的小球，从A点开始摆动，记住它向左能够达到最大高度，然后用把直尺在0点档住摆线，再看看小球能达到的高度。教师：这个实验现象说明了什么？

4、大家能够猜想小球在摆动过程中是否有“东西”是不变的？它是什么？通过这节课学习，我们就能理解这个实验现象。二：推动新课1、伽利略理想斜面实验课件展示1：投影展示伽利略理想斜面实验提出问题教师：在研究运动和力的关系时，伽利略曾用“理想斜面实验”说明小球在不受摩擦阻力条件下小球从斜面A上距地面h高处由静止滚下，又滚上斜面B上，且距地面高度也是h，同学们你是否能用已学过的知识证明呢？学生：能够，用牛顿定律和运动学知识证明。猜想教师：如果两斜面是曲面，情况又如何呢？你是否也能证明？学生：情况应该一样，能够用微元法证明，但很麻烦。教师：是的，用牛顿定律来研究这个问题，确实存有很大困难。那么我们现在就一起开

5、始寻找新的解决问题的方法吧。活动探究探究1：小球运动特点是什么？小球在斜面A上由静止从高到低小球高度持续减小，而速度持续增大，这说明什么？探究2、小球在斜面B上运动，位置持续升高，速度持续减小，这又说明什么问题？学生观察、交流、计论并总结学生1：小球凭借其位置而具有的物理量在持续减小，而因为运动而具有物理量在持续地增大。学生2：小球凭借其位置而具有的物理量在持续增大，而因为运动具有的物理量在持续地减小。课件展示2：将斜面B调整，使角减小，引导学生观察小球的运动情况。学生交流观察结果逐渐减小斜面B的倾角，小球仍在这个斜面上仍达到同一高度，但这时滚得远些。 教师：若将后一斜面放平，小球运动情况又将

6、怎么的呢？学生讨论、交流、大胆猜想小球好像“记得”自己的起始高度，或与高度相关的某个量，但又达不到原来的高度，所以永远滚下去。教师：小球好像是“有记忆”“有愿望”的小球。总有想回到原来高度的“愿望”，这种说法不是物理学语言。在物理学中，这个事实被说成是“有某一量是守恒的”2、物体的动能和势能教师：因为实际的斜面存有摩擦力，实际结果难以达到比较理想的水准，我们能够用类似实验来说明这个问题。演示实验：单摆实验和滚摆实验学生观察：讨论、交流学生：在最初的摆动中，小球左右摆高基本相同，即高度不变。课件展示3：单摆教师：小球在整个摆动过程中高度是变化的，速度是变化的，不能说高度守恒，速度守恒，那又是什么

7、“东西”守恒呢？课件展示4：秋千课件展示5：滚摆学生观察、讨论、交流学生：秋千、滚摆，在没有摩擦力和空气阻力时都能达到一定的高度。教师：实际生活中的问题理想化后确实存有某一物理量是守恒的。在物理学中，我们把以上这个事实说成是“有某一量是守恒的“并把这个守恒量叫能量或能。教师：伽利略的发现在今天我们看来就是我们初中学习过的能量转化与守恒的思想，其中与高度相关的那个物理量，称之势能，与速度相关那个物理量我们称之为动能，即相互作用的物体凭借其位置而具有的能叫势能。物体因为运动而具有的能叫动能。3、追寻守恒量的意义教师：现在请大家采用能量的概念，来描述伽利略理想斜面实验。学生：小球在斜面A上静止滚下，

8、小球的动能增大，势能减小。当小球继续沿斜面B滚上时动能减小，势能增加。当小球速度减为零时，小球相对桌面的高度又达到它在实验起始时的高度，其全部动能都转化成势能。教师：如果不采用能量的概念，我们也能够用以前的语言描述这个实验。我们能够说：为了提升小球，伽利略施加了与重力相反的力；当他释放小球时，重力使小球滚下斜面A，在斜面的底部，小球因为惯性而滚上斜面B。请同学们想一想，这样描述不能表达一个什么最重要的事实？学生：如果空气阻力和摩擦小到能够忽略，小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度，决不会更高一点，也决不会更低一点这个重要事实。教师：这说明某种“东西”在小球运动过程中是不变的，这个“东西”就

9、是能量。引入能量的概念是物理学发展中追寻守恒量的一个重要事例，伽利略的斜面实验使人们理解到引入能量概念的重要性，同时也提出了值得思考的问题，势能和动能如何定量地量度？势能和动能的转化是怎样实行的？转化的原因是什么？这些问题我们将在后几节会学到。多媒体展示学生证明教师展示成果教师提问学生思考多媒体展示学生交流成果学生猜想老师实验学生观察多媒体展示学生回顾教师总结三、课堂小结这节课我们学习了动能、势能和能量的概念及追寻守恒量的意义，了解了伽利略理想斜面实验，体验了科学探究过程，希望同学们带着守恒思想、认真学好物理。最后我们用德国物理学家、诺贝尔物理学奖获得者劳厄的一段话结束本节课：物理学的任务是发

10、现普遍的自然规律。因为这样的规律的最简单的形式之一表现为某种物理量的不变性，所以对于守恒量的寻求不但是合理的，而且也是极为重要的研究方向。四、布置作业：课本P50问题与练习板书设计追寻守恒量（一）伽利略理想斜面实验（二）物体的动能与势能1、动能-物体因为运动而具有的能量。2、势能-相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。（三）追寻守恒量的意义1、可行性-物质在运动变化过程中存有守恒量2、重要性-物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律教学反思“追寻守恒量”这节课是新教材课中新增内容、内容很少，平时教学中很容易被教师和学生忽视，认为没有什么可讲，我本人认为这节内容的教学恰恰十分重要。1：通过本节课的教学让学生再次体会了探究的过程和方法，为我们今后的教学和学习提供了一种重要方法。2：通过学生的亲自实验和学习，了解自然界的一个重要的守恒规律，这种守恒思想也是一种信念它