能量转化的量度教学设计

能量转化的量度（第一课时）[学习目标]（第１稿）１、通过具体实例分析，“做功”与“不做功”的特征，归纳出做功的两要素。２、通过讨论，理清“做功”与“做工”“工作”的区别，更一步理解做功的两要素缺一不可。３、通过功的计算，定量描述能量转化的多少，从而建立功是能量转化的量度。４、通过学习，初步学会运用功与能的观点来研究自然现象，为能量守恒打下基础。[学习目标]（第２稿）１、通过分析物体做功的实例，体会做功的两个要素，初步建立功的概念。２、通过分析“不做功”、“做工”、“工作”与“做功”的区别，进一步理解做功的两要素缺一不可。３、通过功的含义及功的计算，从定性、定量的角度体会功是能量转化的量度。４、通过学习，初步学会运用功与能的观点来研究自然现象，为能量守恒打下基础。[学习目标]（第３稿）１、通过分析物体做功的实例，初步建立功的含义。２、通过分析“不做功”、“做工”、“工作”与“做功”的区别，进一步建立功的含义，理解做功的两要素缺一不可。３、通过具体事例分析及功的计算，从定性、定量的角度体会功是能量转化的量度。４、通过学习，了解概念的一般形成过程，提升学生透过现象看本质的能力，初步形成概念课的一般学习方法。[学习目标]（第４稿）１、面对如何量度能量转化的多少的问题，知道为什么要引入一个叫做“功”的物理量。２、分析能量转化的实例，逐步归纳出有能量转化（有力做功）实例一定具备的两个要素，并尝试对“功”的大小作出规定。３、通过对“做工”、“工作”与“做功”的区别与讨论，进一步明确功的含义。4、通过具体事例分析及功的计算，定量感知能量转化的多少。5、通过对功的概念建立过程的了解，学习科学概念的一般定义方法。九年级（上）《第3节能量转化的量度》第１课时教学设计南湖区新丰镇中学王雄一、教材与学情分析功和能的关系是本章教科书的一条主线，也是定量分析能量转化的过程，提出“守恒”思想的重要基础。本节是第三章第３节，在学习了机械能的基础上，教科书进一步提出了“量度能量转化的多少”知识的学习，在此基础上，加深对“能是物体所具有的做功的本领”、“做功的过程实质上是能量转化的过程”、“功是能量转化的量度”的理解，为本章最后建立能量的转化与守恒定律做好重要的铺垫。学生对于能的多种形式与能的转化都有一定的认识基础，但对能的进一步认识（定量）却没有基础，而且生活中一些现象会影响学生对于功的含义的理解。同时，学生对概念的形成过程并不了解。为此，结合概念教学的特点，本节课从生活情景（建模）入手，在情景中自己梳理出科学的问题，而后又回归到生活中典型情景分析，从中归纳出共性特点，最终形成概念的内涵。通过教学尝试让学生像科学家一样思考。同时，初步学会概念教学的一步形成过程。二、学习目标１、面对如何量度能量转化的多少的问题，知道为什么要引入一个叫做“功”的物理量。２、分析能量转化的实例，逐步归纳出有能量转化（有力做功）实例一定具备的两个要素，并尝试对“功”的大小作出规定。３、通过对“做工”、“工作”与“做功”的区别与讨论，进一步明确功的含义。4、通过具体事例分析及功的计算，定量感知能量转化的多少。５、通过对功的概念建立过程的了解，学习科学概念的一般定义方法。三、教学的重点与难点1、做功的两要素。2、通过定性与定量理解功是能量转化的量度四、教学设计（一）{情景设计，引出问题}情景１：1、一个同学推一辆小车前进10米情景２：２、一个同学推动加了重物的小车前进了１０米情景３：３、一个同学推动相同的小车前时了１５米师：情景1中，小车获得了什么能？人消耗了什么能？能量发生了怎样的转化？同理，情景2、情景３中能量发生了怎样的转化？生：化学能转化为动能。师：说明物体能量发生了转化。师：让我们进一步思考，情景１与２对比，哪种情景能量转化的多？你判断依据是什么？生：情景2中能量转化的多，因为（重力大，从而人的推力大），而且推力越大，能量转化越多。师：情景１与情景３比，哪种情景下能量转化的多？你判断的依据是什么？生：情景3中能量转化多，因为小车通过的距离长，而且距离越长，能量转化越多。师：很好，根据我们所学过的知识和我们的生活经验都容易得到以上结论。师：如果情景２与情景３比，哪个能量转化的多？你判断的依据是什么？生：无法比较。（科学问题始于情景，本节课的情景是生活的再现，有利于学生的理解，符合学生的潜认知。同时，能在情景中通过对比，很自然暴露认知冲突与不足，从而顺利提炼出科学问题，让科学与生活自然链接。）█对应教学目标１、面对如何量度能量转化的多少的问题，知道为什么要引入一个叫做“功”的物理量。（二）{定性分析，界定概念标准}师：科学的发展始于问题，其实科学家也和我们一样，当我们想测量（量度）能量转化多少时，我们用已学过的知识和生活经验已不能解决问题。这时，我们必须引入一个新的物理量，来量度能量转化的多少。这个物理量就是功师：就科学而言，举重运行员举着杠铃不动，却是没有做功，对于概念而言，我们必需归纳众多情景中的共同点，形成最终的概念，那么科学家怎样来确定功的含义？师：从做功的要素考虑1、图中四个物体分别受到什么力的作用？请用示意图表示出来。2、做功的两个情景中：“一定高度，一段路程”说明与距离有关。“抬，推”说明与力有关。通过分析方向。总结：事物做功的两个要素：作用在物体上的力物体在力的方向上通过一段距离。师：从能量转化的角度考虑。问题1：叉车把货物从地面抬升到一定高度。获得了什么能？消耗了什么能？发生了怎样的能量转化？问题2：人推小车在水平路上通过一段路程，小车获得了什么能？人消耗了什么能？发生了怎样的能量转化？生：化学能转化为机械能。（本节课设计从做功的两要素及能量转化两个角度对情景进行分析，让学生把功与能紧密的联系在一起，避免形成功与能的两张皮。同时，通过对文字的点、圈、画，让学生学会在文字中寻找知识点的蛛丝马迹，这其实也渗透了科学知识的学习方法教育。）相关的理念支持：概念的形成指从大量的具体例证（正例，反例）出发，通过归纳的方法抽取一类事物的共同本质属性，从而形成概念。师：小组讨论：你能结合你平时的生活经验及今天所学的知识，分别列举一个对物体做功的情景与一个不做功的情景，并尝试向同学们说明你判断的依据。（列举并尝试用所学知识解释是对生活的再认知，是培养学生透过现象看本质的能力，让同学们把科学新知与生活紧密的联系在一起，在认识现象的过程中自觉运用所学的科学知识，让同学再一次体会科学就在我们身边。）相关的理念支持：概念获得之后，就要在认知活动中发挥作用，并认知活动产生影响，它一般反映在知觉和思维两个水平上。在知觉水平上运用概念是指运用已经获得的概念，帮助识别具体的同类事物并将其归入这一类型。在思维水平上运用概念是指运用概念对事物进行判断、推理或将概念进行重新改组，以满足解决问题的需要。█针对教学目标２、分析能量转化的实例，逐步归纳出有能量转化（有力做功）实例一定具备的两个要素，并尝试对“功”的大小作出规定。█针对教学目标３、通过对“做工”、“工作”与“做功”的区别与讨论，进一步明确功的含义。回归：情景２：２、同学推动加了重物的小车前进了１０米情景３：３、同学推动小车前时了１５米。师：通过以上的学习，我们能比较情景2与情景3能量转化的多少了吗？生：还不能。（通过情景2与情景3的对比，让学生回归情景，再次回归核心问题：怎样判断能量转化的多少，让学生始终围绕核心情景与核心问题寻找解决问题的方法。）师：通过以上的学习，做功需要两个要素：第一，做功与作用在物体上的力有关，力越多，功越多；还与在力的方向上通过的距离越大，功越多。但还是不能比较能力转化的多少，看来科学家们还需进一步的进行规定。（三）定量计算，领悟概念内涵那么功与距离和力有怎样的（具体）定量关系呢？如果你是科学家，你对于这三个物理量的关系会进行怎样的科学规定？你的根据是什么？学生回答：师：其实科学在对一个概念进行定义时，都有一定的思维过程，这一点我们可以拿已经学过的公式进行对比，尝试进行科学的定式。例：路程＝时间*速度从而对比得到：（让学生像科学家一样思考，让学生知识科学知识的本源，通过对本源知识的了解，更能让学生把概念进行串联，从而通过对比，提升学生的学习力。）学习任务：自主阅读课本，并尝试完成计算题（例题），再与课本标准答案进行对比。█对应教学目标4、通过具体事例分析及功的计算，定量感知能量转化的多少。再次回归到情景2与情景3，通过以上的学习，我们能比较两个能量转化的多少了吗？情景２：２、同学推动加了重物的小车前进了１０米情景３：３、同学推动小车前时了１５米。生：可以师：学习任务：请你结合情景2与情景3，运用你刚才学过的功的计算，适当添加你需要的物理量，而后计算出人对小车的推力所做的功？生：自主设计，进行计算。（通过学生根据情景编题，把所学概念放入新的情境中，让概念的具体化，使概念进一步丰富和深化，既体现了学生对所学知识的运用，也体现了用情景串联一节课的设计思路，从而把问题进行到底，真正做到不忘初心，放得始终。）师（总结）：通过大家刚才的计算，我们得到情景2物体做功1000J（假设）,也就是说能量转化了1000J，情景3物体做功1500J（假设）,也就是能量转化了1500J.所以物体做了多少功，就是多少能量转化，通过功的计算，我们可以得出能量转化的多少。所以，功是能量转化的量度。其实，我们今天的一个思考过程，在1843年有一个科学家也进行了相似的过程，他就是焦耳，他用了近7年的时间寻找功与能量的关系，最终得出热功当量。所以，我们发现，功与能的单位都是焦耳。█对应目标５、通过对功的概念建立过程的了解，学习科学概念的一般定义方法。五、设计说明本文课首先通过建模的方式把生活情景模型化，从三个情景中得出“怎样比较能量转化的多少？”这一核心问题，之后让学生像科学家一样思考：“做功的两个要素是什么？”“怎样规定功的计算公式？”，从而从定性到定量分析能量转化的多少，得出功是能量转化的量度这一核心思想。同时，本节课更重要的目标是，通过对功的概念建立过程的了解，学习科学概念的一般定义方法。具体如下：（一）什么是概念学习概念学习就是学习把具有共同属性的事物集合在一起并冠以一个名称，把不具有此类属性的事物排除出去。影响概念学习的因素主要有：概念的定义性特征；原型；讲授概念的方式；概念间的联系以及学生在年龄、性别、智力、动机、情绪、经验、民族、语言能力以及使用学习策略上的个体差异等自身的因素。（二）概念学习的过程概念学习的过程包括概念的获得和概念的运用两个环节：获得概念有两种形式，即概念的形成和概念的同化。1、概念的形成指从大量的具体例证出发，通过归纳的方法抽取一类事物的共同本质属性，从而形成概念。2、概念的同化指将新概念纳入到学生认知结构中原有的有关概念之中，从而使学生获得概念的方式。概念的运用是指概念获得之后，就能在认知活动中发挥作用，并认知活动产生影响，它一般反映在知觉和思维两个水平上。在知觉水平上运用概念是指运用已经获得的概念，帮助识别具体的同类事物并将其归入这一类型。在思维水平上运用概念是指运用概念对事物进行判断、推理或将概念进行重新改组，以满足解决问题的需要。（三）促进概念学习的条件促进概念学习要充分考虑概念获得和运用两个环节，还要考虑影响概念学习的因素。1、提供概念范例范例指能够代表概念的典型事例，提供适当范例有助于学习者掌握概念的主要特征。范例既可以有概念原型，以便告诉学习者这个概念是什么，也可以有反例，让学习者了解这个概念不是什么。一般来讲，最好的范例就是那些定义性特征很明显或学习者最熟悉的原型。当某一概念很容易与其他概念混淆时，反例非常重要。提供范例的方法可以有两种：一种是例—规法；另一种是规—例法。2、利用概念间的联系构图概念之间是有联系的，利用学习者已有概念组成“概念地图”，把新概念置于其中，在这样的“地图”中，概念与概念间的上下级关系得以明确显露，概念被赋予了更多的含义，有利于学习者通过已知概念来掌握新概念。3、消除错误概念学习者很容易由日常生活经验而形成不科学的错误概念，而且这种不科学的错误概念一旦形成，又难以消