探究初中階段關于能量知識的教學

修建敏

【摘 ? ?要】物理學中物質具有各種形式的能量，各種形式能量之間能夠相互轉移或轉化，這個過程中物質就對外做功，由此產生了很多物理現(xiàn)象。學習各種形式的特點，應用轉移和轉化的過程，能有效解決關于物理方面的很多問題。

【關鍵詞】初中物理 ?能量 ?形式 ?特點 ?過程

中圖分類號：G4 ? ?文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.10.125

宇宙中找不到一個絕對靜止的物體，所有的物體普遍在做各式各樣的機械運動。例如：物體由于位置較高而具有中立勢能，因發(fā)生彈性形變而具有彈性勢能，而且物質的分子之間存在引力和斥力，因此物質的分子之間還具有勢能，以及物體內所有分子由于熱運動具有的動能，以及分子間勢能的總和叫做物體的內能。還有即使在原子中都存在巨大的能量——核能等等，這些方面我們都可以看出來能量在日常生活和生產學習中的重要性。而初中的物理課程可以聯(lián)系生活中的常見現(xiàn)象帶領我們認識能量存在的形式，研究能量轉移的作用、能量轉化的過程和特點，以及如何更合理的利用各種形式的能量。我將具體從以下幾個方面展開能量教學中所思所感。

一、物體的機械能

機械運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象，這就是運動的普遍性。運動的物體有對其他物體做功的能力，影響動能的因素包括質量和速度，因此在教材中設置先從物體的質量和速度說起。對于質量和速度同學們在生活中有比較普遍的認識，所以教學的重點是教學生如何正確的描述這些物理量。運動的描述首先要選擇一個作為標準的物體作為描述物體運動的參照物，以不同的物體作為參照物，物體的運動情況是不同的。由于學生在生活中認識速度都是以地面為參照物，形成了固化的認識，因此教師糾正學生這一片面的認識，使學生正確理解物體的運動情況和參照物之間的相對關系是教學工作中的重點。

在日常生產工作中，人類很早就懂得筑壩，用高處的水去沖擊水輪碾米、磨面，反復地舉起重物來夯實地基，應用的就是位于高處的物體也具有做功的本領，這種形式的能量就是重力勢能。將這樣的重力勢能知識應用于具體的教學過程中，聯(lián)系生活中的常見現(xiàn)象來分析重力勢能與質量和高度的關系。當然同樣的道理，應用于動能、重力勢能、彈性勢能間，讓學生體會相互轉化是生活中的普遍現(xiàn)象，也有廣泛的應用，就可以在教學中使學生更加直觀的認識加強動能、重力勢能、彈性勢能三者綜合之間的轉化過程，也更容易激發(fā)學生的學習興趣和熱情，對以后的學習進程是有極大好處的。

教師通過一些小的動手實驗來開啟學生學習物理知識的大門也是不錯的方法。例如：將一個小球放在彈簧上，用力向下壓小球，彈簧受到壓力后發(fā)生彈性形變，因而具有了彈性勢能，撤去力后，彈簧恢復到原來的形狀，與此同時彈力對小球做功，將小球彈起，彈性勢能轉化為小球的重力勢能和動能。小球向上飛的過程中，在重力的作用下，速度逐漸降低，動能轉化為重力勢能，小球到達最高點后，在下落的過程中重力勢能又轉化動能，接觸彈簧后，動能再轉化為彈性勢能。結合這一系列知識點于具體的實驗過程，做出能量轉化的圖示能夠有效促進學生對機械能之間轉化過程的理解和認識。

二、內能

初中學習的內能知識包括物體內分子做無規(guī)則熱運動所具有的動能和分子間相互作用而具有的勢能。溫度是組成物質的分子運動的宏觀標志，溫度越高，表明物體內部的分子運動越劇烈，分子運動的劇烈程度又影響分子間的距離，從而使物質的物態(tài)發(fā)生轉化。

就九年級的物理教材而言，從教學的重點是溫度、內能改變方式，例如：熱傳遞的實質是內能從高溫物體傳到低溫物體或者從同一物體的高溫部分傳向低溫的部分，即內能的轉移，在熱傳遞過程中，物體升高或降低的是溫度，傳遞的是熱量，改變的是內能。內能和機械能之間的轉化，各種樣式的熱機燃料燃燒時釋放的內能轉化為機械能，教材中主要學習內燃機這種熱機，其工作原理主要包括做功沖程中內能轉化為機械能，壓縮沖程機械能轉化為內能，壓縮沖程的能量轉化這些考點、難點、重點。學生容易忽視且不容易形成自己的知識體系，教師要對學生的實際學習情況做好調查，并要有切實周密的準備，在課堂教學中要時刻注意學生的反應，并不斷創(chuàng)新、改進，提升課堂質量和效率。

三、電磁能

電在生活中已經越來越重要，留意一下周圍的電器就會發(fā)現(xiàn)：從20世紀初的電燈，到現(xiàn)在的電子計算機，電的應用促進了人類文明的快速發(fā)展。在家庭生活中，各種家用電器將電能轉化為其他形式的能量，根據它們的特性和用途可分為電能轉化為光能、內能和動能三種形式。研究教學大綱和課改要求，可以從以下幾點展開討論：電源和電阻（各種電器）用導線接成通路形成電流，電流經過電阻發(fā)生能量轉化，在這個轉化過程中涉及電壓、電阻、電流等物理量。如何正確地分析和計算這些物理量是教學工作的重點，而電路中的總電壓（流）和各部分電壓（流）的關系和電路中的總電阻和分電阻有很緊密的聯(lián)系。故此為了使學生能充分認識每個物理量之間的關系，教材中設置了多個實驗探究活動，教師要引導學生通過相關實驗結果發(fā)現(xiàn)電壓、電阻、電流之間的關系，并結合教材內容教會學生通過電路圖分析和解決電學問題。

物理學家奧斯特在研究中發(fā)現(xiàn)電流周圍會形成磁場，許多科學家對這發(fā)現(xiàn)進行了逆向思考，法拉第發(fā)現(xiàn)了利用磁場產生電流的規(guī)律和條件。例如以下幾點之間能量的轉化：發(fā)電機，實現(xiàn)將其他形式的能量轉化為電能;電動機，實現(xiàn)電能轉化為動能。教師可以利用實驗讓學生更深入的認識這兩類裝置的結構和工作方式，并結合教材中圖示分析電流方向和運動方向在磁場中的變化過程。當然結合生產生活這兩類裝置的廣泛應用，發(fā)電機將自然界物質的熱能和動能轉化為電能，為社會提供了豐富的能源，電動機用于各種機械裝置，從這些方面來展開教學，易于學生接受并深入探討。

四、能量守恒定律

現(xiàn)代化的生活就是以電為中心的能量轉化和利用過程，而各種裝置只是把一種形式的能量轉化為另一種形式，嚴格遵循能量守恒定律。能量的轉化是為了某種使用目的，正確認識和分析能量轉化的過程，提高各種形式的能量之間的轉化利用的效率，也是學生理解的難點。教師應結合生活中常見現(xiàn)象，由淺及深，使學生能夠正確理解能量守恒定律，并能利用能量守恒定律分析和解決一些簡單的物理問題。

綜上所述，我們就可以理清有關于初中能量學習的重點和難點。對此，教師在平時的教學的安排中要著重強調，結合實際教學中學生出現(xiàn)的問題不斷改進教學方法，就能量這一塊的初中物理物理知識應該就能很好的掌握了。