《探究弹性势能的表达式》教学设计完美版 .pdfVIP

探究弹性势能的表达式》教学设计

杨静和

教材分析】1．物理思维:与老教材相比，《探究弹性势能的表达式》在新教材中单独成为一节，强化了功是能

量变化的量度的思想，是学习重力势能后的进一步拓展，让学生在变力作用的情景下进行功和能关系的探究，再一

次感受功和能的紧密联系，同时通过对弹性势能本质特征的认识过程，为后面的动能定理和机械能守恒定律的学习打

下基础。

2．数学思维：统观新教材在研究运动的即时速度、曲线的切线的问题、图像中曲线围成的面积（用v-t图象推出

匀变速运动位移公式）、向心加速度的推导等内容都渗透了极限的思想，本节课再次向学生渗透了以极限思想为基础

的微积分原理，运用类比和迁移的科学方法，让学生探究，利用图象怎样计算变力做功，从而推导出弹性势能的表达

式；教材对重要物理方法的教学进行系统化、结构化构思，极限的思想、“不变与变”的思想从速度的概念拓展到

力的概念。无论从物理学发展史和数学发展史角度考虑，教材的这种系统化布局是非常符合学生思维发展和认知过

程的。

3．探究方式：在高中物理课程标准中，弹簧弹性势能的表达式未做要求（即不要求学生掌握弹簧弹性势能的表达

式，以及用弹簧的弹性势能的表达式解决相关问题。）本节内容是让学生经历一次理论探究的过程。《探究弹性势

能的表达式》在探究类型中属于逻辑推理任务型。学生的科学探究并不意味着只是动手操作，进行实验活动，凡是

有利于学生“构建知识”、形成“科学观念”、领悟“科学研究方法”的各种活动都属于科学探究范畴。本节课的

探究是在学生原有的认知基础上，通过猜想，运用已掌握的物理规律，采用类比和迁移的科学方法，利用微积分

的数学原理从理论上推导出新的物理规律，它注重理论推导过程和思想认识过程，突出科学探究对学生的影响。

【学情分析】

学生已经具备了一定的物理思维能力，对“研究重力势能是从重力做功入手”以及“功是能量转化的量度”

思想等有了初步的理解；对极限思想在运动学中的渗透也有一定的了解，并且具有一定的知识迁移能力。但一个新

的物理概念的引入往往意味着学生思维结构的一次变化，对于弹性势能的概念及其产生的条件，学生比较容易理

解，并可以猜想出弹性势能跟哪些因素有关，以及弹性势能与弹力之间的关系；但对于计算弹力做功时所用的图像

类比方法、微分思想、积分思想，则对学生的思维能力和数学能力要求较高，一般学生的思维方式、认知水平一

时难以适应这一变化，这就需要教师想方设法地寻找学生原有的思维方式和认知水平与新概念之间的联系，为学生

铺设台阶，使学生的思维一步一步提高，这样形成的概念，学生容易接受而且印象深刻。

【设计思想】

针对我校学生能力和特点，我尝试着在教学中运用两次猜想和三次类比和迁移的方法，运用极限思想，引导学

生去思考、去发现、去寻找新旧知识之间的联系。本节没有提及弹性势能的表达式，对这个关系式也不做要求，因

此学生和教师都可以放下包袱，一心体验探究的过程，在探究过程中，要及时进行点拨，引导学生去发现问题，并

启发学生寻找解决问题的方法，让学生体验到探索自然规律的艰辛和喜悦，同时也潜移默化的培养了学生的创造思

维，提高了学生的思维层次，从而更好的理解和掌握新知识，获取新知识。

本节课的教学流程:

验证：引导学生设计实类比3:利用积分原理，类比2：通过重力的恒力做功

验，通过能量守恒原通过v-t图像求位移的类的方法类比弹力的变力做功的

理，利用弹性势能和其=比得到F-t=方法，渗透极限思想，“不变

他能量的转化，验证弹图像求弹力做功的与变”的思想，运用微分原

性势能的表达式方法，实现第三次方法的理，完成第二次认识的迁移

迁移

【教学目标】

（一）知识与技能1理解弹性势能的概念和物理意义；