《能量守恒定律》教案一等奖
1、《能量守恒定律》教案一等奖
从容说课
本节课的设计,教材继续沿用了前几节的课程模式,先由生活中的实例引出研究问题,然后用实验加以证实,让学生接受这个物理事实。接着再从理论上推导、证明,从而得出结论。
这节课教材是从生活中骑自行车上坡的实例入手,引出动能和重力势能在此过程中是在相互转化的。接着通过实验来证实这个转化过程中的守恒结论。最后提出了自然界中最普遍、最基本的规律之一能量转化和守恒定律。
机械能守恒定律是能量守恒定律的一个特例,要使学生对定律的得出、含义、适用条件有一个明确的认识,这是能够用该定律解决力学问题的基础。
各种不同形式的能相互转化和守恒的规律,贯穿在整个物理学中,是物理学的基本规律之一。能量守恒定律是学习各种不同形式的能量转化规律的起点,也是运动学和动力学知识的进一步综合和展开的重要基础。所以这一节知识是本章重要的一节。
机械能守恒定律是本章教学的重点内容,本节教学的重点是使学生掌握物体系统机械能守恒的条件;能够正确分析物体系统所具有的机械能。
分析物体系统所具有的机械能,尤其是分析、判断物体所具有的重力势能,是本节学习的难点之一。在教学中应让学生认识到,物体重力势能大小与所选取的参考平面(零势面)有关;而重力势能的变化量是与所选取的参考平面无关的。在讨论物体系统的机械能时,应先确定参考平面。
教学重点
1。理解机械能守恒定律的内容;
2。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;
3。理解能量转化和守恒定律。
教学难点
1。从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件;
2。能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒。
教具准备
自制投影片、CAI课件、重物、电磁打点计时器以及纸带、复写纸片、低压电源及两根导线、铁架台和铁夹、刻度尺、小夹子。
课时安排
1课时
三维目标
一、知识与技能
1。知道什么是机械能,知道物体的动能和势能可以相互转化;
2。理解机械能守恒定律的内容;
3。在具体问题中,能判定机械能是否守恒,并能列出机械能守恒的方程式;
4。理解能量守恒定律,能列举、分析生活中能量转化和守恒的例子。
二、过程与方法
1。初步学会从能量转化和守恒的观点解释现象、分析问题;
2。通过用纸带与打点计时器来验证机械能守恒定律,体验验证过程和物理学的研究方法。
三、情感态度与价值观
1。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;
2。通过实验验证,体会学习的快乐,激发学习的兴趣;通过亲身实践,树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。培养学生的观察和实践能力,培养学生实事求是的科学态度。
教学过程
导入新课
[实验演示]
动能与势能的相互转化
教师活动:演示实验1:如下图,用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。
把一个小球用细线悬挂起来,把小球拉到一定高度的A点,然后放开,小球在摆动过程中,重力势能和动能相互转化。我们看到,小球可以摆到跟A点等高的C点,如图甲。
如果用尺子在某一点挡住细线,小球虽然不能摆到C点,但摆到另一侧时,也能达到跟A点相同的高度,如图乙。
问题:这个小实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个小实验说明了什么?
学生活动:观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。
小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有重力对小球做功。
实验表明,小球在摆动过程中重力势能和动能在不断转化。在摆动过程中,小球总能回到原来的高度。可见,重力势能和动能的总和,即机械能应该保持不变。
教师活动:演示实验2:如图,水平方向的弹簧振子。
用弹簧振子演示动能和弹性势能的相互转化。
问题:这个实验中,小球的受力情况如何?各个力的做功情况如何?这个实验说明了什么?
学生活动:观察演示实验,思考问题,选出代表发表见解。
小球在往复运动过程中,竖直方向上受重力和杆的支持力作用,水平方向上受弹力作用。重力、支持力和速度方向总垂直,对小球不做功;只有弹簧的弹力对小球做功。
实验表明,小球在往复运动过程中弹性势能和动能在不断转化。小球在往复运动过程中总能回到原来的位置,可见,弹性势能和动能的总和,即机械能应该保持不变。
教师活动:总结、过渡:
通过上述分析,我们得到动能和势能之间可以相互转化,那么在动能和势能的转化过程中,动能和势能的和是否真的保持不变?下面我们就用实验来探索这个问题。
推进新课
一、机械能的转化和守恒的实验探索
在学生开始做实验之前,老师应强调如下几个问题:
1。该实验中选取被打点纸带应注意两点:一是第一点O为计时起点,O点的速度应为零。怎样判别呢?
2。是否需要测量重物的质量?
3。在架设打点计时器时应注意什么?为什么?
4。实验时,接通电源和释放纸带的顺序怎样?为什么?
5。测量下落高度时,某同学认为都必须从起始点算起,不能弄错。他的看法正确吗?为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好,还是近些好?
学生活动:思考老师的问题,讨论、交流,选出代表发表见解。
1。因为打点计时器每隔0。02 s打点一次,在最初的0。02 s内物体下落距离应为0。002 m,所以应从几条纸带中选择第一、二两点间距离接近2 mm的纸带进行测量;二是在纸带上所选的点就是连续相邻的点,每相邻两点时间间隔t=0。02 s。
2。因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值,所以不必测量物体的质量 m,而只需验证 就行了。
3。打点计时器要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直平面内,以尽量减少重物带着纸带下落时所受到的阻力作用。
4。必须先接通电源,让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落。
5。这个同学的看法是正确的。为了减小测量 h值的相对误差,选取的各个计数点要离起始点适当远些好。
教师活动:听取学生汇报,点评,帮助学生解决困难。
学生活动:学生进行分组实验。
数据处理:
明确本实验中要解决的问题即研究动能与重力势能的转化与守恒。
在右图中,质量为m的物体从O点自由下落,以地面作零势能面,下落过程中任意两点A和B的机械能分别为:
如果忽略空气阻力,物体下落过程中如果动能的改变量等于势能的改变量,于是有Ea=Eb,即上式亦可写成该式左边表示物体由A到B过程中动能的增加,右边表示物体由A到B过程中重力势能的减少。
如果实验证明等式成立,说明物体重力势能的减少等于动能的增加。为了方便,可以直接从开始下落的O点至任意一点(上图中A点)来进行研究,这时应有: 。式中h是物体从O点下落至A点的高度,vA是物体在A点的瞬时速度。
1。如何求出A点的瞬时速度vA?
根据做匀加速运动的物体在某一段时间t内的平均速度等于该时间中间时刻的瞬时速度可求出A点的瞬时速度vA。
右图是竖直纸带由下而上实际打点后的情况。从O点开始依次取点1、2、3……图中s1、s2、s3……分别为0~2点,1~3点,2~4点……各段间的距离。根据公式 ,t=2×0。02 s(纸带上任意两个相邻的点间所表示的时间都是0。02 s),可求出各段的平均速度。这些平均速度就等于1、2、3……各点相对应的瞬时速度v1、v2、v3……例如:
量出0~2点间距离s1,则在这段时间里的平均速度 ,这就是点1处的瞬时速度v1,以此类推可求出点2、3……处的`瞬时速度v2、v3……
2。如何确定重物下落的高度?
上图中h1、h2、h3……分别为纸带从O点下落的高度。
根据以上数值可以计算出任意点的重力势能和动能,从而验证动能与重力势能的转化和守恒。
二、机械能守恒定律
机械能守恒定律的推导:
教师活动:[多媒体展示下列物理情景]
在自由落体运动中机械能守恒
一个质量为m的物体自由下落,经过高度为h1的A点(初位置)时速度为v1,下落到高度为h2的B点(末位置)时速度为v2。
学生活动:思考并证明
如右图所示,设一个质量为m的物体自由下落,经过高度为h1的A点(初位置)时速度为v1,下落到高度为h2的B点(末位置)时速度为v2。在自由落体运动中,物体只受重力G=mg的作用,重力做正功。设重力所做的功为WG,则由动能定理可得
①上式表示,重力所做的功等于动能的增量。另一方面,由重力做功与重力势能的关系知道,WG=mgh1-mgh2
②上式表示,重力所做的功等于重力势能的减少。由①式和②式可得③
小结:在自由落体运动中,重力做了多少功,就有多少重力势能转化为等量的动能,移项后可得
或者Ek1+Ep1=Ek2+Ep2④
上式表示,在自由落体运动中,动能和重力势能之和即总的机械能保持不变。
【教师精讲】
上述结论不仅对自由落体运动是正确的,可以证明,在只有重力做功的情形下,不论物体做直线运动还是曲线运动,上述结论都是正确的。
所谓只有重力做功,是指:物体只受重力,不受其他的力,如自由落体运动和其他方向运动;或者除重力外还受其他的力,但其他力不做功,如物体沿光滑斜面的运动。
在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
这个结论叫做机械能守恒定律,它是力学中的一条重要定律,是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。
不仅重力势能和动能可以相互转化,弹性势能和动能也可以相互转化。放开被压缩的弹簧,可以把跟它接触的小球弹出去,这时弹簧的弹力做功,弹簧的弹性势能转化为小球的动能。在弹性势能和动能的相互转化中,如果只有弹力做功,动能和弹性势能之和保持不变,即机械能守恒。
【方法引导】
解决某些力学问题,从能量的观点来分析,应用机械能守恒定律求解,往往比较方便。应用机械能守恒定律解决力学问题,要分析物体的受力情况。在动能和重力势能的相互转化中,如果只有重力做功,就可以应用机械能守恒定律求解。
【例题剖析】
(一)机械能守恒条件的判断
[例1]下列关于机械能是否守恒的叙述正确的是( )
A。做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B。做匀变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C。合外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
D。只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒
解析:
A。做匀速直线运动的物体,除了重力做功外,可能还有其他力做功,如降落伞在空中匀速下降时,除了重力做功外,空气阻力也对降落伞做功,所以机械能不守恒,不选。
B。做匀变速直线运动的物体可能只受重力且只有重力做功,如自由落体运动,物体机械能守恒,应选。
C。如降落伞在空中匀速下降时合外力为零,合外力对物体做功为零,除重力做功外,空气阻力也做功,所以机械能不守恒,不选。
D。符合机械能守恒的条件,应选。
可见,对物体进行受力分析,确定各力做功情况是判定机械能是否守恒的一般程序。
[例2]如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( )
A。物体的重力势能减少,动能增大
B。物体的重力势能完全转化为物体的动能
C。物体的机械能减少
D。物体和斜面体组成的系统机械能守恒
解析:由于斜面体放在光滑斜面上,当物体沿斜面下滑时,物体实际位移方向和物体所受支持力的方向不垂直,所以支持力对物体做了功(负功),物体的机械能不守恒,物体的机械能减少了,物体对斜面体的压力对斜面体做了功(正功),斜面体的机械能增加了,斜面体的机械能也不守恒。
对物体和斜面体组成的系统,斜面体和物体之间的弹力是内力,对系统做功的代数和为零,即不消耗机械能。在物体和斜面体的运动过程中只有重力做功,所以系统的机械能守恒。
物体在下滑过程中重力势能减少,一部分转化为物体的动能,另一部分则转化为斜面体的动能。
所以本题选ACD。
(二)机械能守恒定律的应用
[例3] 一个物体从光滑斜面顶端由静止开始滑下(如图),斜面高1 m,长2 m。不计空气阻力,物体滑到斜面底端的速度是多大?
物体沿光滑斜面下滑时机械能守恒
分析:斜面是光滑的,不计摩擦,又不计空气阻力,物体所受的力有重力和斜面的支持力,支持力与物体的运动方向垂直,不做功。物体在下滑过程中只有重力做功,所以可用机械能守恒定律求解。
解析:题中没有给出物体的质量,可设物体的质量为m。物体在开始下滑到达斜面底端时的速度为v,则有Ep2=0, ,末状态的机械能 。此时,Ep1=mgh,Ek1=0,初状态的机械能Ek1+Ep1=mgh。
根据机械能守恒定律有
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
所以 。
【方法引导】
这个问题也可以应用牛顿第二定律和运动学公式求解,但是应用机械能守恒定律求解,在思路和步骤上比较简单。在这个例题中,如果把斜面换成光滑的曲面(如图),同样可以应用机械能守恒定律求解,要直接用牛顿第二定律求解,由于物体在斜面上所受的力是变力,处理起来就困难得多。
物体沿光滑曲面下滑时机械能守恒
[例4]把一个小球用细绳悬挂起来,就成为一个摆。摆长为L,最大偏角为θ。小球运动到最低位置时的速度是多大?
分析:小球受两个力:重力和悬线的拉力。悬线的拉力始终垂直于小球的运动方向,不做功。小球在摆动过程中,只有重力做功,所以可用机械能守恒定律求解。
解析:选择小球在最低位置时所在的水平面为参考平面。小球在最高点时为初状态,初状态的动能Ek1=0,重力势能Ep1=mg(L-Lcosθ),机械能Ek1+Ep1=mg(L-Lcosθ)。小球在最低点时为末状态,末状态的动能 ,重力势能Ep2=0,末状态的机械能为 。
根据机械能守恒定律有
Ek2+Ep2=Ek1+Ep1
所以 。
【教师精讲】
由这两个例题可以看出,应用机械能守恒定律解题,可以只考虑运动的初状态和末状态,不必考虑两个状态之间的过程的细节。这可以避免直接用牛顿第二定律解题的困难,简化解题的步骤。
守恒定律不仅给处理问题带来方便,而且有更深刻的意义。自然界千变万化,但有些物理量在一定条件下是守恒的,可以用这些“守恒量”表示自然界的变化规律,这就是守恒定律。寻求“守恒量”已经成为物理学研究中的重要方面。我们学习物理,要学会运用守恒定律处理问题。
三、能量转化和守恒定律
教师活动:提出问题:我们已学习了多种形式的能,请同学们说出你所知道的能量形式。我们还知道不同能量之间是可以相互转化的,请你举几个能量转化的例子。
学生活动:思考并回答问题,列举实例。
教师活动:
演示实验1:在一个玻璃容器内放入沙子,拿一个小铁球分别从某一高度释放,使其落到沙子中。
思考:小球运动过程中机械能是否守恒?请说出小球运动过程中能量的转化情况。
演示实验2:在盛有水的玻璃容器中放一小木块,让小木块在水中上下浮动,过一段时间,小木块停止运动。
思考:小木块运动过程中机械能是否守恒?请说出小木块运动过程中能量的转化情况。
学生活动:观察实验并积极思考讨论后,选出代表发表见解。
教师活动:
听取学生汇报,总结点评,回答学生可能提出的问题。
通过学生举例和演示实验,说明各种形式的能量可以相互转化,增强学生的感性认识,并激发学生的学习兴趣,唤起学生强烈的求知欲。
以上实验表明,各种形式的能量可以相互转化,一种能量减少,必有其他能量增加,一个物体的能量减少,必定其他物体的能量增加,能量的总和并没有变化。这就是大自然的一条普遍规律,而机械能守恒定律只是这一条规律的一种特殊情况。
学生活动:列举生活中不同能量之间相互转化的例子。
教师活动:引导学生阅读教材,说出能量守恒定律的内容,并引导学生说明能量守恒定律的建立有何重大意义。历史上曾有人设想制造一种不需要消耗任何能源就可以不断做功的机器,即永动机,这样的机器能不能制成?为什么?
学生活动:认真阅读教材,思考并回答问题。
课堂小结
本节课我们学习了机械能守恒定律,重点是机械能守恒定律的内容和表达式,难点是判断物体的机械能是否守恒,所以应透彻理解机械能守恒定律成立的条件,从而正确应用机械能守恒定律解题。
布置作业
课本P37作业4、5、6。
板书设计
活动与探究
有人设计了这样一台“永动机”:距地面一定高度架设一个水槽,水从槽底的管中流出,冲击一个水轮机,水轮机的轴上安装一个抽水机和一个砂轮。他指望抽水机把地面水槽里的水抽上去,这样循环不已。机器不停地转动,就可以永久地用砂轮磨制工件做功了(右图)
请你分析一下,高处水槽中水的势能共转变成哪几种形式的能,说明这个机器是否能够永远运动下去。
2、《能量守恒定律》教案一等奖
【课 题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理(选修3—1)》第一章第二节《库仑定律》
【课 时】1学时
【三维目标】
知识与技能:
1、知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;
2、会用库仑定律进行有关的计算;
3、知道库仑扭称的原理。
过程与方法:
1、通过学习库仑定律得出的过程,体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会通过间接手段测量微小力的方法;
2、通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。
情感、态度和价值观:
1、通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;
2、通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。
【教学重点】
1、建立库仑定律的过程;
2、库仑定律的应用。
【教学难点】
库仑定律的实验验证过程。
【教学方法】
实验探究法、交流讨论法。
【教学过程和内容】
<引入新课>同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。
<库仑定律的发现>
活动一:思考与猜想
同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的,
因此,我们应该研究带电体间的相互作用。可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。
(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗?
在静电学的研究中,我们经常使用的带电体是球体。
(问题2)带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢?
请学生根据自己的生活经验大胆猜想。
<定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系
实验表明:电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。
(提示)我们的研究到这里是否可以结束了?为什么?
这只是定性研究,应该进一步深入得到更准确的定量关系。
(问题3)静电力F与r,q之间可能存在什么样的定量关系?
你觉得哪种可能更大?为什么?(引导学生与万有引力类比)
活动二:设计与验证
<实验方法>
(问题4)研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法?
控制变量法——(1)保持q不变,验证F与r2的反比关系;
(2)保持r不变,验证F与q的正比关系。
<实验可行性讨论>、
困难一:F的测量(在这里F是一个很小的力,不能用弹簧测力计直接测量,你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗?)
困难二:q的测量(我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法,要研究F与q的定量关系,你有什么好的想法吗?)
(思维启发)有这样一个事实:两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。
——这说明了什么?(说明球接触后等分了电荷)
(追问)现在,你有什么想法了吗?
<实验具体操作>定量验证
实验结论:两个点电荷间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比。
<得出库仑定律>同学们,我们一起用了大约20分钟得到的这个结论,其实在物理学发展史上,数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。
启示一:类比猜想的价值
读过牛顿著作的人都可能推想到:凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比,让电磁学少走了许多弯路,形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人,根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想,才是最具有创造力的思维活动。
然而,英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服!”
启示二:实验的精妙
1785年库仑在前人工作的基础上,用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。(库仑扭称实验的介绍:这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩,将直接测量转换为间接测量,从而得到静电力的作用规律——库仑定律。)
<讲解库仑定律>
1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.数学表达式:
(说明),叫做静电力常量。
3.适用条件:(1)真空中(一般情况下,在空气中也近似适用);
(2)静止的;(3)点电荷。
(强调)库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似,但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的`题目:
<达标训练>
例题1:(通过定量计算,让学生明确对于微观带电粒子,因为静电力远远大于万有引力,所以我们往往忽略万有引力。)
(过渡)两个点电荷的静电力我们会求解了,可如果存在三个电荷呢?
(承前启后)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此,多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
例题2:(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律,另一方面,也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)
(拓展说明)库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力,但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以,如果知道了带电体的电荷分布,就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。
<本堂小结>(略)
<课外拓展>
1、课本第8页的“科学漫步”栏目,介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗?
2、万有引力与库仑定律有相似的数学表达式,这似乎在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料,了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。
3、《能量守恒定律》教案一等奖
【课 题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理(选修3—1)》第一章第二节《库仑定律》
【课 时】1学时
【三维目标】
知识与技能:
1、知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;
2、会用库仑定律进行有关的计算;
3、知道库仑扭称的原理。
过程与方法:
1、通过学习库仑定律得出的过程,体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会通过间接手段测量微小力的方法;
2、通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。
情感、态度和价值观:
1、通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;
2、通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。
【教学重点】
1、建立库仑定律的过程;
2、库仑定律的应用。
【教学难点】
库仑定律的实验验证过程。
【教学方法】
实验探究法、交流讨论法。
【教学过程和内容】
<引入新课>同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。
<库仑定律的发现>
活动一:思考与猜想
同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的,
因此,我们应该研究带电体间的相互作用。可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。
(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗?
在静电学的研究中,我们经常使用的带电体是球体。
(问题2)带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢?
请学生根据自己的生活经验大胆猜想。
<定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系
实验表明:电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。
(提示)我们的研究到这里是否可以结束了?为什么?
这只是定性研究,应该进一步深入得到更准确的定量关系。
(问题3)静电力F与r,q之间可能存在什么样的定量关系?
你觉得哪种可能更大?为什么?(引导学生与万有引力类比)
活动二:设计与验证
<实验方法>
(问题4)研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法?
控制变量法——(1)保持q不变,验证F与r2的反比关系;
(2)保持r不变,验证F与q的正比关系。
<实验可行性讨论>、
困难一:F的测量(在这里F是一个很小的力,不能用弹簧测力计直接测量,你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗?)
困难二:q的测量(我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法,要研究F与q的定量关系,你有什么好的想法吗?)
(思维启发)有这样一个事实:两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。
——这说明了什么?(说明球接触后等分了电荷)
(追问)现在,你有什么想法了吗?
<实验具体操作>定量验证
实验结论:两个点电荷间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比。
<得出库仑定律>同学们,我们一起用了大约20分钟得到的这个结论,其实在物理学发展史上,数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。
启示一:类比猜想的价值
读过牛顿著作的人都可能推想到:凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比,让电磁学少走了许多弯路,形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人,根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想,才是最具有创造力的思维活动。
然而,英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服!”
启示二:实验的精妙
1785年库仑在前人工作的基础上,用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。(库仑扭称实验的介绍:这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩,将直接测量转换为间接测量,从而得到静电力的作用规律——库仑定律。)
<讲解库仑定律>
1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.数学表达式:
(说明),叫做静电力常量。
3.适用条件:(1)真空中(一般情况下,在空气中也近似适用);
(2)静止的;(3)点电荷。
(强调)库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似,但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的`题目:
<达标训练>
例题1:(通过定量计算,让学生明确对于微观带电粒子,因为静电力远远大于万有引力,所以我们往往忽略万有引力。)
(过渡)两个点电荷的静电力我们会求解了,可如果存在三个电荷呢?
(承前启后)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此,多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
例题2:(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律,另一方面,也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)
(拓展说明)库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力,但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以,如果知道了带电体的电荷分布,就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。
<本堂小结>(略)
<课外拓展>
1、课本第8页的“科学漫步”栏目,介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗?
2、万有引力与库仑定律有相似的数学表达式,这似乎在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料,了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。
4、《能量守恒定律》教案一等奖
一、教学目标:
1、知识和技能目标:知道电流的热效应,理解焦耳定律的内容、公式及其运用,知道电热器的原理及构造。
2、过程与方法目标:要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法,学会科学探究、知识迁移的方法,培养学生的科学研究的能力。
3、情感态度与价值观目标:激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神,培养学生的辩证唯物主义精神,渗透实事求是和科学献身教育,激励学生努力学习。
二、教学重点与难点
如何引导学生进行科学探究;如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法,培养科学研究的能力。
三、教法与学法
将学生分组,以小组为单位进行教师引导下的科学探究,加强组内同学间的合作、讨论和交流,加强师生间相互反馈,以问题和小组交流贯穿教学的始终,不断提出新问题,不断解决新问题。开学时就将学生4人一组分组,分组时男女生分开后,自由组合,便于讨论与交流,随着学习的深入,可适当调整小组成员,每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用,带领小组同学开展自主式学习。
四、教具与学具
学生用:铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝(5、10、10欧各一根,教师课前用电炉丝截取并焊好导线)。每小组一套。
教师用:与学生的基本相同,温度计改用数字的,另加各种电热器(电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等)、多媒体课件及教学平台。
五、探究实验:
研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。
六、教学活动实录(部分):
(一)导入新课
师:(教师出示电饭锅,白炽灯、电风扇)这几种电器各有什么功能?
生:煮饭、照明、吹风。
师:这些电器虽然功能不同,有没有共同点?
(学生小组讨论,请三位同学上来各拿一个电器,同时通电实验1分钟,并请他们触摸电器和电扇的电动机部分)
(凡教师提出问题,教师留有一定的时间,让学生同桌或四人小组讨论)
生:它们工作时都会发热。
师:对!电流通过任何电器或导体,电器和导体都会发热,这种现象叫电流热效应。(教师
板书:电流热效应)
师:这种现象中能量是怎样转化的?
生:电能转化为内能。(教师板书:电能转化为内能)
师:它们产生的热量有什么不同?
生:(学生讨论后)它们产生的热量有多有少。
(在学生心里自然产生了“产生热量有多少?”这个问题。)
【点评】根据学生的日常生活创设问题情景,提出问题,建立问题期待,能有效地激发学生学习的动机。
(二)科学探究焦耳定律:
师:既然电流通过用电器产生的热量不同,同学们会想到什么问题?
(学生议论纷纷,举手发言,教师引导 )
生:电流通过导体产生的热量与什么因素有关?(学生自己提出问题)
师:你们觉得与什么因素有关?(引导学生去猜想)
(学生议论纷纷,举手发言,教师引导 )
生:可能与电压、电流、电阻、时间或其它等等因素有关。(学生猜想)
师:同学们讨论很热烈!猜想对不对呢?(引导学生进入实验研究)
生:我们用实验来验证!(通过平时的教学,学生都明白:实践是检验真理的唯一标准,任何问题都要由实验事实来评判)
【点评】各种研究问题和教学活动都是由学生自己提出来的,而不是教师强加的,充分体现学生的主体作用,学生充满兴趣和动力去解决自己发现的问题。
师:好!下面就请你们以小组为单位设计实验方案(学生设计实验)
(学生小组讨论,讨论时间可以长一点)
【点评】教师开始不要给任何提示,以免禁锢了学生的思维,让学生放开思维去思考,培养学生开放型思维能力。
师:哪个小组汇报一下你们设计的实验方案?
(学生七嘴八舌,但真能设计完整方案的不多,此时需要教师的引导)
师:你们说说做这个实验首先要解决一些什么问题?(教师引导学生如何进行实验设计) 生:热量的多少如何用实验展示出来?
生:如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。
生:用什么样的电路去实验。
生:
师:大家想想在前面的学习中有没有可以体现热量多少的办法?
生:(学生讨论并发言)有热胀冷缩比较热量法,测温度比较热量法等等。
师:请××同学谈谈你们的方法。
生:我们利用热胀冷缩的办法:找两个相同的烧瓶??
师:很好!因为要进行比较,一定要条件相同,所以要用相同的烧瓶??其他小组还有什么方法?
【点评】渗透科学的比较方法:条件相同。
生:可以将上述烧瓶中的空气膨胀换成液体(水或煤油)
师:也很好!测温度比较热量法呢?
生:可以直接用温度计去测量升高的温度,质量相等的煤油温度升高越多,吸热越多?? 师:××同学说得很好!只是上述前几种方法是定性讨论方法,只能说明多少关系,最后这种方法是从定量的角度去考虑的,我们今天就采用他说的这种实验方法,好吗?
【点评】渗透教学民主的观念。
师:现在再来看看如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。大家想想:在前面的学习中,经常学到某个物理量由几个物理量决定,当讨论它与其中一个量的关系时,要使另外的量相同或不变。这是什么方法?
生:这是控制变量法。
【点评】再次渗透科学的比较方法和控制变量法:条件相同。
师:因此我们可以将上述问题分解成三个问题来研究?分解成哪三个问题?
生:热量与电流,热量与电阻,热量与时间三个关系问题。
师:如何用实验研究热量与电阻的关系?
生:将两个不同的电阻通以相同的电流(可以串联),比较两个电阻在相同的时间里产生的热量。
师:如何用实验研究热量与电流的关系?
生;将两个相同的电阻通以不同的电流(可以并联),比较两个电阻在相同的时间里产生的热量。
师:如何用实验研究热量与时间的关系?
生:选择任意一个电阻,不断通电,观察温度是否随通电时间不断升高。
师:综合大家的意见,我们要做三次实验,花的时间太长。为了节省实验时间,能否将上述三次实验合并为一次实验?看哪个小组最先设计好实验电路。
(学生小组讨论,画出初步的实验电路图,不一定每个小组都对,教师用投影仪展示某组设计的实验电路图,并请该组代表讲述设计思路)
生:
(用多媒体教学平台展示探究过程中的问题流程图,如右图所示。教师结合该图,小结一下同学们设计实验的过程,并统一认识和完善实验电路)
【点评】通过上述引导和展示图例,教会学生学会分解问题和合并问题,学会逐步解决问题的方法,提高解决问题的能力。另外也提倡了开放性思维、多种解决方案。
师:请同学们按照上述我们设计的实验方案开始实验。
说明:学生以小组为单位进行实验操作并记录有关实验数据,教师随时指导实验。(进行实验)
实验记录:煤油的初温:T0=____。
煤油的末温:T1=____,T2=____,T3=____(三个末温应为同时的温度)。
(教师巡视各个小组,有选择地将某个小组的实验数据用投影仪展示出来,并请该组同学将数据转换成下表内容)
师:其它小组实验数据虽然与这不同,但都与这个数据差不多,可以看出其中的规律。哪个同学说一下,你从这数据中看出了什么?(数据分析,归纳总结)
生:(学生可能说不准确,但大体的意思肯定能说得出来)。
师:××同学发现了一个规律,我们不妨把这个规律称为××定律。大家鼓掌祝贺他。其实这个定律早在很多年前,物理学家焦耳就是按照刚才大家的研究方法,实验研究了很多年才得出的,因此这个定律也叫焦耳定律。
(教师用教学平台投影焦耳定律的内容、公式、单位等)
说明:在现实中学实验条件下,该实验能够得出较准确的数量关系。
【点评】开展成功与激励教育,另外强调了我们的研究方法与物理学家进行科学研究的方法一样,潜意识地使学生认同科学探究的方法。
师:有的同学会问:我们一节课就能把这个规律研究出来,而焦耳要用好多年才能研究出来,是不是他有点问题?这里面有几个方面的问题:
第一:那时的实验条件不够好;
第二:缺少必要的指导老师,因为在他之前没有任何人研究和知道这个问题;
第三:缺少与其他科学家的合作与交流,基本上是一个人关门在家研究,要走很多弯路。而我们有老师指导和小组交流合作,集体的智慧是无穷的;
第四:很重要的一点就是实验要精确,实验数据没有什么误差,误差大了就得重新做,不然就不叫规律了。焦耳就是在实验条件简陋的情况下,重复实验了几千次,直至实验很精确了才得出了焦耳定律。
师:请问你们哪个小组的实验没有什么误差?
生:有较大误差。
【点评】通过对焦耳的故事介绍,对学生进行科学精神和实事求是精神的教育,并培养学生的科学献身精神,激励学生勤奋学习。同时也告诉了学生在科学研究中合作与交流的重要,还为下面的评估作了铺垫。
师:能不能找一找误差的原因和改进的'办法?(对实验探究的评估)
生:(学生讨论后发言)有热量的散失,试管外面包隔热材料。
生:有可能这电阻丝的电阻不准确,可换用阻值准确的电阻丝。
生:温度计读数不同时,尽量同时读数。
生:三支试管中的煤油质量有误差,最好用天平准确测量。
生:温度计本身不标准,应事先选择标准的三个温度计。
生:
师:同学们分析得很好!从这里也可以告诉我们以后进行科学实验研究时,不仅要做好误差分析,更应该在设计实验和实验操作中时刻考虑到怎样才能减小实验误差,这样才能更好地得出规律出来。
【点评】评估过程也是对学生进行思维训练的过程,同时也使学生认识到评估的重要性。
(三)自学训练
学生自己阅读课本上的例题,借此训练学生的自学能力。
【点评】该例题不难,课本上解题过程很清楚,学生自己看得懂。学生自己能学的东西要放手让学生自己去获取,没有必要加进教师这一中间环节,逐渐培养学生的自己学习的能力。
(四)交流与思考
用投影仪将下面问题投影出来,请同学们互相交流看法。
1、焦耳定律中有这样一句话:“电流通过导体产生的热量??跟导体的电阻成正比??”,小李想:如果要电炉在一定时间里多放出热量,应当增大电阻丝的电阻。他的想法对吗?为什么?
2、电风扇通电会发热,这些热量是人们希望得到的吗?电风扇的能量转化形式怎样?能否想点办法减少电风扇的能量散失?
【点评】第一题是检查学生对焦耳定律和科学比较方法的理解,第二题是回应开头,并且让学生思考电热与电功的区别。
(五)小结及布置作业
用投影仪将教学流程图投射出来,结合该图重点小结一下上述科学探究的步骤和方法。
【点评】每节课都这样,同学们就逐渐掌握了科学探究的步骤和方法,潜移默化地学会了科学探究。
布置作业:将上述思考题作为作业,做在作业本上,待老师阅后保存在自己的学习档案袋里。
【点评】学生的作业不能总是算过来算过去,经常给学生布置一些文字型和开放型作业可以更全面促进学生的发展。同时,利用所学的科学知识与社会、生活相联系,用科学知识去解释现象,在日常生活中找到所学知识的应用,培养学生的创新意识。
5、《能量守恒定律》教案一等奖
一、教材分析。
欧姆定律是初中电学知识的基础和重点,处于电学的核心位置,起着承前启后的作用,是开启电学计算之门的金钥匙。
本章教学内容的设置也称得上是物理教学的典范,共有四节内容:第一节“探究电阻上电流与电压的关系”,是一个典型的运用控制变量法的科学探究实验,给了学生足够多的时间和空间,让学生体验科学探究的全过程,从而掌握科学探究的基本方法——控制变量法,养成科学探究的学习习惯,并从探究得出结论,加深对物理知识的理解的掌握。第二节“欧姆定律及其应用”,在第一节探究的基础上,通过具体的数据分析,总结出欧姆定律的内容,同时也提升学生处理实验数据能力,欧姆定律内容及公式是本章节的核心内容,教材中详细介绍了公式是符号的单位及意义,之后再运用欧姆定律进行简单的计算,再定性分析电阻的串联和并联规律。第三节“测量小灯泡的电阻”,要求学生进一步掌握电流表、电压表的使用,学会测量电阻的方法,实验中要多测几组数据,并对实验的结果进行分析比较,引发学生深入思考,加深对电阻的理解。第四节“欧姆定律和安全用电”,本节从理论和实践两面去理解短路和高电压对用电安全造成的危害,紧密联系生活实际,从物理走向生活。
二、学情分析。
1、知识准备:
学生在小学自然课中对简单电路有初步的接触,知道电池多一些小灯泡会亮一些,又通过前面两电学知识的学习,对简单电路的组成、电流、电压、电阻的概念、串并联电路的连接有了较好的理解和掌握,还进行了两个探究实验:串、并联电路电路电流和电压的规律,使学生对电路的连接、串并联电路电流和电压的规律的探究实验的科学方法和步骤有了较深刻的认识,为通过探究得出欧姆定律,进一步运用欧姆定律进行计算,解决生活实际中相关的问题打下了很好的基础。
2、生源情况:
我校是广大农村公办学校的一员,生源普遍质量偏低,优生少,参差不齐。我们必须面对这个形势,改变学生不良的学习习惯,培养自主学习、主动学习、互相学习的学习习惯,以达到提高成绩、终生受益的目的。于是我校开展“自主学习”的教学尝试和研究。
3、具体做法:
每一节都精心设计自主学习学案和当堂检测题,学案前几题主要以基本概念填空形式引导学生自学,对基础知识进行归纳,之后学生讨论交流“兵教兵”,再就是展示自学成果,针对各层次学生情况,尽可能让他们有表达和表现的机会,这个过程这个过程约15分钟。之后教师对重点难点及学生自学中出现的问题进行精讲,约15分钟。学案后面几题作当堂巩固提高练习,在堂上当堂评讲,约10分钟。最后5分钟当堂检测,当堂检测以重要概念和础知识为主,让中下生通过努力能够完成。课后对当堂检测不合格的还要进行辅导跟进,学习小组长协助教师做辅导跟进工作,起到相互提高的作用。这样把学习的主动权交给了学生,能充分调动学生学习的积极性。中下生的注意力集中时间有限,自尊心逆反心特强,教师若讲得太多,他们跟不上,听不懂,不知道老师在讲什么,就会索性不听,对这些学生进行教育还得特别注意方式方法,千万不能伤他们的自尊心,否则与老师对着干。最好的办法就是调动他们动手,把注意力不断的引到学习上来,还要经常给一些他们能力范围之内的表现机会,以提高信心,增强对老师的信任和感激。
教学有方,教无定法,物理学科及物理教材都有它自身的特色,用一个教学模式套用每一节教学肯定行不通,多种教学方法和教学手段要有机的结合起来,才能提高课堂效益。
三、教学设计与教学建议。
课时建议:建议8课时
第一节 探究电阻上电流与电压的关系,1课时。
第二节 欧姆定律及其应用,2课时。
第三节 测量小灯泡的电阻,2课时。
第四节 欧姆定律和安全用电,1课时。
复习和总结测试,2课时。
根据我校生源实际,第二和第三节各增加一个课时,以安排足够的实验探究和习题训练时间,适当减缓课堂教学节奏,让学生能较轻松的达成教学三维目标。
四、教学设计思路及教法应用。
本章内容环环相扣,前后联系紧密,复习旧知识、通过问题引入、进行探究实验、总结规律、加深对欧姆定律的理解、再运用欧姆定律,达到掌握物理知识、提高解决实际问题的能力。结合我校实际情况:生源素质普遍偏低,差生面大,我校从教法上进行了调整,大力推行“自主学习”教学模式,采用多种教法和手段来提高学生学习的兴趣,调动积极性,“自主学习”教学模式有其独到的优越性,更能体现学生的主体地位,其突出的特点是自学规纳知识网络、讨论交流、“兵教兵”、教师精讲总结、当堂训练及堂堂清检测,以提高课堂教学效率,更有利于学生合作学习,提高自学能力,给了学生更多的自我表现机会,让中下生也能在学习中体验到成功的快乐。因此我校物理科的教学特色就是:“探究实验教学”与“自主学习”相结合的教学模式。每一节都精心设计了“自主学习”学案,让学生在教师的引导和学案的帮助下进行自主学习。本章各节教学设计及思路如下:
第一节 “探究电阻上电流与电压的关系”,本节是一个完整的探究实验课,要求让学生经历探究的七个环节,并通过探究分析掌握电阻上电流和电压的'关系。每一个环节都要求学生看书、思考、先做、后说,之后讨论交流,教师归纳总结。各个环节的做法又有区别,提出问题采用情景引入、猜想和假设以交流讨论为主;设计实验先独立设计,教师个别辅导,之后“兵教兵”再交流共享设计方案,重点要强调如何利用“控制变量法”;进行实验要给学生足够的时间,更要对有困难的同学进行辅导,我校的实验课有两位教师,加强了个别辅导。数据分析以引导为主,让学生充分发表各自的发现,最后归纳分析,达成共识。评估和交流让学生进一步交流实验结果,并对实验中出现的问题提出各自的看法,以讨论交流为主。
第二节 “欧姆定律及其应用”,本节在前一节实验数据的基础上通过引导让学生去发现问题、归纳总结出欧姆定律内容,得出欧姆定律表达式,之后应用数学表达式及变形式进行简单的计算,再进一步用欧姆定律定性分析电阻的串并联规律并进行一些简单的应用。
第三节 “测量小灯泡的电阻”,以实物展示引出问题:小灯泡的电阻是多少?以激起兴趣;再引导思考:如何测量小灯泡的电阻?得出实验原理,引入实验设计方案。设计实验要求学生先思考,再以学案提示的线索完成实验设计,之后进行交流,让学生展示实验电路图介绍实验方案,让全体学生对实验方案做到心中有数,之后给足够的时间进行分组实验,实验过程中教师要给学困生提供足够的帮助,力求全体学生能完成实验,得出实验数据。再对实验数据进行分析,发现电压越高,灯泡的电阻越大,为什么呢?通过分析讨论,加深对电阻的理解。最后进行交流与评估,对实验中出现的问题进行讨论分析,还要强调实验原始数据的重要性。
第四节 “欧姆定律和安全用电”,本节充分利用“自主学习”教学模式,先教师给出的学案要求自学该节课内容,边学边在学案上完成有关内容,之后讨论交流本节重要知识点。首先从欧姆定律及公式入手,得出:电压一定时,电阻越小,电流越大,若电路短路,就会有很大的电流,会烧坏电源和电流表,造成危害。电阻一定时,电压越高,电流越大,这是高电压危险的原因。
6、《万有引力定律》教学反思
《万有引力定律》应用(2)这是一节高三复习课,针对高考热点设计的,我的主要设计思路是:精选例题,通过练习,复习巩固已学知识,分清易混知识点,让学生熟悉如何应用万有引力定律解决实际问题(1。估测天体的质量及密度。2。分析稳定运行的卫星运动),在此基础上建立应用万有引力定律解决实际问题的基本思路和方法。与此同时,进一步
培养学生审题能力和分析和解决一些实际问题的能力,训练了学生的.观察能力和动态分析能力。
将本课题的教学转变成为师生共同参与的启发式问题探究课,在教学中以问题为线索将课堂教学组织起来,通过积极创设问题情境以及阶段性小结,帮助学生逐步形成应用万有引力定律解决实际问题的基本思路和方法,在教学过程中力求使训练与思维有机结合,层层递进,使学生始终处于积极参与探究的状态之中,充分展现物理课教学的特点和魅力
要注意的是,要培养学生的审题能力和独立解题能力,就必须在讲解每个问题时留给学生一定思考、分析、讨论的时间,让学生自己归纳特点,教师不应该替学生读题,更不能代替学生思考。
7、《运算定律》教学反思
本节课是新教材四年级第一学期的教学内容,研讨目的是12月份的“新基础”现场活动的前期随堂课的性质,虽说是随堂课的性质,但是上课前的准备工作不亚与平时的研讨课,因为本次听课的对象是华师大的吴亚萍教授。之前我好几次也洗耳恭听过她的几次评课,对我的启发和帮助是非常大的,因此对“新基础”有了个大概的了解。
这次她能听我的随堂课,是一次很好的学习机会。正如学校领导所说的那样是对我的课堂教学的把脉与诊断。在《运算定律》这节课备课前拜读了吴教授的《小学数学新视野》,也试图想把新基础的教育理念能体现在这节课中,但是从课堂执行情况看,教学理念的更新不是搬家这样的概念,学习新基础理论也不是一种即兴状态,要想把新基础理念运用到实践上还要*平时的“练功”,那是一种主动的教学意识的转变。就目前每个教师已经形成的课堂习惯而言,这样的转变在起始阶段是艰难的。听了吴教授的评课我也了了解自己的上课状态。
一、对“从容”的重新认识
对“从容”一词的理解无非停留与遇到紧急的事情冷静、镇定不慌不忙。如果用在教学上,最多是在上课时遇到紧急的情况下也能泰然处之的一种状态。这样的状态要在刚踏上工作岗位时却是需要这样的“从容”,生怕慌乱情急之中乱了教学次序,然而已有近十年工作时间的我“从容”已不再是一向首要的教学指标了,把“拿什么来从容”应该是我的教学追求的目标。对这一词的理解已经不能停留在教师身体的层面,更应拓展到师生身心合一后的一种从容,是教师能处理各种教学意外后的一种从容,从容的背后反映了教师的综合素质的能力。
二、对“激情”的再次认可
“激情”原本在我眼里那应该是语文老师的上课状态,因为那是课文的需要,情感培养的需要,而在数学课上如果把“激情”放在首位的话,有些喧宾夺主的味道,所以几年来课堂教学中这样的做作情绪本人一直处于不屑一顾的鄙视,长期下来在造成上课“平”的现象。在听了吴教授的评点之后,我非常赞同她提出的关键时刻释放“激情”,能调动学生强烈的求知欲望。如这节课中,引导学生对规律的验证时,应对突出一些重点的关键词,能帮助学生对规律的验证有一定的指向。只有教师本身积极的投入到教学中,那么学生才有可能对你有一个“热情”的回应,这种回应主要体现的学生的思想意识上的回应。
三、对“数学素养内涵”的拓展认识
在《小学数学教师》第10期《教师应追回失落的数学素养》一文中谈到了有关数学教师的素养问题,这次吴教授也在评点中谈到了这个问题,看来面对当前的课程改革教师的数学素养是一个非常关注的问题。数学教师应当具有广泛的知识背景,不仅要明了小学数学知识的背景、地位与作用,精通小学数学的.基础理论知识,熟悉小学数学内部的系统结构。其中包含四个方面:
1、培养学生学习数学兴趣能力,以此激发学生的学习数学积极性。
2、抓住课堂上动态生成的资源,作为活的教育资源,引发进一步的思考,这些亮点有助于学生数学学习的顿悟、灵感的萌发、瞬间的创造,促进学生对新知理解和掌握。
3、合理运用数学知识迁移,利用学生已有的数学知识水平,进行合理的数学知识迁移,从而为新知的形成成为可能,变繁琐为简单数学知识学习,变枯燥为有趣数学知识学习。
4、引导学生从数学角度去思考问题。义务教育阶段的数学教育给学生带的绝不仅仅是会解更多的数学题,而是非数学问题时,能够从数学的角度去思考问题,能够发现其中所存在的数学现象并运用数学的知识与方法去解决问题。这是目前作为教师的我只注重提高数学教学质量时缺少思考的方面,数学学科质量不能仅仅停留于学生“做”的过程,忽视了自身“思与行”的反思。
四、重新认识“数学学科育人价值”
数学学科的育人价值在我眼中无非是培养严谨科学的学习态度,养成良好的思维品质就可以了。听了吴教授对数学学科育人价值的阐述后,我觉得“人人都是教育者”这句话的真正理解。作为无论你是哪门学科的教师,都应该充分挖掘育人资源,因为这是每个教师共同的责任。
“新基础教育”数学教学的改革,从原来关注数学知识的层面向更深的层次开发。数学学科对于学生的发展价值,除了数学知识本身以外,至少还可以提供学生特有的运算符号和逻辑系统,使学生具有数学的语言系统;可以提供学生认识事物数量、数形关系及转换的不同路径和独特的视角,使学生具有数学的眼光;可以提供学生发现事物数量、数形关系及转换的方法和思维的策略,使学生具有数学的头脑;可以提供学生一种惟有在数学学科的学习中才有可能经历和体验并建立起来的独特的思维方式。
“教书”是为了“育人”,“育人”就需要育人的资源,这样的资源来自:
1、以数学知识的内在结构作为育人资源
2、以数学知识创生和发展的过程作为育人资源
3、以数学发明的人和历史作为育人资源
4、以学生的学习基础和生活经验作为育人资源
5、以开放的问题设计提升数学教学的育人质量。
一堂短短的35分钟的课,在专家眼里可以发现许多问题,看来作为教师不应该停下学习的脚步,时代的需求远远超过你想象的速度。学习的态度也不能忙于求成,只注重形式而忽视对内容的本质的理解。
8、《牛顿定律》教学反思
在这节课的设计上,我想突出学生主体特征。在具体的教学中注重创设问题情境,激发疑问,有效导学。课题引入阶段,通过简单器材设计的两个实验,在很短的时间里,有效地激发出贯穿本节课的三个问题:什么是超重(失重)现象?什么情况下会出现超重(失重)现象?为什么会出现超重和失重现象?
为了提高学生学习的兴趣,我在课前找了大量的.视频、图片资料,真实地再现了完全失重现象。从而使学生明确:超重不是重力增加,失重不是重力减少,完全失重并不是重力完全消失。物体处于超重或失重状态时,只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,物体的重力仍然存在且大小不变。
在分析超重和失重问题时,加速度是关键。物体的速度不能反映物体的受力情况,只有加速度才能反映物体的受力情况。应灵活运用牛顿第二定律和运动学的规律解题,必要时要用牛顿第三定律转换研究对象(在最后的练习题中有所体现)。
9、《运算定律》教学反思
《数学课程标准》指出“学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者与合作者。”教学中我们应充分引导我学生去发现问题、解决问题,才能很好地应用数学知识。
我在教学乘法的运算定律这部分知识时,作了以下一些调整:
按照教参中的教学进程安排,乘法交换律和结合律需要分两课时完成。我认为将两课时可以合并为一课时。首先,加法的交换律和结合律与乘法的交换律和结合律比较相似,由两条加法定律猜想到两条乘法定律,难度不大,十分自然。其次,两条乘法定律一起学,一方面有利于比较区分;另一方面,更利于实际应用,事实上在计算应用中,这两条定律通常是结合在一起应用的。但是教学后发现,学生在应用时情况较好,但对两条定律的区分不够明确。
于是,在接下来的运用运算定律进行简算运算教学时,我出示了大量的习题,分组冲关夺红旗比赛,让学生通过计算从中去发现问题,并从数学角度去探讨问题,然后再通过举例验证,让学生直观感知乘法中的一些变化规律——任意交换因数的位置,积不变;因数位置不变,改变计算顺序,积也不变。
这样,学生参与非常积极,在验证的过程中学生把乘法中的这种变化规律,心领神会。由此,学生在进行简算过程中,得心应手,不但学得愉快,而且用得灵活,效果较好。
10、《运算定律》教学反思
计算能力是学生在小学阶段必须掌握的一项很重要的基本技能,也是学生后续学习的基础。计算教学不仅要使小学生能够正确的进行四则运算,还要求小学生能够根据数据的特点,恰当地运用运算定律和运算性质,选择合理的灵活的计算方法和计算过程使计算简便。在这样的计算过程中,既要培养小学生的观察能力,注意力和记忆力,也要注意发展小学生思维的灵敏性和灵活性。同时计算也有利于培养小学生的学习专心,严格细致的学习态度,善于独立思考的学习能力,计算仔细,书写工整和自觉检查的学习习惯。计算教学直接关系着小学生对数学基础知识与基本技能的掌握,关系着小学生观察,记忆,注意,思维等能力的发展,关系着小学生的学习习惯,情感,意志等非智力因素的培养。因此,小学阶段的计算教学就显得异常重要。然而,在平时的教学中老师们往往就感到很困惑,觉得非常简单的知识小学生学起来却感到很困难,总是没能达到老师自己想要的效果。
出现这种原因我觉得主要存在以下几个问题:
(一)小学生对所学运算定律概念模糊不清
小学生的计算离不开数学概念,运算定律、运算性质、运算法则和计算公式等内容,而掌握概念是学好数学的基础。
1、乘法分配律与结合律易混淆
为了计算简便,解题中要训练学生合理运用运算定律,灵活解题。而在运算定律中,乘法分配律与乘法结合律非常相似,所以导致学生很容易混淆。如:25×7×4时,小学生总是把它当成分配律来计算,变成25×7+25×4或者25×7×25×4,不能理解概念。结合律的概念是,先把前两个数相乘,或者先把后两个数相乘,积不变。对概念理解不到位,导致在做题目时,老是出现错误。尤其乘法分配律是一个特别难理解的一个定律,比较抽象,而对于四年级的小学生来说,他们正处于具体形象思维向抽象逻辑思维的一个过渡时期,因此他们对概念的理解有点困难,总是会忘了后一个数也要和那个数相乘。如:(125+8)×4,他们总是会变成125×4+8。并且特别容易把它与乘法结合律混淆,所以导致教学比较的难。
2、运算中添括号与去括号时,运算符号的改变与不改变分辨不清
如讲括号的作用时,难点是添括号、去括号时括号里边运算符号的变化规律。如:15-4-2=15-(4+2)与20÷4÷5=20÷(4+5),但是很多学生觉得因15+4+2=15+(4+2),所以应该15-4-2=15-(4+2),因为20×4×5=20×(4×5),所以应该20÷4÷5=20÷(4÷5)。这就需要让小学生在充分的计算实践的基础上,自己归纳应该怎样变化,并且知道为什么?因为定律是建立在法则的基础上的。加不加括号,用不用运算定律,最后的计算结果是一样的。这条原则是不变的。只有小学生在熟练应用运算定律、括号后,积累了大量计算经验(如:4×25=100)的基础上再教简算才会显的自然、简单。简算是有效利用运算定律,括号使计算变的简单的一种计算技能,有时可直接口算,而不会改变计算结果,运用简算可提高计算速度。简算不单是在做简算题时才用,是可以随时使用的,这一点也应让小学生清楚。
3、运用乘法分配律逆运算易出错
为了计算简便,要灵活运用定律,而乘法分配律的逆运算却是一个难点,小学生难以理解。如计算3.4×0.125+4×0.125,本来小学生一眼就能看出运用乘法分配律可以得出,可是小学生很容易出现错误,(3.4+4.6)×0.125×0.125或者是直接计算,不会灵活运用乘法分配律的逆运算。但是有些学生学得比较快,所以在教学时,教师可以出一些不同等级的题目,可进一步深化,挖掘学生的潜能,可以让学得快的同学拓展思维依次出示:1.25×0.34+4.6+0.125和3.4÷8+4.6×0.125这样,就不会让学得快的学生觉得无聊。还有在教学中要尽量减少学生计算的错误,提高计算的正确率,应根据学生的实际情况,因材施教,因人施教,采取相应的对策,才能提高学生计算的能力。
(二)前后知识的相互干扰对小学生的影响
小学生都认为:我知道按顺序做是比较方便的,但这样就没有运用运算定律,就不是简便计算!也有的小学生:“我根本没仔细看过题目,因为是简便计算嘛,所以拿上来就运用运算定律。”这种错误是由于小学生不正确的简便意识所造成的,他们认为:简便计算一定要运用运算定律,否则就不是简便计算!
由于不看题,本来直接算括号时,算式会更加的简便,但是有些小学生却认为要用运算定律,式子才会简便。因此利用乘法的分配率,虽然最终答案是正确的,但是导致算式多走了弯路,反而不简便了。
(三)题目本身的数字特征对小学生的干扰
我们在学习简便计算的一个很明显的标志就是“凑整思想”。“凑整”就是利用运算定律凑成整十整百,从而达到使计算简便的效果。但“凑整”必须建立在正确并熟练运用运算定律的基础上,不能盲目地追求“凑整”,一看到可以合成起来凑成整十整百的,就不顾算式的特性,强制性的“凑整”,变成了为“凑整”而“凑整”,造成知识学习的机械性。有些题,由于受数字的干扰,小学生容易出现违背运算法则的思想错误,盲目追求“凑整”。
(四)小学生灵活运用运算定律的能力欠缺
在教学的过程中,运算定律教学这一部分,教材在编排上安排的课时较短,内容既少又简单,题也典型,教材只是告诉你教什么内容,并提供范例,发挥都在于教师,所以教师在教学时,要一步一步的来,一条一条的说明。所以,在上课时,检查教学效果发现小学生都掌握的不错,都会运用,可是一到他们自己课外去做时,就不会运用了,因为在前面他们学习了四则运算,从而形成了思维定势,一下子比较难改变过来,还停留在前面的学习当中,在上课时,由于老师一直在强调所以才会运用,而到了课后没有人跟他们说,就不知道怎么使用了。如:56×37+56×63,他们只会按照以前所学的从左到右的计算顺序去计算,不知道使用简便计算,灵活的运用到课堂中来。小学生很难转变所学的知识,所以导致在教学时比较困难。