探析高中物理機械能教學的方式方法

張興芪

【摘 要】 機械能知識的正式出現是在人教版的第二冊物理教材中，是重點掌握的知識部分。自然界是龐大的，其中不僅包含有各式各樣的物質，也存在著不同形式的能量，能量與能量之間的轉化在自然界這個大環境中時刻發生著，能量的總和不變，即守恒是它們存在的基本原則。而本章內容的教學，既是圍繞著自然界中能量之一的機械能展開，對它的產生、轉化、應用、守恒進行多方面的分析，也歸納其中出現的普遍問題。教學過程中，教師的講述一半作為課堂中的主要內容出現，但是教學的主題卻并不是講臺上的教師，而是接受知識的學生，所以“學”才是教育的核心，把學習到的知識應用于解決實際存在的問題，才是教學效果的最好檢驗。

【關鍵詞】 高中物理 課堂教學 機械能知識

一、機械能章節知識要點梳理介紹

1. 簡要介紹動能定理

在進行機械能的介紹之前，動能是繞不開的理論概念。所以首先從對動能定理的簡要介紹開始。動能定理的本質并不復雜，所研究的物體受到外力作用，發生了自身動能變化的簡單過程。這里的外力有時不是確指某一個實實在在作用到物體身上的力，也有可能是同時不同方向、不同大小的幾個力的合作用，而對物體的動能產生了影響。它是研究機械能做功變化的基本知識，所以在學習機械能的時候，對動能定理的概念也要有較為清晰的認知理解，并且能夠在解決問題的過程當中恰當應用，以保證機械能學習的正常進行。

動能定理的表達形式有許多種，合力與運動路程的乘積各個分力對動能影響的和等，對應其推導也分為較為嚴格的勻速狀態直線運動和普通運動模式，通過相應公式進行推導，進而總結出相應的表達式。常用的動能定理表達式為運動前質量與速度的乘積和與運動后質量與速度的乘積和相等。

2. 機械能知識的相關整理

機械能的核心內容是機械能的守恒定律，一個物理系統中，如果只有重力和物體之間的彈力發揮作用，那么這個系統中的動能和所具有的勢能是可以發生形式轉化的，勢能可以變成動能，動能也同樣可以變為勢能，只是總和始終保持不變。經常被忽視的是，機械能是一個集合概念，它不是單獨的某一種能量，而是多個能量種類的集合，動能、勢能都是他所包含的部分。而要夯實學生的機械能知識，教師就要重視機械能守恒定律的教授與要求。授課過程中，要提醒學生注意機械能守恒定律應用的局限性，當系統中只有重力和彈力中的一種或兩種同時做功時才能夠適用這一定律，可以理解為物體的動能、重力勢能與彈性勢能三者相加，所得數值是一個恒定的值。表達式兩側一側是合外力所做的功，另一側是系統能量的總和，體現了兩側的相關性。

二、物理課堂“機械能”教學的方法探析

1. 使學生明確所選擇對象研究的合理性

研究機械能一類問題時，大多需要圍繞研究所選擇的對象來展開，這些問題中包括系統運動狀態的觀察、系統內部能量的流動變化，既涉及方法也應用思路，所以機械能的課堂教學中首先要使學生明確研究要選擇合理的研究對象。同時對章節中任意一個知識內容的講述都要注意所選擇研究對象是否具有代表性和理論延伸的可能性，結合課堂中的相關知識內容進行補充添加，尋找更好的方法處理所面臨的問題。

2. 強調機械能表達式的掌握記憶

物理的規律大多抽象復雜，要理解記憶這些規律就要弄懂其背后繁復的推理過程，為了便于低層次的基礎性學習和更快速地計算應用，物理表達式對已有的物理規律現象進行了新的總結和整理，形成了新的物理表達形式。高中階段，學生接觸的物理知識有限，要實現其應用和對后續知識更深入的理解，既要嚴格要求對現有表達式的記憶掌握。對此類物理問題的解答計算，物理表達式也更能節省推算時間，增加解題效率。值得注意的是，物理學習中其他部分的表達式也有相同的作用，同樣需要理解重視。

3. 從不同角度為學生剖析機械能知識

機械能知識作為整個高中物理階段的重點內容，具備一定的抽象性和理論性，理解存在難度。所以進行機械能課堂教學時，可以嘗試從不同的角度為學生剖析機械能知識。如系統做功當中，把所選擇的物理系統用作機械能研究，在觀察系統的運動過程之后，分析其中是否存在做功問題，具體做功數值能否確定，并以此推斷系統的機械能總和不變得出結論。而從能量守恒來看，能量守恒的時候，系統內部理論上只存在勢能與動能的互換，與外界沒有能量關聯。如果選定一下落物體為研究對象，測定該物體動能與勢能的變化與理論值相比較，符合則能量守恒得證，不成立則要分析這個過程中所忽視的其他因素干擾情況，并最終得出確切結論，解決學生疑問。

三、課程設置對機械能知識的鞏固強化

除了對機械能知識體系的構建講述，課程本身的設置也能實現對教學的輔助和知識的強化作用。上課前的課堂情境導入，教師可以選擇實驗演示，吸引學生注意和好奇心，放松學生對陌生重點知識的畏懼抵抗心理，簡單的斜坡小球撞木塊小實驗或者牛頓擺球裝置都可以完成這個環節，也可以由教師指導，學生嘗試進行，增加其參與度。此外，課堂中豐富清晰的理論知識也需要適當的題目練習，所以課前備案時，教師應當適當準備幾個難度適中符合課堂內容知識的題目，供學生當堂解決，在解決問題的過程中由教師說明解題的一般步驟和方法，結合課后的作業，進行更進一步的鞏固練習，強化記憶。錯誤的題目教師要在課上講解清楚，布置學生課下積極整理，以發揮題目本身應有的作用效果。同時教師可以鼓勵學生利用好課余時間對所學知識進行回顧思考，課上教師遺留布置一些相關問題，為學生提供思考的方向和基礎條件，促進其主動探尋學習知識內容。

四、結束語

上文的論述中可以看出，機械能是高中的重點難點部分。教師要提升機械能課堂的教學效果，就要重視對機械能相關知識的講述普及，同時也要考對研究對象選擇的合理性、公式定理的嚴格要求和多角度的透徹剖析等，找到適當的授課方式，才能更好的使學生理解機械能所學內容，提升其物理水平能力。