物理八年级下册11.3 动能和势能教学设计

这是一份物理八年级下册11.3 动能和势能教学设计
“动能和势能”学习目标通过实验演示和观察分析，知道通过是否对别的物体做功来来建立能量的概念.通过探究，能归纳出动能的大小物体的质量、运动速度的关系，重力势能的大小与物体质量、高度的关系.通过实验演示知道弹性势能的大小与形变量的关系.并能解释简单的现象.会使用控制变量的方法进行实验设计，会用转换的思想认识能量的变化. 通过校园奔跑和高空抛物等伤害事故，培养学生的科学责任和态度.重点、难点重点：探究动能、势能与影响因素之间的关系.难点：能量概念的建立.设计思想学情和教材分析学情分析：学生在初二物理的学习中对动能、势能等各种能量有了初步的了解，但为什么说物体具有能量，如何来量度能量的变化，各种能量与影响量之间的关系等知识和技能需要学生进一步的学习和探究.在八年级物理学习中，学生对“控制变量法”研究问题已经多次接触.但学生在实验的规范、科学的测量、对比实验的效果等方面需要进一步的培养，教学中教师要注意了解学生的掌握情况，并对学生提出新的要求.教材分析：本节内容是苏科版九年级物理上册第十二章《机械能和内能》第一节的教学内容.从单元的角度讲，本节内容是一级主题“能量”之下二级主题“能量、能量的转化和转移、机械能”中的开始篇，是力、力与运动、简单机械和功等知识的延伸，更是“内能、电磁能、能量守恒、能源和可持续发展”等二级主题等内容后续学习的重要铺垫.【从知识上讲】要用到力、力与运动关系、做功等前期知识，并且能建构出能量的概念；通过探究归纳出动能、势能等能量与各影响因素之间的关系，并会使用知识解释生活现象.【从技能上讲】要涉及刻度尺的使用、证据的收集方法和实验的作技能等；【从方法上讲】要会使用“控制变量”的方法和“转换”的思想来研究问题，并且综合应用分组实验、演示实验、讲授、讨论等多种形式的教学方法.【从科学态度和责任上讲】要引导学生理解“课间奔跑”和“高空抛物”的危害，培养正确的科学态度和责任.在研究问题的过程中，要注重引导学生科学的探究方法，提倡多种学习方式，让学生通过自己设计、思考、讨论、实验等方式参与到教学过程中，充分激发学生的创造性思维。充分体现以教师为主导，以学生为主体的原则.设计思想实验是学习物理的基础，物理学来源于实验及由此培养的逻辑思维.实验教学的设计要遵循八个字“基于任务，指向目标”，课堂组织必须依托一定的架构，这种架构就是以“问题链”为核心的“思维载体”和以“实验”为核心的“资源载体”.基于课程标准和教材、学情分析，本设计在尊重教材编者意图的基础上，对内容的顺序稍作调整，并对部分内容进行了新的设计.【概念建立环节】通过4个问题链的引领、学生体验活动，在发现运动物体能对其它物体做功的基础上建构出“能量”和“动能”的概念，通过“找找身边的物体是否也具有能”找到具有重力势能的物体，通过解密“纸片为什么能跳起来”找到具有弹性势能的物体，不断深化“物体具有做功的本领则物体就具有能量”的“能量”建构依据。【实验探究环节】关于对 “动能与质量、速度的关系”的探究，由于前期教师的演示、问题引领加上学生的体验，只是考察数据的记录是否规范，结论的书写是否严密；关于 “重力势能与质量、高度的关系”的探究，通过模拟打桩，让学生自主探究，然后选择小组上台展示，其余学生观察思考，重点考察学生的实验技能，数据记录的规范性，学生对实验的评估和创新能力.【评价任务环节】设计了5个评价任务， 1.为什么要对机动车的行驶速度进行限制？2.在同样的道路上为什么要对不同的车限制不同的速度？3.学校三令五申禁止同学们课间奔跑，却效果不理想.学了动能知识后，请说说你的理解.4.某一小组上台展示，其余学生观察思考，并对该组同学的实验进行评估和提出创新性的设计. 5.如图所示，你发现什么？这是因为什么造成的？在生活中你要注意什么行为？6.比比谁的卡片能跳的更高.其中1、2、3、5为终端测量评价任务，旨在反馈学生对知识的掌握程度，并培养学生形成正确的科学态度和责任.其中4、6为表现性评价任务，4指向批判性思维的培养；6指向“弹性势能”概念建立，获得弹性势能与形变量的关系.教学思路基于上述理解和分析，本设计的教学思路可以用下面的流程展示:学习目标建构能量的概念归纳动能与质量、速度的关系归纳重力势能与质量、高度的关系学习任务如何感受到运动的小车能干什么？探究动能与影响量的关系探究重力势能与影响量的关系思维载体1.当汽车驶来时你会怎么做？2.用木块放在代替人，你看到小车对木块做了什么？1.动能和哪些因素有关？2.怎样探究动能和多个因素的关系？3.如何保证速度不变和改变？如何改变质量？如何测量动能？4.你得到的结论是怎样的？1.重力势能和哪些因素有关？2.怎样探究重力势能和多个因素的关系？3.如何显示重力势能？4.你得到的结论是怎样的？资源载体运动的小车撞击木头，感受小车对木块做了功小车撞击木头：测量木块移动距离与小车质量、速度的关系模拟打桩：测量桩插入沙子深度与质量、高度的关系评价任务1.为什么要对机动车的行驶速度进行限制？2.在同样的道路上为什么要对不同的车限制不同的速度？3.学校三令五申禁止同学们课间奔跑，学了动能知识后，请说说你的理解.4.某一小组上台展示，其余学生观察思考，并对其进行评估和提出创新性的设计. 5.如图所示，你发现什么？这是因为什么造成的？在生活中你要注意什么行为？6.比比谁的卡片能跳的更高.教学资源演示实验器材：抽水机、吹风机、风车、演示小桌、水﹑准备一组与学生所用完全相同的实验器材（便于学生上讲台演示实验方案）.学生实验器材：实验小车、斜面、木块、砝码、刻度尺、小桌、沙子、橡皮筋.教学设计教学反思任何一节课一定有需要完成的核心任务，一定有需要形成的物理观念，一定有需要培养的科学思维，一定有为达目的所做的科学探究手段.通过本堂课的教学，本人主要有以下三点反思，现表述如下：一、探究能力的培养要关注“侧重点” 在不同课时或在同一课时中不同的探究要关注探究能力培养的侧重点.对于演示实验可以侧重训练学生的观察品质和分析、表达能力；对于体验性实验可以侧重培养学生的实验操作技能、表述自己体验和发现问题等能力；对于探究性实验可以侧重提升学生的实验设计能力、信息加工能力、迁移创新能力和逻辑思维能力等.本文在“能量”“动能”“重力势能”“弹性势能”等概念的建立过程中主要采用的就是演示实验和体验性实验，学生从中不仅建立了能量的概念，并且发现了能量是有大小的，不同能量的发生条件是不同的等问题.关于对 “动能与质量、速度的关系”的探究，由于前期教师的演示、问题引领加上学生的体验，只是考察数据的记录是否规范，结论的书写是否严密；关于 “重力势能与质量、高度的关系”的探究，通过模拟打桩，让学生自主探究，然后选择小组上台展示，其余学生观察思考，重点考察学生的实验技能，数据记录的规范性，学生对实验的评估和创新能力. 在“比一比谁的卡片能跳的更高”的研讨中，如果课前能让学生先期制作，然后再来交流，学生在形成物理观念、提高科学探究能力和提升科学思维能力等方面将获得更进一步的增长.二、从“行为”到“思维”的发展要重视“问题链” 的设计“行为”是思维的体现，行为又可以促进“思维”的创新，“行为”和“思维”结合的纽带就是“有价值的问题”，为使思维活动连贯而不跃迁，应将问题整合成具有内在逻辑的问题链.本文通过4个问题链的设计，紧紧围绕“探究行为”进行系统的设计，作为“思维载体”的问题链不仅保障了学生探究行为的实施效度，更有利于探究行为广泛而有效的发生. 三、评价任务的设计要注重 “实体”的设置评价是对探究反思的过程，是完善认知的一种手段.它有利于发展学生的批判性思维，促进学生自主完成知识体系的建构.通过评价，让学生在认知上得到提高，在技能上得到训练，在素养上得到提升.“实体”是相对于那些“虚设”而言的.如某些老师在课堂小结的时候为了体现评价，设计了一些诸如“本节课讲了哪些重点”“本节课要注意哪些问题”“本节课你觉得有存在哪些困惑”这类评价点，给学生一种无从回答的感觉.教师作为教学的组织者和设计者，应当给学生创设系列的评价“实体”.本文通过4个终端测量评价和2个表现性评价作为评价点，学生基本达成了应用知识解释生活现象的目的，并对学生批判性思维的培养有了一定的帮助. 如果在“如何科学的保证不同质量的小车获得相同的速度”这一环节，设计“让不同质量的小车在斜面等高处滑下，发现同时到达水平面的实验”将更有助于学生加强证据意识.如果在“卡片跳起来的过程中”，能进一步提出问题“弹性势能、动能、重力势能在这一过程中分别发生了怎样的变化”，那么将更加有助于学生自主完成知识体系的建构，并且同时能发现新的研究问题，为下一课时“能量的转化”做好铺垫.教师活动学生活动说明展示限速标志,提出问题:（1）为什么要对机动车的行驶速度进行限制？（2）在同样的道路上为什么要对不同的车限制不同的速度？出示任务一：怎样感受到小车能干什么？问题链1：1.当汽车驶来时你会怎么做？2.用木块放在代替人，你看到小车对木块做了什么？板书：做功 能量（E）提问：运动的空气是否具有能量？运动水是否具有能量？为什么说它们具有能量？你如何感受到能量的存在？演示：用嘴吹风车，用吹风机吹风车，用不同的档位吹风车；用抽水机使水流动，并让风车转动.提问：在刚才的实验中我们还发现风车转动的快慢不同，表明能量是有…？我们可以用…来量度度能量的变化？其单位可以用…？板书：单位：J答：汽车过来时我会闪开.实验：让运动的小车撞击木块，观察并思考.答：小车对木块施加了力，并且在力的作用下通过一段距离，表明小车对木块做了功.学生观察.答：运动的空气、液体都具有动能，我们可以通过对别的物体是否能做功来感受到能量.答：表明能量是有大小的；可以用做功的多少来量度能量的变化；其单位和功的单位相同，也是J.以问题情境启动学生思维，让学生产生认知冲突，激发学生学习欲望.在问题链的引领下，通过体验、观察、归纳，建构能量的概念.通过固、液、气都能对物体做功，建立一切运动的物体都具有动能这一概念；要突出没有显示物体与有显示物体的对比，注重能量概念的建立过程；注意演示实验的可视性，用大风车；进行速度大和速度小的对比实验，可以为能量有大小，其大小可以通过做功的多少来量度，动能的大小与哪些因素有关的猜想做好铺垫.出示任务二：探究动能与影响因素之间的关系.问题链2：1.动能和哪些因素有关？2.怎样探究动能和多个因素的关系？3.如何保证速度不变和改变？如何改变质量？如何测量动能？4.请写出你获得的结论.板书：动能（运动） m，v实验过程中，教师巡视，帮助有困惑或有问题的学生.终端测量评价：1.为什么要对机动车的行驶速度进行限制？2.在同样的道路上为什么要对不同的车限制不同的速度？3.学校三令五申禁止同学们课间奔跑.学了动能知识后，请说说你的理解. 学生讨论、交流答:动能的大小可能与质量、速度有关系,生活中大卡车比小汽车对别的物体做功厉害，子弹的速度大对别的物体做功也厉害.答：使用控制变量的方法.答：初二的时候学过，让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，到达底部水平面的速度是相同的；同一辆小车从不同高度滑下，到达底部的速度是不同的.答：没有测量能量的仪器，我们可以通过测量力和距离的乘积，通过做功的多少反映能量的大小，用距离来显示.学生实验.答：当质量相同时，速度越大，物体的动能就越大；当速度相同时，质量越大，物体的动能就越大.答：当汽车的速度越大时，小车的动能会越大，对别的物体所做的功就越大，造成的伤害就越大，所以要限速.答：当速度相同时，汽车的质量越大，动能越大，所以质量大的汽车，限制速度要小一些.答：运动的物体具有动能，当碰撞在一起时，会对别的物体做功，造成伤害，所以平时我们要杜绝“课间奔跑”现象. 用问题链的方式，让学生明晰实验设计时需要考虑的的几个问题，给学生有思考的空间和时间；通过小组讨论、交流，形成思维共享，通过师生对话对问题达成共识；在前期教师演示、问题引领、学生体验的基础上，学生对实验的过程困难不大，所以此探究把重点放在考察数据的记录是否规范，结论的书写是否严密这方面.通过评价任务1、2检测学生对动能与质量、速度关系的掌握情况；通过评价任务3，帮助学生树立正确的科学责任和态度.通过学生的表述，指导学生解释现象过程中语言的精炼和严谨性. 找一找身边不运动的物体是否也具有能量？为什么说它具有能量？它具有的是什么能量？它要满足什么条件才具有这种能量？你可以通过哪些方法改变这种能量？出示任务三：探究重力势能与影响因素之间的关系.问题链3：1.重力势能和哪些因素有关？2.怎样探究重力势能和多个因素的关系？3.如何显示重力势能？4.请写出你获得的结论.板书：重力势能（被举高） m，h表现性评价：4.某一小组上台展示，其余学生观察思考，并对其进行评估和提出创新性的设计. 终端测量评价：5.如图所示，你发现什么？这是因为什么造成的？在生活中你要注意什么行为？答：我的笔袋具有能量，在被举高时（同时展示），蓄势以待，放手时在重力的作用下就能对别的物体的做功了，把它称为重力势能.答：用更重的物体或把它举的更高，对别的物体的伤害更厉害（做的功更多）依据问题链3进行自主实验；答：当物体质量相同时，物体被举的越高，物体的重力势能就越大；当物体的高度相同时，质量越大，物体的重力势能就越大.交流1：我们可以在钉子陷入深度处做好标记，这样可以使测量数据更科学.交流2：我们可以在沙子中插入刻度尺，用来确保两个物体的高度相同；交流3：每次实验后，要重新摆放小桌，确保每次沙子是平的.交流4：每次物体要撞击在小桌的中央，不要让小桌倾斜.答：我发现一个小小的易拉罐深深的插入了坚硬的挡风玻璃中，这是因为易拉罐在高空落下，具有很大的重力势能，做功导致严重的危害.答：生活中千万不要高空抛物找找不运动的物体是否具有能量，可以评价学生对能量概念的理解情况；通过展示、能量产生条件的思考，帮助学生建立新概念通过模拟打桩，让学生自主探究，在实验中充分展露自己的问题；然后选择小组上台展示，其余学生观察思考，通过生生交流的方式规范实验操作技能，规范科学记录证据的方法，并且提升学生对实验的评估能力和创新设计能力.通过评价任务5检测学生对重力势能与质量、高度关系的掌握情况；并帮助学生树立正确的科学责任和态度.表现性评价：6.比一比谁的卡片跳的高.问题链4：1.请一位同学上台解剖这个教具，并说出所用器材和制作方法.2.请说明卡片能跳起来的原因，表明它具有什么样的能量？这个能量的产生必须满足怎样的条件？3.请你让卡片跳起来，并思考这个能量与什么因素有关？并说出相互关系.板书：弹性势能（弹性形变） ⊿x课后把卡片制作成“跳蛙”，比一比谁的“跳蛙”能跳得更高.并说出你的设计和做法. 学生上台解剖教具.答：这个教具使用了一张硬卡片和一根橡皮筋.在卡片折叠对齐，并在一侧开两个卡口，把橡皮筋套在卡口内，就制成了会跳的卡片.答：把卡片展开，会感到橡皮筋收缩，通过初二弹力的学习，可以知道橡皮筋在恢复形变的过程中会对卡片施加弹力，从而对卡片做功，所以弹性形变的橡皮筋具有弹性势能，这个能量产生的条件是物体必须发生弹性形变.答：在操作过程中我发现：卡片跳起的高度与橡皮筋的形变量有关系.当形变量越大时，橡皮筋的弹性势能就越大.把这个评价任务设计为表现性评价任务，指向“弹性势能”概念的建立，获得弹性势能与形变量的关系.通过小制作，把综合实践活动的培养目标引入课堂，培养学生的实验设计能力和创新能力.进一步探究“弹性势能的大小还与哪些因素有关”.板书设计：具有做功的本领能量（E）单位：J弹性势能（弹性形变）⊿x重力势能（被举高）m，h动能（运动）m，v板书设计：要具有结构性；要能体现知识的形成过程；突出重要知识网络；要便于学生的理解和记忆.