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山东省基础教育新课程教师远程研修丛书 高中物理 2009年 必修模块《物理2》 第五讲：高中物理规律教学中的科学探究 —— 《动能的改变》教学设计及案例评析 山东师范大学附属中学 翟厚岚 本讲将以物理必修2 中《动能的改变》一课为例，探讨有关物理规律教学中的科学探究问题。 同时重点谈一下科学探究中的模型研究法以及物理学史在教学方案设计中的作用。 关于《动能的改变》这节课，各种版本的教材在教学设计上差异很大。所以在研究了各种版 本教科书的基础上，理解教材编写者对《动能的改变》教学的设计意图，试图挖掘出他们对这节 课理解的一些共性的东西，在这个基础上，力争设计出适合自己的教学方案。其实在五年课程改 革教学实践中，教师对动能定理这节课的教学思路也经历了一个逐渐清晰明朗的认识过程。 教科书体现了教材编写者的指导思想，它是编写者在领会课程标准要求之后给出的不同的教 学思路。无论是哪个版本的教科书，其内容和深度都应该是依据课程标准来确定的，但不同版本 的教材渗透了教科书编写者对课程标准的领会。既有对科学内容的把握，又结合了他们丰富的教 学实践经验。实际上，教科书是编写者对教学内容的一个再创造过程。所以同样的内容主题，在 程度、要求、呈现方式、侧重点等方面就出现了差异。 《动能的改变》这节课的课程标准： 通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。 理解动能和动能定理。 用动能定理解释生活和生产中的现象。 例：用打点计时器或光电计时器探究恒力做功与物体动能变化的关系。 例：从牛顿第二定律导出动能定理。 活动建议：通过查找资料、访问有关部门，收集汽车刹车距离与车速关系的数据，尝试用动 能定理进行解释。 从课程标准可以看出，在动能的改变这节课中，涉及到的主要内容有：动能的概念、恒力做 功与动能关系的实验探究、动能定理及其应用。这节课教师在教学设计中首先需要解决的问题有： 1 山东省基础教育新课程教师远程研修丛书 高中物理 2009年 ①实验探究在本节课教学中的作用是什么。②怎样设计动能概念的教学。③实验探究与数学推导 的关系是怎样的。④恒力做功与动能变化到动能定理的过渡。下面通过分析教材、分析学生、回 顾物理学史，谈一下如何解决这几个问题。 1．实验探究在本节课教学中的作用是什么 物理定理是由理论演绎推理的结果，它的建立需要由事实证据来检验。因此，动能定理这节 课实验探究的意义是很明确的，动能定理的学习应该安排学生的探究实验，通过实验来验证理论 推论的正确性。变力做功的实验是不容易通过实验完成探究的，因此本节课只安排恒力做功与动 能变化关系的实验。 2 ．怎样设计动能概念的教学 第二个问题，关于动能的教学，在不同版本的教材中也有所体现，比如，有的教材，在定性 1 2 了解动能大小因素的基础上，直接给出了动能的定义 mv ；有的教材，是在实验的基础上，结 2 1 2 合理论推导，探究了 mv 的物理意义，从而给出了动能的定义；有的教材，在牛顿定律推导动 2 能定理的过程中，讨论出了动能的定义；有的教材，从功能关系入手，根据计算做功的多少找出 动能的表达式。 对动能这个概念的要求，从课程标准来看重要的是理解。而如何能够使学生理解这个概念， 看来不同教材的编写者设计的过程是不一样的。但都在用不同的方式，努力让学生理解这个概念。 其实，动能概念的教学其意义不仅仅在了解动能与质量、速度的平方有关，在了解了动能概 念在物理学史上的建立过程以后，也就明白为什么有的教材通过举例定性的分析的方法直接定义 动能了。从物理学史中也了解到功的概念也