高中物理“機械能守衡定律”的實驗教學法探究

高中物理“機械能守衡定律”的實驗教學法探究

　隨著課程改革在高中教學中的不斷推進，許多新的教學方式和手段被應用到高中物理教學過程中來.機械能守恒定律是高中物理學習過程中重要的定律之一，在高中物理知識拓展應用方面中有著十分重要的作用.下面簡要介紹在新課標理念的背景下，高中物理“機械能守恒定律“的實驗教學法探究.

　　一、情境教學，引起學生興趣

　　情境教學法為新課程理念下，創造高效課堂有效的教學途徑之一.在實驗課程中利用情境教學法，能夠讓實驗過程更加生動有趣，提高物理知識的生活性質，從而加深學生對知識的記憶點.機械能守恒定律實驗教學的主要實驗教學目的是為了驗證機械能守恒定律，學生在學習了理論知識之后，教師組織學生利用已有的實驗器具來進行該定律的驗證.那么該如何展開實驗情境教學呢？以往教師一般采用演示實驗，讓學生來明白物理規律，這樣的教學方法的弊端在于學生總是順著教師的思路去思考，并沒有真正地自主完成驗證性實驗，從而對于實驗結論也往往只形成表面的認識.而情境實驗教學法，則更多的是讓學生產生自主探究的理念.

　　因此，在驗證機械能守恒定律實驗教學過程中，教師首先可以利用多媒體教學設備展示一些物理情境，例如：彈簧的一端接在氣墊導軌的一端，另一端和滑塊相連，讓滑塊在水平的軌道上做往復運動；運動員投出鉛球；并提出問題：（1）小滑塊為什么能夠做往復運動？（2）小滑塊為什么最后停下來？這些問題的設計出發點本文由論文聯盟http://www.LWlM.cOM收集整理都是為了激發學生的學習興趣，帶動學生的探究性思維，并且為本節課結束時的反饋埋下伏筆.同時為下面的實驗研究奠定基礎.帶著問題給學生做一個簡單的演示實驗：依次演示自由落體、豎直上拋、滾擺、單擺和彈簧振子，提醒學生注意觀察物體運動中動能、勢能的變化情況.在引導學生分析物體運動狀態變化過程中得出重力勢能增大（減小）的過程就是動能減少（增大）的過程.繼而提出問題：通過上述分析，我們得到動能和勢能之間可以相互轉化，那么在動能勢能的轉化過程中，動能和勢能的和有什么變化呢？引起學生的探究性思考.具體教學過程如下：

　　師：在以上的例子中，自由落體運動是最簡單的現象，那么我們就以自由落體運動為例，來研究在下落中，物體的動能、重力勢能的變化究竟有何關系.根據以上的實例，我們不妨大膽的猜測一下.

　　生：（七嘴八舌）守恒，總的能量不變……

　　師：也許守恒，也許不守恒，到底怎樣，需要事實來檢驗，但是，如果動能和重力勢能真守恒的話，自由下落的小球不論在哪個位置，總能量應是一個恒定的值.那么，我們只要在小球下落的過程任意選取不同的幾個位置，想辦法測出這幾個位置的動能、重力勢能，一切就都明白了.

　　二、設計實驗方案，注重學生實驗技能培養

　　實驗方案設計對于實驗課程的實施是有重要意義的，教師在進行實驗方案設計過程中，不僅要注意到如何提高學生的實驗興趣，發散思維，同時還需要注重學生的實驗技能培養，實驗技能培養包括了對于實驗儀器的構造了解、使用的原理了解、使用方法的掌握等，確保實驗過程中，不會有學生出現基礎實驗器具使用不好的情況，浪費實驗時間，也拖延了整體實驗進度，同時也會造成實驗一定程度上的失敗.講實驗，背實驗，在黑板上畫實驗均不能代替學生親手做實驗，上好實驗課的一個重要前提是要有耐心，一半學生渴望實驗課提高自己，一半學生渴望實驗課發泄自己.因此，教師應該本著“因材施教”的原則，在實驗方案設計過程中，設計的實驗目的也需要有一定的階梯性.

　　機械能守恒定律的實驗方案設計如下：

　　1.實驗器材：打點計時器、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學生電源等.

　　2.本實驗驗證極其簡單情形下的機械能守恒——自由落體運動.而且，針對的是極其特殊的過程——從釋放點到某位置.計量重力勢能的改變時，只要測量出過程越過的高度，結合當地的重力加速度即可.計量動能改變時，啟用了打點計時器——根據打出的紙帶求末狀態的瞬時速度（依據“勻變速運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度”）.

　　3.針對資質好的學生，要求其在實驗結束后深入思考：實驗過程中，為什么要取第一、二點間距為2mm進行數據處理？其主要原理是什么？而資質相對差的學生，則主要需要根據實驗結果的表格數據進行一定的總結歸納.

　　三、開放性實驗教學

　　物理學來自于生活，每一條定律規律都在生活中有跡可循.物理實驗很大程度上的比較接近生活的.而學生都有自己的生活環境和生活方式，從而也衍生出了對實驗的不同看法.因此，物理實驗教學中教師應該不斷引導學生自主創造實驗，也就是讓學生根據自己對教學實驗的不同看法，從自身的問題出發去自由的設計實驗，形成一個開放性的實驗環境，有利于培養學生的創新精神.

　　機械能守恒定律實驗教學過程中，在學生有一定的功、能的基礎知識后，教師提出：我們從理論上論證了，自由落體運動中，物體的機械能是守恒的，那么，究竟如何測量打下A點時物體的速度vA，別的小組的同學有沒有合適的方案呢？

　　引導學生開展探究實驗，讓學生根據已有實驗器材，自由設計，教師可以根據學生的實際行動及時給予一些指導.力求達到教材以及教學原有的對學生科學素養和動手動腦能力的培養要求.

　　總之，新課標理念的背景下，高中物理實驗教學法探究，教師要善于運用情境教學，引起學生興趣.精心設計實驗方案，注重學生實驗技能培養，注重進行開放性實驗教學.

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